锅炉燃烧调整与运行优化分析

赵晓东 孙全超

摘   要：本文主要针对目前火电机组长时间运行，如何保证和提高机组效率，保证机组稳定运行进行优化分析，通过燃烧调整试验，进行一次风和二次风调平，优化设计运行方案，解决锅炉燃烧不稳、前后和左右偏差大、炉内深度缺氧、燃烧产物中CO含量高、降低SCR入口NOx浓度高、再热器减温水量大、火焰中心上移、排烟温度高的问题，锅炉达到安全、经济运行状态，最终达到提高锅炉效率、降低煤耗的目的。

关键词：火电机组  效率  运行优化  燃烧调整

中图分类号：TK227                                文献标识码：A                        文章編号：1674-098X（2019）07（c）-0101-02

1  机组及其主要系统简介

华能吉林发电有限公司九台电厂锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的HG-2100/25.4-HM11锅炉，是具有自主知识产权的国产塔式布置的超临界直流锅炉，该锅炉2009年投产。自投产运行以来，没有进行过燃烧调整试验，锅炉运行经济指标达不到设计值，运行稳定性差，机组运行存在很多安全隐患，多次出现超温、振动等现象，经过对锅炉加装防振梁等，解决了锅炉振动问题，但振动原因和超温原因没有彻底查清，锅炉运行波动大、偏差大、运行稳定性差等现象明显。

2  目前锅炉出现的问题

（1）二次风及燃尽风配风不合理，造成炉内严重缺氧，锅炉燃烧中心区域以上至炉膛出口高度大约30m高，炉膛中心处15×15m的截面内烟气中含氧量测量结果在0～0.1%，省煤器入口CO浓度高达几千ppm，空气预热器入口CO浓度达到几百ppm。

（2）炉内左右、前后温差高达200℃以上，三级过热器和二级再热器容易超温，减温水量大。

（3）再热器喷水量大，影响机组循环热效率。

（4）一次风速不均，上层一次风速普遍低于17m/s，特别是3、7号磨煤机上层一次风速很低11～13m/s，风速低容易造成积粉，导致一次风管阻力大、磨煤出力不足、燃烧器区域超温等问题。

（5）空气预热器漏风量大，导致排烟热损失大、送引风电耗高等问题。

（6）除尘器漏风大，导致引风机出力不足。

（7）SCR入口NOx浓度高，喷NH3量大，运行经济性差，需要燃烧调整降低SCR入口NOx浓度。

为了解决上述运行中存在的问题，通过燃烧调整试验，进行一次风和二次风调平，优化设计运行方案，解决锅炉燃烧不稳、前后和左右偏差大、炉内深度缺氧、燃烧产物中CO含量高、降低SCR入口NOx浓度高、再热器减温水量大、火焰中心上移、排烟温度高的问题，使锅炉达到安全、经济运行状态，最终达到提高锅炉效率、降低煤耗的目的。

3  燃烧调整方法

针对上述问题，运行方面的问题可以通过燃烧调整试验加以解决，通过燃烧调整试验确定最佳配风方式，优化运行调节方法。具体燃烧调整试验方法。

（1）进行一次风速测试，根据测试结果，对一次风速不均的进行调节，通过调节分离器出口挡板开度，调节各角一次风速，使其一次风速度相对均匀。

（2）针对燃烧产物中CO含量高的问题，必须进行燃烧调整试验，进行二次风重新配风，对各二次风及燃尽风配风方式（风门开度）进行调整，根据测试数据，确定调节二次风门开度是否合理，决定合理配风方式。

