鍋爐運(yùn)行中燃燒優(yōu)化調(diào)整問題研究

張飛

（神華國(guó)能寧夏煤電有限公司，寧夏回族自治區(qū) 銀川 710400）

鍋爐運(yùn)行過程中需要工作人員實(shí)時(shí)進(jìn)行燃燒調(diào)整，這是諸多流程中最為基本的一項(xiàng)操作。燃燒調(diào)整行為要以外界工況作為參考標(biāo)準(zhǔn)，所以燃燒穩(wěn)定也代表鍋爐和機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定。由此也可以得知鍋爐運(yùn)行環(huán)境，會(huì)對(duì)燃燒狀態(tài)帶來直接的影響，如果工作環(huán)境質(zhì)量欠佳，鍋爐運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，難免會(huì)產(chǎn)生燃燒問題。為了保證鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行，需要做好燃燒調(diào)整。

1 鍋爐主要參數(shù)概述

鍋爐為上海鍋爐廠有限公司生產(chǎn)的超超臨界參數(shù)變壓直流爐，型號(hào)SG-3243/29.3-M7005，單爐膛、一次中間再熱、四角雙切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、全鋼構(gòu)架、緊身封閉布置、固態(tài)排渣、全懸吊結(jié)構(gòu)Π 型鍋爐，爐膛寬度35190mm，爐膛深度15667.6mm，水冷壁下集箱標(biāo)高為7500mm，爐頂管中心標(biāo)高為75020mm，大板梁底標(biāo)高83720mm。爐膛由膜式壁組成。爐底冷灰斗角度約為55°，從爐膛冷灰斗進(jìn)口（標(biāo)高7800mm）到標(biāo)高55778mm 處爐膛四周采用螺旋管圈，管子規(guī)格為Φ38mm，節(jié)距為54mm，傾角為20.6673°在此上方為垂直管圈，管子規(guī)格為Φ32mm，節(jié)距為51mm。螺旋管與垂直管的過渡采用中間混合集箱。爐后尾部布置兩臺(tái)四分倉(cāng)容克式空預(yù)器。鍋爐運(yùn)行平臺(tái)標(biāo)高1700mm，爐頂采用大罩殼密封結(jié)構(gòu)，設(shè)置輕型鋼屋蓋及其側(cè)封。鍋爐采用等離子點(diǎn)火助燃系統(tǒng)。

2 鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整作用

鍋爐運(yùn)行過程中展開燃燒優(yōu)化調(diào)整，是一項(xiàng)非常重要且基礎(chǔ)的操作，具有以下三點(diǎn)作用：（1）能夠減少燃燒可能帶來的損失，提升鍋爐運(yùn)行效率，加強(qiáng)氣壓、氣溫與蒸發(fā)量的穩(wěn)定性；（2）保證鍋爐著火穩(wěn)定性，明確合適的燃燒中心，使?fàn)t膛內(nèi)部火焰更加均勻。通過燃燒優(yōu)化調(diào)整降低鍋爐兩側(cè)煙溫偏差，以免產(chǎn)生鍋爐結(jié)渣現(xiàn)象，提高受熱均勻性；（3）減小對(duì)周圍環(huán)境的危害，在設(shè)置鍋爐燃燒相關(guān)技術(shù)參數(shù)時(shí)，充分考慮到環(huán)境保護(hù)要求，主燃燒范圍內(nèi)維持還原風(fēng)，爐膛上方有燃燼風(fēng)通入。一方面可以保證完全燃燒效果，另一方面也可以減小NOx（氮氧化物）生成。

3 鍋爐運(yùn)行中燃燒問題

3.1 結(jié)焦問題

鍋爐運(yùn)行中燃燒調(diào)整結(jié)焦問題比較常見，表露現(xiàn)象主要有以下幾種：（1）技術(shù)人員觀察火焰，流化效果不理想，例如部分火焰顏色為白色；（2）鍋爐出灰量較少；（3）氧量指示降低；（4）鍋爐運(yùn)行負(fù)壓升高。總結(jié)結(jié)交問題的根本原因，可能是點(diǎn)火升壓環(huán)節(jié)一次加入煤量過多，加煤作業(yè)時(shí)沒有同時(shí)加風(fēng)，煤粒度度較大、一次風(fēng)較小，沒有超出臨界流化風(fēng)量。除此之外，技術(shù)人員壓火操作不合理，或者是給煤機(jī)斷煤處理存在不規(guī)范行為，均由可能會(huì)引發(fā)結(jié)焦現(xiàn)象。

