660 MW機組燃燒器風壓與火檢信號相關性研究及優化

翁忠華，董春雷，翁獻進，趙德虎

（浙江浙能溫州發電有限公司，浙江 樂清 325602）

0 引言

某發電有限公司四期2×660 MW超超臨界鍋爐為北京B&W公司設計的超超臨界、螺旋爐膛、一次再熱、平衡通風、固態排渣、全鋼構架、露天布置的P型鍋爐。配有B&W公司DRB-4Z型和AIREJET型超低NOX旋流燃燒器及OFA（燃盡風）噴口。鍋爐火檢系統采用的是ABB公司的Uvisor SF810系列外窺式火檢系統，每層6個。

該機組自投產以來，多次發生因火檢信號失去導致磨煤機跳閘的事件，甚至進一步引發MFT（主燃料跳閘），在2016年就因此引發3次MFT事件，嚴重影響機組運行的安全性和經濟性。為此，對火檢和燃燒問題進行深入研究，發現燃燒器風壓與火檢喪失的重大相關性，并實施了針對性措施與優化，效果顯著。

1 典型事例

（1）2016年5月8日，7號機組負荷300 MW。7A/7E/7F制粉系統運行。12:41:23，7E燃燒器因火檢喪失跳閘，2 s后7F燃燒器因火檢喪失跳閘，RB（輔機故障減負荷）動作，機組切到TF（汽輪機跟蹤）方式，負荷快速減到253 MW。汽輪機調門控制門前主汽壓力逐漸全開。投A，B，E，F共4層大油槍穩燃。

（2）2016年 8月8日，8號機組負荷 659.93 MW，8A送風機電流110 A。12:57:05，8A送風機電流突降至39 A，爐膛負壓突降，8A/8B/8C磨煤機相繼火焰失去跳閘，機組RB保護動作。

（3）2016年9月4日23:00，機組AGC（自動控制發電）方式，負荷480 MW左右，制粉系統8A/8B/8C/8D/8F運行。9月5日00:02，F層油槍F1/F2/F4/F5和制粉系統F1/F2/F4/F6火檢失去跳閘。

（4）2016年 11月11日，7號機組 AGC狀態下，制粉系統7A/7B/7C/7E/7F運行，機組減負荷過程中，運行人員停7號E制粉系統，隨后7B磨煤機跳閘，首出火檢喪失。11月12日00:18，負荷293 MW，7F磨煤機跳閘，首出為火檢喪失。

（5）2017年1月24日，7號機組接令停機。9:55，機組負荷193 MW，7A磨煤機跳閘，首出火檢喪失。10:04:08，機組負荷125 MW，7F磨煤機跳閘，首出火檢喪失。

2 原因分析

2.1 燃燒系統

2.1.1 系統結構及布置

該機組采用前后墻對沖燃燒方式，配有開式環形大風箱，系統配置24只AireJet燃燒器、12只DRB-4Z型燃燒器，分3層布置在鍋爐的前后墻上。其布置如圖1所示。

圖1 燃燒器位置分布

2.1.2 燃燒系統風箱及燃燒器

燃燒系統風箱包含燃燒器風箱和OFA噴口風箱，燃燒器分為 AireJet燃燒器和DRB-4Z燃燒器，其中DRB-4Z燃燒器兼有微油點火及穩燃功能，其結構如圖2所示。

由上可知，若要保證著火及燃燒的穩定性，進入2種燃燒器內部的二次風都需得到合理配置，所以大風箱內各層風壓，尤其是燃燒器風壓的合理性是保證火焰穩定可靠燃燒的重要前提。

2.2 火檢系統

該機組采用LOS（外窺式火檢），適用于前后墻對沖式燃燒鍋爐和“W”火焰燃燒鍋爐。其在燃燒器上的內部開孔布置如圖3所示。

圖2 DRB-4Z燃燒器

圖3 火檢在燃燒器的內部開孔布置

根據火檢就地的安裝及布局可知：

（1）測量角度基本固定，因此火焰的穩定性及著火的位置都會對其檢測造成影響。

（2）外窺式火檢的探頭與觀火開孔中間段易受風箱內環境影響，從而造成火焰檢測減弱。

2.3 綜合分析

機組自投產以來，燃燒器風箱壓力始終偏低，在爐膛負壓穩定的情況下，燃燒器風箱壓力（尤其是下層）經常長時間運行在0 kPa。而各次火檢失去事件有一個顯著特點，即燃燒器風箱壓力很低，基本約在0 kPa。燃燒器下層風箱對應A，F磨煤機，上層對應B，C，D，E磨煤機。

3 應對措施

3.1 火檢系統

（1）梳理火檢柜內卡件的設置參數，將火檢失火延時統一設置為2 s。各煤層火檢跳磨的邏輯由六取三失火改為六取四失火跳閘，延時仍為3 s，加上卡件失火延時2 s，共5 s延時。

（2）風箱內增加密封預埋管，與既有的預埋管焊接（延伸至葉片處），使火焰檢測通路與風箱完全隔離。

（3）將火檢機柜風扇與火檢卡件的電源獨立配置。

（4）將F層的F1，F3，F5煤檢由外窺式改成了光纖型，即內窺式。

（5）整治火檢柜接線及接地，避免接線及干擾問題。

3.2 提高燃燒器風箱壓力

機組前后墻分別布置上下層二次風及燃盡風擋板，在優化之前，上下層二次風擋板基本處于全開位置，對燃盡風擋板的控制也未細化。二次風調風套筒風門在優化前無自動邏輯，在運行過程中基本處于同一個開度。

3.2.1 二次風上下層擋板控制優化

（1）二次風箱上下二次風擋板設置最低開度為50%，以保證運行過程中風箱內最低壓力。

（2）二次風箱上下層二次風擋板控制優化為與制粉臺數及煤量對應的控制方式，這樣可視具體煤層運行情況進行風壓配置。其控制方式如圖4所示（此處只給出下層風門控制圖）。

圖4 下層二次風擋板控制優化

3.2.2 降低燃盡風擋板開度

在滿足NOX控制的前提下，采用與負荷對應的函數關系降低燃盡風擋板開度，以提高燃燒器風箱壓力，控制函數見表1。

3.2.3 提高二次風量占比

調整磨煤機入口風量函數，適當降低一次風量，以提高二次風量在總風量中的占比，如圖5所示。

3.2.4 二次風套筒風門控制優化

根據各層制粉的具體運行情況優化二次風調風套筒風門控制，以保證各燃燒器之間的均衡配風?？刂坪瘮狄姳?。

表1 燃盡風擋板控制函數

圖5 磨煤機入口風量曲線

表2 套筒風擋板控制函數

4 優化后的效果

實施以上措施后，燃燒器二次風壓得到了提高，有效保證了燃燒的穩定性，在低負荷和負荷變化期間基本杜絕了風壓長時間保持0 kPa的現象，其風箱壓力及各風門擋板開度變化等情況如圖6、圖7所示。自優化措施實施以來未出現因火檢異常消失導致磨煤機停運的現象，大大提高了機組運行安全性。

圖6 機組低負荷期間曲線

圖7 機組負荷變化期間曲線

5 結語

對于類似該機組這種具有開式環形大風箱前后墻對沖布置、正壓直吹配備AireJet和DRB-4Z型燃燒器的燃燒系統，其火檢喪失問題除了對其火檢本身進行排查外，還應對燃燒器風壓等運行因素引起足夠重視，抓住要因有效應對，實施優化措施，從而使問題得到徹底解決。