（3）在合理的配风方式及氧量的条件下，调节二次风速，使其火焰中心稳定在中心区，防止火焰偏斜，使其温度场分布合理，防止结焦。

（4）进行合理配风，在确保燃烧效率的条件下，降低SCR进口NOx浓度，确保NOx在350mg/m3以下，降低脱硝喷氨量，从而减少发电成本。

（5）调节燃尽风，减少受热面左右两侧热偏差，解决锅炉喷水量偏差大和热偏差大的问题。

（6）调节火焰中心，控制火焰中心上移问题。

（7）从运行方面对一次风速进行调整，对于上层一次风因阻力大造成的风速低的问题，采用增大夹心风开度的方法，增加上层一次风刚性，使上层一次风速不产生结焦。

（8）对于空气预热器和除尘器漏风大的问题，除了检修堵漏风外，运行中采取低负压运行，偏调引风机等方法减少漏风。

4  燃烧调整效果

（1）降低了CO排量，减少了q3损失0.23%～0.46%。

通过燃烧调整，解决了锅炉深度缺氧问题，使锅炉排烟中CO浓度大幅度降低，排烟中CO浓度由调整前的500～1000mg/m3，降低到10mg/m3，按照500ppm计算，使锅炉效率提高0.23%～0.46%，仅这一项，降低标煤1～2g/kWh。此项损失在燃烧调整前没有被电厂重视，由于没有检测烟气中CO指标，所以没有计算此项损失，使煤耗增加不知去向。此项损失满负荷时提高效率更明显，等满负荷试验得到结果。

（2）降低了排烟温度，减少了q2损失0.15%～0.3%。

通过燃烧调整，使锅炉排烟温度减少了3～6℃，由于空气预热器漏风没有用解决，按照排烟体积不变计算，使排烟热损失降低了0.15%～0.3%。如果空气预热器漏风问题解决了，排烟损失减少更多。

（3）锅炉机械不完全燃烧热损失保持不变。

此次燃烧调整是按照405MW计算的，根据运行调整曲线可知，高负荷时锅炉缺氧更严重，所以660MW运行时此项损失更大，提高效率更多。405MW时燃烧调整前后锅炉效率及煤耗对照表见表1，主要锅炉参数见表2。通过燃烧调整使锅炉效率提高0.4%～0.76%，每度电降低标准煤耗1.5g/kWh，每天如果按满负荷运行可以节约标准煤24t。

（4）再热器减温水减少了10t/h左右。

减少了锅炉左右和前后烟气侧热偏差，降低了过热器和再热器热偏差造成的喷水量偏差，降低了再热器减温水量10t/h，如果高负荷时减温水量降低更多，从而提高了循环热效率。此项锅炉满负荷试验时效果更明显。

（5）提高了锅炉燃烧稳定性和安全性。

通过燃烧调整，使锅炉燃烧稳定性提高，烟气温差减小，炉内波动较小，使运行稳定性提高，汽温汽压波动减小了，锅炉正压和结焦情况得到了控制。从而提高了机组运行的安全性。

5  燃烧调整还存在的问题

（1）试验负荷不够全面：由于只测到发电机组负荷为400～550MW的运行工况，其他工况没有测到，所以，不能决定锅炉高负荷和低负荷时优化运行方案，上述运行优化方案只代表发电机组负荷为400～550MW的运行方案。

（2）由于锅炉有8组燃烧器（8台磨煤机），发电机组负荷为400～550MW的运行工况为5台磨煤机运行，其中8取5的排列组合方式有几十种，不能把各种组合方式的试验都做全，所以，由于磨煤机出力、一次风速等各有差异，不同种组合下的运行调节也有所不同，需要运行人员根据具体情况进行微调，来处理热偏差和管壁超温问题。

（3）由于二次风速没有测孔，没能测到实际运行风速，所以，由于二次风挡板开度不准或者各角二次风箱风量不同，会造成各角二次风调节偏差，运行人员需要根据具体温差位置判断超温原因，调节各角二次风门开度。

（4）由于锅炉过热器和再热器有管壁超温的历史，所以本次调整没有特殊关注此类问题，但通过火焰中心温度可以判定，通过燃烧调整使火焰中心温度下移，燃烧调整后应该减缓了过热器和再热器管壁超温问题。

6  结语

由于没做到满负荷试验，加之锅炉运行条件变化较大，上述试验不够全面，实验方案供运行人员参考，但不拘于上述运行方法，还可以有更好的配风方式请运行人员根据燃烧调整原则进行调节，发现不合理及时纠正。

参考文献

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