某钢球磨中储式制粉系统锅炉燃烧优化调整

张振国+沈涛+李洪杰

摘 要：针对某采用钢球磨中储式制粉系统锅炉一直存在的锅炉效率偏低、炉膛出口NOX偏高、主再热汽温偏低等问题，制定了燃烧调整方向，通过制粉系统优化及燃烧优化调整，锅炉各项指标均有好转。建议此类型锅炉要特别重视制粉系统维持最佳通风量运行、制粉系统的漏风治理，低NOX改造要设法消除三次风的不利影响。

关键词：钢球磨；燃烧调整；三次风

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.072

0 引言

某电厂锅炉采用钢球磨中储式制粉系统，锅炉一直存在锅炉效率偏低、炉膛出口NOX偏高、主再热汽温偏低等问题，本文主要是针对对此类型锅炉的燃烧调整思路和具体调整方案。

1 设备概述

锅炉为哈尔滨锅炉厂制造的HG—420/13.7—YM3型超高压、自然循环煤粉炉。该锅炉采用单炉膛、一次再热、平衡通风、固态排渣。配用两套钢球磨煤机中间储仓式热风送粉的制粉系统，制粉乏气作为三次风送入炉膛。

2 存在的问题及分析

主要有以下几方面：

2.1 制粉系统存在的问题总结

（1）甲、乙制粉系统通风量分别为126654.72m3/h、111072.55 m3/h。制粉系统通风量偏大。

（2）甲、乙侧制粉系统再循环开度都较小，分别为12.6%、15.2%。这导致排粉机出口乏气大部分通过三次风进入炉膛。

（3）甲、乙排粉机效率分别为63.21%、54.72%。排粉机效率较低。

2.2 锅炉热效率偏低

炉效为89.27%，较设计值低很多。原因一是低负荷时锅炉氧量偏高，二是飞灰含碳量偏高。

2.3 锅炉NOx排放量偏大

120MW、100MW、75MW三个负荷下的NOX含量分别为358.87 mg/m3、485.19 mg/m3、517.97 mg/m3。

2.4 主、再热蒸汽温度偏低

主、再热蒸汽温度分别比设计值偏低23℃、62℃。

3 燃烧调整方向的确定

3.1 制粉系统调整

（1）飞灰和大渣的含碳量较大，要保证入炉煤的完全燃烧，制粉系统应该保持较细的煤粉细度。制粉系统阻力不增加太多的前提下，尽量降低煤粉细度。

（2）三次风速达到57m/s左右。极高的三次风速对燃烧产生不利影响，造成炉内动力场偏斜，飞灰含碳量升高。在保证制粉干燥出力的前提下，尽量降低制粉通风量，使其接近制粉最佳通风量。

3.2 配风调整

二次风的流量基本为零，所以要保证在不堵管的前提下尽量降低一次风速。

锅炉大渣含碳量很高，首先是底部的二次风没有开启，其次是炉内动力场较差，据观察炉内动力场整体向下偏移所以，應该尽量增加底部配风。

3.3 氧量调整

二次风基本没有，炉膛氧量没有调整手段，炉膛氧量偏高。炉膛出口含氧量应控制在3%～3.5%。

4 燃烧调整

4.1 制粉系统调整

（1）分离器挡板开度调节。调整时，维持甲侧粗粉分离器开度不变，将乙侧粗粉分离器开度调整为30?。调整后甲侧煤粉细度19.2%，乙侧煤粉细度18.9%。

（2）制粉系统通风量调整。调整时，关小排粉机入口调节门，甲侧由95.6%调整到34.7%，乙侧由98%调整到48.2%。

（3）一次风速调整。调整时，关小各层一次风门开度，关小甲、乙侧压力冷风门开度，以降低一次风速。最终一次风速维持在22m/s左右。经长时间运行观察，没有堵管现象。

4.2 锅炉配风调整

降低制粉通风量及一次风速后，二次风门具有了一定的开度。按照燃烧调整确定的原则，开大低层二次风的开度。

4.3 锅炉氧量调整

利用二次风来调整锅炉氧量，90MW以上时基本能够维持氧量在3%?3.5%运行。低负荷时，氧量较调整前已经大大降低，75MW时，排烟氧量由11.4%降低到8.62%，但是由于三次风量依旧偏大，氧量仍然有些偏高。

5 燃烧调整结果

5.1 辅机单耗

送风机单耗下降0.25 kW·h/t汽，引风机单耗3.66 kW·h/t汽，引风机单耗下降0.66 kW·h/t汽。如果年发电量按60000万kW·h、上网电价按0.35元/kW·h计算，调整后送风机和引风机每年节省约65万元左右。

5.2 锅炉热效率

燃烧前后炉效提高1.99个百分点。炉效提高主要是因为：（1）三次风量较原来有一定的降低，飞灰的含碳量降低；（2）炉底配风从无到有，大渣含碳量明显降低；（3）二次风率变大，炉膛氧量能够控制，排烟氧量比燃烧调整前大大降低；（4）三次风量、一次风量降低，炉内燃烧变好，排烟温度降低。

6 总结

主要建议如下： （1）维持制粉系统最佳通风量运行。制粉系统通风量，不仅影响到磨煤机的制粉效果，影响到制粉系统的制粉单耗，还对锅炉的燃烧产生直接影响。本案中，制粉系统通风量多大，造成一次风率偏高，对燃烧带来极不利影响。所以要特别注意维持制粉系统最佳通风量运行。

（2）注意三次风对低NOX的影响。对于有三次风的钢球磨中储式制粉系统，三次风对NOX的影响较大。在低NOX改造时，一般将三次风分为两路，一路进入主燃烧区上部。但在本案中，由于干燥出力不足，再循环开度很小，三次风量很高，进入燃烧器区的三次风对燃烧带来了很不利的影响。所以对于此类锅炉，消除三次风的不利影响是低NOX改造成功与否的重要因素。可以考虑采用布袋过滤后外排的方式消除其影响。

（3）加大制粉系统漏风治理。对于负压制粉系统，往往忽略对其漏风的治理。而制粉系统漏风大，降低制粉干燥出力，影响到制粉再循环风的比例，从而影响到入炉一次风率，对锅炉的整个燃烧产生影响。

作者简介：张振国（1982-），男，研究生，研究方向：火力发电厂锅炉设备能耗诊断、节能改造。endprint