3.2 熄火問題

鍋爐燃燒調(diào)整中的熄火問題表露現(xiàn)象主要有以下幾點(diǎn)：（1）氧量指示升降幅度較大；（2）燃燒室亮度降低，無法實(shí)時(shí)觀察火焰情況；（3）氣溫氣壓、煙氣溫度降低。總結(jié)熄火問題的根本原因，首先給煤機(jī)在運(yùn)行中存在故障，或是出現(xiàn)堵煤現(xiàn)象沒有發(fā)現(xiàn)，延長(zhǎng)了斷煤時(shí)間；其次，風(fēng)煤配比不合理，煤質(zhì)不滿足使用要求，由于沒有及時(shí)調(diào)整而導(dǎo)致熄火；最后，積灰涌入到鍋爐內(nèi)，導(dǎo)致突然熄火。

3.3 可燃物二次燃燒

鍋爐運(yùn)行中煙道內(nèi)部可能會(huì)有可燃物存在，并且導(dǎo)致二次燃燒。針對(duì)該問題的表露現(xiàn)象包括以下幾點(diǎn)：（1）風(fēng)道個(gè)別位置嚴(yán)密性較差，在鍋爐燃燒過程中偶爾會(huì)有火星冒出；（2）如果情節(jié)嚴(yán)重，煙道防爆門可能會(huì)出現(xiàn)故障；（3）一、二次溫度提升，直接超出規(guī)定值界限；（4）鍋爐燃燒過程中，煙囪有黑煙冒出；（5）煙道的排煙溫度快速提升；（6）煙道與爐膛的負(fù)壓變化異常，除此之外，引風(fēng)量和負(fù)壓超出界限值也是導(dǎo)致可燃物二次燃燒的原因之一。

4 鍋爐運(yùn)行中燃燒問題處理方法

4.1 結(jié)焦處理

針對(duì)結(jié)焦問題的處理方法，需要馬上停止鍋爐運(yùn)行，將所有室內(nèi)爐渣全部放掉，隨后再由技術(shù)人員檢查鍋爐結(jié)焦?fàn)顩r。開啟入孔門之后撬動(dòng)鍋爐內(nèi)部焦塊，盡可能地將焦塊清除出爐外。如果結(jié)焦情節(jié)不是非常嚴(yán)重，當(dāng)焦塊被扒出爐外可以繼續(xù)運(yùn)行，若結(jié)焦情節(jié)比較嚴(yán)重，需要等到完全冷卻之后再行處理。

4.2 熄火處理

在進(jìn)行熄火處理操作時(shí)不能向鍋爐進(jìn)煤，如果給煤機(jī)存在故障，應(yīng)該停止鍋爐運(yùn)行，以最快的速度找出故障原因，處理之后重新投入運(yùn)行。最后對(duì)蒸汽溫度進(jìn)行控制，將減溫水關(guān)閉之后，可以打開過熱器的疏水門，從而解決熄火問題。

4.3 可燃物二次燃燒處理

可燃物二次燃燒的處理方法：如果工作人員觀察鍋爐運(yùn)行狀態(tài)的過程中，發(fā)現(xiàn)煙溫提升異常，必須要快速找到原因，并且校準(zhǔn)儀表指示數(shù)值。隨后做好燃燒調(diào)節(jié)優(yōu)化工作，確保燃燒過程的穩(wěn)定性。優(yōu)化調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，若煙溫持續(xù)提升，甚至大于200℃，要馬上停止鍋爐運(yùn)行，將所有孔門和擋板關(guān)閉，清除所有能夠通風(fēng)的條件。如果發(fā)現(xiàn)溫度降低，并且檢查之后沒有火源存在，建議開啟引風(fēng)機(jī)，當(dāng)通風(fēng)5~10min 之后抽出所有積灰，再次點(diǎn)火運(yùn)行。

