300MW锅炉效率低的原因分析

王承亮

（1.清华大学热能工程系，北京 100084；2.华电国际技术服务中心，济南 250014）

300MW锅炉效率低的原因分析

王承亮1，2

（1.清华大学热能工程系，北京 100084；2.华电国际技术服务中心，济南 250014）

针对某300MW锅炉效率偏低的问题，通过锅炉效率试验、风机效率试验、空气预热器漏风率试验、氧量表计标定试验及氧量场标定试验，最终确定了锅炉效率偏低的原因是空气预热器入口氧量表计指示值偏低。将运行氧量降至1.14%，锅炉运行效率提高约0.52个百分点，厂用电率降低约0.34个百分点，影响煤耗降低约2.7 g／（kW·h）。

锅炉；效率；氧量；燃烧；煤耗

0 引言

电力市场的竞争日益激烈，火力发电企业要想可持续发展，必须提高相对竞争力，深入开展内部挖潜降本增效工作。华电国际技术服务中心为全面推进节能挖潜工作，对公司所属单位进行节能潜力普查活动，通过能耗普查，发现某公司300MW＃2锅炉存在效率低（91.9%）、再热器减温水量大、送风机出力不足和易结焦等问题，直接影响锅炉安全、经济运行。

该公司＃2锅炉为上海锅炉厂生产的SG-1025／17.44-M844型亚临界一次中间再热、固态排渣、正压直吹四角切圆燃烧控制循环汽包炉，锅炉效率设计值为92.8%，设计燃用烟煤。

1 锅炉效率低的原因分析

1.1 锅炉效率试验

收集该公司＃1～＃4锅炉的效率测试数据进行对比分析可知：＃2锅炉效率偏低的主要原因是排烟热损失偏高（6.30%），比设计值（4.89%）高1.41个百分点，而排烟热损失偏高的主要原因是过量空气系数偏高（1.48%），比设计值（1.25%）高0.23个百分点。

1.2 风机效率试验

为进一步分析＃2锅炉过量空气系数偏高的原因［1］，收集＃2，＃4锅炉运行控制氧量进行对比分析。在＃2，＃4锅炉负荷和空气预热器（以下简称空预器）入口平均氧量基本一致、＃4锅炉二次风系统总阻力比＃2锅炉高590Pa的情况下，＃2锅炉送、引风机电流反而比＃4锅炉高7 A和120 A，通过综合分析，初步判断＃2锅炉运行氧量指标可能偏低。对送、引风机电流高的原因进行进一步分析，组织进行了＃2锅炉送、引风机运行效率及运行工况分析。＃2锅炉送、引风机运行工况估算结果见表1（机组负荷为299.4MW，主蒸汽流量为1 051.4 t／h，两侧氧量为1.84%和2.64%）。

表1＃2锅炉送、引风机运行工况估算结果

根据表1送风机效率估算数据，查阅＃2锅炉送风机性能曲线，发现该型送风机与实际送风系统匹配不好，出力（特别是压力）裕量过大，造成风机未运行在高效区，实际运行效率低于80%，影响送风机电流升高。由此可见，＃2锅炉送风机电流偏高与送风机与实际送风系统不匹配有关，因此，不能根据电流大小来直接判断送风量的大小。

由表1可知：引风机的效率为62%～65%，略低于设计值72.5%；＃2锅炉烟气设计流量约为1260 t／h，而实际估算烟气流量为2032 t／h，因此，通风量过大是导致引风机效率降低的主要因素。

1.3 空预器漏风率试验

为进一步确认引风机通风量与送风量的关系，排除＃2锅炉空预器漏风率的影响，特组织进行了＃2锅炉空预器漏风率试验。在机组电负荷为300 MW的条件下，A，B侧空预器漏风率分别为14.34%，14.18%，远超过允许值8%，影响锅炉通风量，因此，通过引风机通风量增加还不能直接判断锅炉送风量偏高。

1.4 运行氧量表计校验

为进一步确认＃2锅炉二次风量偏高即氧量控制偏高的可能性，组织热控人员对＃2锅炉运行氧量表计进行校验［2］。用信号发生器标定分散控制系统（DCS），用5%的标气进行锆头、变送器校验，检查结果表明，＃2锅炉运行氧量系统最大显示误差为0.02%，校验合格。

