某電廠1號機組高負荷下二次風運行優化試驗研究

＊李鵬 駱宏飛 火鴻賓

（國能蚌埠發電有限公司 安徽 224000）

由于燃燒具有不穩定性，電站在運行過程中，燃燒運行偏差難以避免[1]。為了減少燃燒偏差造成的鍋爐熱效率下降、腐蝕加劇、污染物排放值升高等問題，電廠通常會進行檢修或運行優化，提高鍋爐熱效率[2-5]。本文是對某電廠1號630MW機組鍋爐進行燃燒優化調整試驗工作分析，可以為同行電廠運行工況優化調整提供思路借鑒。

1.機組概況與問題分析

圖1～圖5給出了優化運行前在620MW、450MW、310MW負荷下省煤器出口氧量和CO分布。其中，A1-6、B1-6分別代表鍋爐A側、B側從左至右的孔號次序。

圖1 優化前620MW省煤器出口截面煙氣氧量分布

圖2 優化前620MW省煤器出口截面CO濃度分布

圖3 優化前450MW省煤器出口截面煙氣氧量分布

圖4 優化前450MW省煤器出口截面CO濃度分布數據

圖5 優化前310MW省煤器出口截面煙氣氧量分布

由圖5可知，在310MW低負荷運行下，氧量分布較為均勻。優化運行前后，310MW省煤器出口截面出CO濃度均為0μL/L，表明此種工況負荷下，優化運行要求并不迫切，因此下文將不再討論。

與此同時，在620MW、450MW兩種較高負荷工況下，省煤器出口氧量分布呈現兩側墻低、中間高的分布，A、B側氧量分布不均勻指數分別為37.7%、63.6%和18.7%、54.5%——氧量分布極不均勻；相應的，CO排放濃度分布兩側高于中間區域，兩側CO濃度高達10000μL/L以上，平均值分別為6166μL/L和2852μL/L。未燃盡的CO隨煙氣排出，致使鍋爐熱效率分別下降了2.49%和1.25%。同時，側墻較高的CO濃度將加劇側墻水冷壁高溫腐蝕問題。因此，高負荷運行工況優化調整勢在必行。

2.燃燒系統優化調整方案

（1）煤質分析。表1給出了入廠的煤質分析數據，其中，Mt、Mad分別代表煤中的全水及空氣干燥基水分含量；Aar表示收到基灰分含量；Vdaf代表煤的干燥無灰基中揮發分含量；St代表煤中硫含量；Qnet,ar表示收到基低位發熱量。

表1 入廠煤質分析數據

（2）風量調整方法。為了提高氧量分布均勻性、降低中高負荷下CO濃度，對運行燃燒器（燃盡風）拉桿、運行氧量、配風方式等進行了詳盡調整，表2給出了不同負荷下的優化調整工況表。其中，T01-03為不同負荷下原始工況對照組，T04-05為燃燒器外二次風調整；T07-08為燃燒器內二次風調整；T09-10為燃盡風綜合調整；T11-12為燃燒器內外二次風及燃盡風綜合優化后的工況。

表2 優化調整工況表

3.優化后運行監測分析

（1）優化效果分析。為了研究優化效果，對運行優化前的鍋爐高負荷運行工況數據進行了采集，如表3所示。從620MW、450MW兩個負荷下摸底試驗結果可以看出：兩個負荷下，A/B側主蒸汽溫度與再熱汽溫良好；再熱減溫水量分別為29.7t/h和3.0t/h，高負荷下再熱減溫水量偏高；高負荷下省煤器出口A/B側氧量分布偏差大，并且高負荷下氧量控制值過低；兩個負荷下，省煤器出口截面煙氣中CO排放濃度平均值分別為6166μL/L和2852μL/L，在中高負荷下CO排放濃度過高；高負荷工況下，修正后的排煙溫度平均值分別為140.5℃和131.8℃，修正后的鍋爐熱效率分別為91.63%、92.72%，爐效偏低，主要是CO熱損失過高。

表3 優化前工況主要參數

根據摸底試驗結果，目前該機組主要存在以下問題需要進一步優化：①中高負荷下氧量控制不合理并且分布均勻性差，導致CO濃度過高，需要進行配風優化，降低CO濃度；②高負荷下再熱減溫水量偏高。

為了探明運行優化對參數的影響，表4給出了優化后工況的詳細參數。經過優化調整后，各負荷下氧量分布均勻，氧量分布不均勻指數均在22%以下；同時，580MW和450MW負荷下CO排放濃度分別從6166μL/L和2852μL/L下降至77μL/L和39μL/L，降幅明顯。同時，高負荷兩側CO濃度從10000μL/L下降至400μL/L以內，可大幅緩解側墻水冷壁高溫腐蝕問題[6]。

表4 優化后工況主要參數

此外，高負荷下兩側汽溫良好，兩側氧量分布均勻。省煤器出口截面煙氣中CO排放濃度大幅降低。高負荷飛回可燃物含量比摸底工況降低了0.62%，灰渣可燃物含量較低。修正后的排煙溫度平均值分別為140.3℃和129.3℃，修正后的鍋爐熱效率分別為93.72%、94.04%，比摸底工況分別提高了2.09%、1.32%。電廠運行工況得到了較好的優化，達到了預期的效果。

（2）優化運行策略。目前總風量控制曲線燃料主控上限值僅為253.37t/h，當煤量高于該值后風量不再增加，在高負荷下煤量可達到290t/h。在二次總風量進行系數修正后建議按照表5～表6推薦氧量和總風量進行控制。

表5 運行氧量推薦值

表6 總風量控制曲線推薦值

在不同負荷下，燃燒熱負荷偏差分布不盡一致，在當前條件下只能通過燃燒器和燃盡風就地拉桿手動調節。鑒于此，未來可將燃盡風拉桿改為程控，盤上運行人員可以根據當前偏差進行實時調整，實現不同工況下氧量、汽溫、壁溫均勻分布。

4.結論

本文在電廠鍋爐運行參數測試的基礎上，著重對鍋爐中高負荷運行中關鍵可調節參數（運行氧量、總風量）進行了優化調整，優化后測試結果表明：（1）優化調整后，580MW、450MW兩個負荷下，A/B側主蒸汽溫度與再熱汽溫良好；高負荷下再熱減溫水量比摸底工況降低了25.6t/h。（2）CO濃度分別從6166μL/L和2852μL/L下降至77μL/L和39μL/L；優化后的鍋爐熱效率分別提高了2.09%和1.32%。本次優化試驗的成果可為電廠帶來可觀的長期效益，實現降本增效。