電廠鍋爐燃燒優化及應用

王萬銀 華電國際電力股份有限公司奉節發電廠

“W”型火焰鍋爐由于火焰中心溫度高和燃燒器結構的限制造成燃燒波動性大，而且在高負荷運行時存在飛灰可燃物含量較高的問題。燃燒效率低造成機組高負荷運行情況下爐膛氧量分布不均，結渣嚴重，水冷凝需求用水量增大，運行成本增加的問題。為了提高鍋爐燃燒效率，降低運行成本，對鍋爐燃燒參數進行優化調整是十分必要的。

一、燃燒鍋爐運行問題鍋爐

空氣預熱器入口同一側，隨著入口位置的不同，對應的側氧量也不同。隨著側氧量的增大，產生的一氧化碳濃度隨之減小。將空氣預熱器入口兩側的氧量濃度進行檢測和對比，發現兩側的氧濃度有明顯的差異，一側氧氣濃度比另一側氧氣濃度偏高，并且側氧濃度較低的一側飛灰可燃物濃度明顯偏高。對機組歷史運行數據進行統計分析，發現該機組在高負荷運行情況下存在較大的燃燒偏差。表現為空預器一側氧量明顯偏高，而且飛灰可燃物濃度和一氧化碳濃度偏高。同時，空預器兩側出口過熱蒸汽的氣溫存在較大偏差。另外，鍋爐配煤摻燒的方式不固定，造成燃燒波動性大，導致產生的灰渣可燃物在不同的時間段內有很大的差別。調整機組在中度負荷條件下運行，檢測到空預器出口處的一氧化碳濃度較小，此時產生的灰渣可燃物濃度比機組在高負荷運行條件下產生的灰渣可燃物濃度高。

二、優化措施

（一）煤粉細度調整

磨煤機采用動態分離器形式，運行人員主要通過調整分離器變頻器開度來調整分離器轉速，分離器變頻器開度大，則分離器轉速高。

（二）燃盡風開度調整

燃盡風的作用主要是降低NOx的生成、保證燃燒后期的煤粉燃盡。在滿足NOx控制要求的前提下，綜合考慮鍋爐運行的安全性和經濟性來調整燃盡風門開度。變燃盡風門開度試驗在600MW負荷下進行，共進行3個工況，燃盡風門開度分別為100%、70%和50%，隨著燃盡風門開度變小，鍋爐NOx生成量明顯增加。

（三）F風擋板開度優化

F擋板在二次風箱中所占風量最大，燃燒所需的主要風量從此擋板處進入，是控制火焰行程和形狀的最主要的調節手段。為了解不同F擋板開度對鍋爐運行的影響，控制磨煤機分離器變頻器開度頻率均在60%以上、表盤運行氧量2.6%左右進行了F擋板開度方式試驗?？梢钥闯鲫P小F擋板后，火焰行程變短，飛灰可燃物含量有所增加。

（四）氧量調整

氧量對鍋爐燃燒起著非常重要的作用。氧量過大，會使干煙氣熱損失增加，也會增加風機電耗；氧量過小，又會使灰渣中未燃碳熱損失增加。為了解運行氧量對鍋爐運行的影響，進行了變氧量試驗。測試結果顯示，運行氧量增加，鍋爐NOx生成量有所增加，飛灰可燃物含量有所下降，鍋爐熱效率有所升高。

（五）優化排煙系統，減少熱損失

燃料的數量、送風量和引風量以及外界負荷等均會影響鍋爐內燃燒的程度，須加強對鍋爐送風量和引風量的控制，控制鍋爐內的空氣系數。應做好對二次風能的優化調節，以提高對高溫煙氣的吸收率，可提供氧氣使煤炭充分燃燒。在排煙系統優化方面，為降低排煙帶來的熱能損失，必須做好對漏風問題的控制，準確觀察排煙氧氣表、風量表的變化，加強對水封槽的監測，排煙過程中不能將水放干。做好對空預器的內部清理，避免受熱面污垢沉積影響后期燃燒效率，吹灰工作應定期開展并做好記錄，以確保鍋爐的穩定運行。鍋爐運行中飛灰含碳質量濃度，會影響鍋爐的燃燒效率，可采用飛灰含碳質量濃度檢測的方式，對煤粉制造系統及通風量進行調整和控制，避免因飛灰問題而對鍋爐燃燒工作效率產生影響。

三、火電廠鍋爐燃燒優化主要技術應用發展

對于火電廠燃煤鍋爐運行的優化，在政策與技術研究上都已經非常完善，但在實際運行中無法避免出現問題，應進一步加強技術創新，轉變思想理念。在未來火電廠鍋爐燃燒運行優化技術發展方面，首先，必須轉變思想，認識到進行技術革新是較為必要的，從節能減排和智能化的角度利用先進的技術，提高燃煤效率，降低質量和安全方面的問題。在提高燃燒效率方面積極利用智能化系統軟件進行鍋爐系統運行的維護管理，降低熱能損失，優化鍋爐的結構配置，采用計算機軟件進行信息的高效傳輸，可進一步提升鍋爐內部數據處理的能力，確保鍋爐系統受網絡控制系統全方位的監控，在新型鍋爐監控系統運行中可在鍋爐基本信息基礎上，利用數字化、智能化控制技術對鍋爐數據信息全面控制，及時發現鍋爐運行故障并及時排除。應靈活使用鍋爐燃燒技術，技術人員必須掌握并能靈活使用引進新的技術，優化火力發電廠鍋爐燃燒運行。

四、結論及建議

在常用分離器變頻器開度（60%）下，各臺磨的煤粉細度R90均大于10%，推薦的合格煤粉細度R90為5.91%～6.39%，實際煤粉細度比推薦煤粉細度粗，即使分離器變頻器開度增加至65%，煤粉細度仍然不滿足要求。煤粉細度較粗，影響煤粉著火及燃盡性，會導致飛灰可燃物含量較高。可以對磨煤機鋼球配比進行專項改造，以降低煤粉細度。

根據燃燒調整試驗結果，綜合考慮鍋爐熱效率、NOx生成濃度控制和制粉系統安全運行的要求，給出鍋爐運行參數的優化推薦值，日常運行按推薦參數運行。

在實際運行管理中，應加強對每一個環節的控制，并對相應的參數進行優化調整，同時結合計算機信息技術加強對運行全過程的實時監控，及時發現設備故障和運行異常問題，確保煤炭燃燒充分，提高燃煤的效率、減少熱能的損失，降低了環境污染的問題，為火電廠帶來更多的效益。