1.5 氧量场标定试验

＃2锅炉运行氧量表计虽然校验合格，但＃2锅炉运行氧量表计还有可能存在测量结果代表性差的问题，导致＃2锅炉运行氧量指示偏低、实际控制氧量偏高。为进一步掌握＃2锅炉运行氧量指示的代表性，组织进行了＃2锅炉氧量场标定试验。

锅炉氧量测点布置在空预器烟气入口，如图1所示。空预器每侧有2个氧化锆测氧仪，每台锅炉共有4个氧化锆测氧仪，表盘显示的是该侧2个表计测量值的较大值。氧化锆测氧仪插入烟道深度约1.4m，指示的是靠近烟道中部内某一点的氧量值，烟道周围漏风对其影响相对较小。

试验测点位于氧化锆测氧仪的旁边，每侧3个。氧量测量采用便携式氧气测量仪，测量方式为网格法、多点采用，代表性及准确性高；每侧3个测量数据取平均值。

2014年4月1日至3日的试验结果见表2，由表2可以看出：＃2锅炉空预器入口氧量实测值比运行表盘指示值平均高约1个百分点。

图1 空预器入口运行氧量和试验测量氧量测点布置

表2 300MW负荷下＃2锅炉氧量场试验结果 %

2 氧量测量系统采样差异原因分析

（1）锅炉烟道氧量场受漏风和烟气转弯流道变化影响，存在较大的梯度变化，仪表取样点不同，必然会存在一定的测量偏差。

（2）表盘指示的是该侧2个表计测量值的较高值，代表性较差。

（3）氧化锆测氧仪取样点较靠近烟道中部，受烟道漏风的影响相对较小，指示值也会比整个截面平均取样的测量结果低。

3＃2锅炉降低运行氧量试验

针对＃2锅炉实际氧量比表盘指示氧量高1个百分点的诊断结果，组织进行了＃2锅炉降氧量控制试验［3］。试验期间机组负荷为300MW，试验前20 min统计两侧氧量平均值为2.50%，将空预器入口氧量降至1.14%（降低1.36个百分点），收集120 min统计运行数据，调整前、后各参数变化见表3。＃2锅炉降低氧量运行后，火焰颜色及充满度明显改善，锅炉运行效率提高约0.52个百分点，厂用电率降低约0.34个百分点，合计影响煤耗降低约2.78 g／（kW·h）（扣除真空度影响），同时解决了夏季因锅炉氧量低而影响机组接带负荷的问题。

表3＃2锅炉降低氧量试验结果

续表

4 处理措施

在空预器入口氧量指示偏低暂不能解决的前提下，先由热控人员对指示氧量进行修正。利用机组停机机会检查氧量测量系统，在测量系统无异常的情况下，由试验人员重新校核氧量测量器安装位置，确保氧量测量系统的代表性和准确性。

5 结论

针对＃2锅炉效率低的问题，开展了系统的节能诊断，包括锅炉效率试验、风机效率试验、空预器漏风率试验、氧量表计标定试验和氧量场标定试验，最终确定了＃2锅炉运行氧量指示“虚低”1个百分点是导致锅炉效率低的根本原因。通过热态调整，彻底解决了此问题，锅炉排烟热损失大幅降低，引、送风机耗电率大幅降低，锅炉效率和厂用电率指标得到有效改善；同时，因运行氧量同比降低，炉膛火焰中心下移，＃2锅炉燃烧稳定性差、再热器减温水量大和易结焦等问也得到了有效解决。开展本项工作不仅保证了电厂安全、经济运行，同时也为今后的节能降耗工作积累了宝贵的经验。

［1］吕绍辉，于东，赵旭，等.锅炉最佳氧量的确定［J］.黑龙江电力，2009，31（2）：115-116.

［2］孙林源.氧化锆氧量计在电站锅炉中的应用［J］.内蒙古科技与经济，2007（9）：106-107.

［3］刘吉臻，牛成林，李建强，等.锅炉经济性分析及最优氧量的确定［J］.动力工程，2009，29（3）：245-249.

（本文责编：刘芳）

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：B

：1674-1951（2015）05-0074-03

王承亮（1971—），男，山东淄博人，高级工程师，从事节能技术和火力发电厂节能诊断等方面的研究工作（E-mail：lwwcl＠sohu.com）。

2014-11-25；

2015-04-10