5 鍋爐運(yùn)行中燃燒問題優(yōu)化調(diào)整方案

5.1 熱損失技術(shù)調(diào)整

排煙溫度與排煙熱損失之間的關(guān)系非常密切，發(fā)電煤耗也會(huì)受到排煙溫度的影響而增加，并且能夠保證電除塵、脫硫設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性。導(dǎo)致排煙溫度提升的原因有漏風(fēng)、摻加冷風(fēng)量、積灰等，針對(duì)排煙溫度技術(shù)調(diào)整舉措，需要先解決漏風(fēng)問題，待溫度降低至正常數(shù)值后，優(yōu)化磨煤機(jī)冷風(fēng)，發(fā)現(xiàn)負(fù)荷相同的情況下排煙溫度降低。鍋爐內(nèi)部吹灰器的作用是維持受熱面整潔性，優(yōu)化傳熱效果。吹灰系統(tǒng)主要有鍋爐本體受熱面吹灰、空預(yù)器吹灰，其中鍋爐本體內(nèi)部包含96 只爐膛吹灰器，設(shè)置于爐膛處，布置為四層。鍋爐本體、空預(yù)器吹灰的蒸汽，都是通過低溫再熱器出口管道接出，處在BMCR 工況下，蒸汽溫度是518℃，壓力是5.96MPa（表壓）。將吹灰蒸汽進(jìn)行減壓處理，分別進(jìn)到吹灰器中，管路內(nèi)部設(shè)置自動(dòng)疏水點(diǎn)，鍋爐吹灰則展開程序控制。由此發(fā)現(xiàn)，當(dāng)吹灰效率提升，可以直接解決積灰問題，排煙溫度升高，主要的影響因素為漏風(fēng)、摻冷風(fēng)量。所以，鍋爐運(yùn)行中要著重注意這兩點(diǎn)問題，避免熱損失增加。

5.2 不完全燃燒調(diào)整

針對(duì)鍋爐運(yùn)行中燃燒調(diào)整工作的實(shí)施，如果出現(xiàn)不完全燃燒問題，建議調(diào)整煤粉細(xì)度。分離器擋板會(huì)對(duì)煤粉細(xì)度產(chǎn)生直接的影響，結(jié)合鍋爐運(yùn)行實(shí)踐發(fā)現(xiàn)如果磨煤粉的細(xì)度較細(xì)，驅(qū)動(dòng)端與非驅(qū)動(dòng)端較粗，那么技術(shù)人員對(duì)分離器擋板進(jìn)行調(diào)整，風(fēng)管偏差也會(huì)隨之降低。隨著磨煤機(jī)出力的增加，在保證煤粉細(xì)度（15%-20%）的前提下，四根粉管煤粉細(xì)度的均勻性也會(huì)隨之變好，同時(shí)對(duì)爐膛壁溫偏差也有所幫助。

同時(shí)進(jìn)行變?nèi)急M風(fēng)調(diào)整，在機(jī)組負(fù)荷、氧量穩(wěn)定的情況下，二次風(fēng)擋板選擇均等配風(fēng)、正寶塔配風(fēng)、倒寶塔配風(fēng)。通過這三種方法測(cè)量NOx，其中到寶塔配風(fēng)排放的NOx 含量相對(duì)較高，正寶塔配風(fēng)排放NOx 含量比較小。所以針對(duì)這兩種配風(fēng)方法展開綜合分析，建議結(jié)合鍋爐運(yùn)行條件分別采用相適應(yīng)的配風(fēng)方式，以達(dá)到減小NOx 排放量的目的。采用這種綜合配風(fēng)的方法，技術(shù)人員檢測(cè)脫銷之前NOx 排放平均值，會(huì)出現(xiàn)比較顯著的變化。最后需要組織變氧量測(cè)試，將測(cè)試條件設(shè)置為480MW 負(fù)荷段，燃燒方式選擇高級(jí)復(fù)合分級(jí)低NOx 燃燒技術(shù)，經(jīng)過分析之后，發(fā)現(xiàn)煤粉燃燒過程中NOx 生成機(jī)理，低NOx煤粉燃燒系統(tǒng)可以減少揮發(fā)份氮向NOx 的轉(zhuǎn)化，搭建早期著火、使用控制氧量燃料/空氣分段燃燒技術(shù)，便可以達(dá)到燃燒優(yōu)化調(diào)整的目的。

6 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行中，燃燒問題比較常見，若情節(jié)嚴(yán)重還會(huì)威脅到鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性。所以，針對(duì)鍋爐燃燒問題進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，總結(jié)各個(gè)故障與問題的原因，采取針對(duì)性的處理方法，做好燃燒問題優(yōu)化調(diào)整工作，為鍋爐運(yùn)行營(yíng)造安全的環(huán)境，切實(shí)保證操作人員的人身安全，也可以提高鍋爐運(yùn)行效率。