电厂锅炉燃烧优化及应用

王万银 华电国际电力股份有限公司奉节发电厂

“W”型火焰锅炉由于火焰中心温度高和燃烧器结构的限制造成燃烧波动性大，而且在高负荷运行时存在飞灰可燃物含量较高的问题。燃烧效率低造成机组高负荷运行情况下炉膛氧量分布不均，结渣严重，水冷凝需求用水量增大，运行成本增加的问题。为了提高锅炉燃烧效率，降低运行成本，对锅炉燃烧参数进行优化调整是十分必要的。

一、燃烧锅炉运行问题锅炉

空气预热器入口同一侧，随着入口位置的不同，对应的侧氧量也不同。随着侧氧量的增大，产生的一氧化碳浓度随之减小。将空气预热器入口两侧的氧量浓度进行检测和对比，发现两侧的氧浓度有明显的差异，一侧氧气浓度比另一侧氧气浓度偏高，并且侧氧浓度较低的一侧飞灰可燃物浓度明显偏高。对机组历史运行数据进行统计分析，发现该机组在高负荷运行情况下存在较大的燃烧偏差。表现为空预器一侧氧量明显偏高，而且飞灰可燃物浓度和一氧化碳浓度偏高。同时，空预器两侧出口过热蒸汽的气温存在较大偏差。另外，锅炉配煤掺烧的方式不固定，造成燃烧波动性大，导致产生的灰渣可燃物在不同的时间段内有很大的差别。调整机组在中度负荷条件下运行，检测到空预器出口处的一氧化碳浓度较小，此时产生的灰渣可燃物浓度比机组在高负荷运行条件下产生的灰渣可燃物浓度高。

二、优化措施

（一）煤粉细度调整

磨煤机采用动态分离器形式，运行人员主要通过调整分离器变频器开度来调整分离器转速，分离器变频器开度大，则分离器转速高。

（二）燃尽风开度调整

燃尽风的作用主要是降低NOx的生成、保证燃烧后期的煤粉燃尽。在满足NOx控制要求的前提下，综合考虑锅炉运行的安全性和经济性来调整燃尽风门开度。变燃尽风门开度试验在600MW负荷下进行，共进行3个工况，燃尽风门开度分别为100%、70%和50%，随着燃尽风门开度变小，锅炉NOx生成量明显增加。

（三）F风挡板开度优化

F挡板在二次风箱中所占风量最大，燃烧所需的主要风量从此挡板处进入，是控制火焰行程和形状的最主要的调节手段。为了解不同F挡板开度对锅炉运行的影响，控制磨煤机分离器变频器开度频率均在60%以上、表盘运行氧量2.6%左右进行了F挡板开度方式试验。可以看出关小F挡板后，火焰行程变短，飞灰可燃物含量有所增加。

（四）氧量调整

氧量对锅炉燃烧起着非常重要的作用。氧量过大，会使干烟气热损失增加，也会增加风机电耗；氧量过小，又会使灰渣中未燃碳热损失增加。为了解运行氧量对锅炉运行的影响，进行了变氧量试验。测试结果显示，运行氧量增加，锅炉NOx生成量有所增加，飞灰可燃物含量有所下降，锅炉热效率有所升高。

（五）优化排烟系统，减少热损失

燃料的数量、送风量和引风量以及外界负荷等均会影响锅炉内燃烧的程度，须加强对锅炉送风量和引风量的控制，控制锅炉内的空气系数。应做好对二次风能的优化调节，以提高对高温烟气的吸收率，可提供氧气使煤炭充分燃烧。在排烟系统优化方面，为降低排烟带来的热能损失，必须做好对漏风问题的控制，准确观察排烟氧气表、风量表的变化，加强对水封槽的监测，排烟过程中不能将水放干。做好对空预器的内部清理，避免受热面污垢沉积影响后期燃烧效率，吹灰工作应定期开展并做好记录，以确保锅炉的稳定运行。锅炉运行中飞灰含碳质量浓度，会影响锅炉的燃烧效率，可采用飞灰含碳质量浓度检测的方式，对煤粉制造系统及通风量进行调整和控制，避免因飞灰问题而对锅炉燃烧工作效率产生影响。

三、火电厂锅炉燃烧优化主要技术应用发展

对于火电厂燃煤锅炉运行的优化，在政策与技术研究上都已经非常完善，但在实际运行中无法避免出现问题，应进一步加强技术创新，转变思想理念。在未来火电厂锅炉燃烧运行优化技术发展方面，首先，必须转变思想，认识到进行技术革新是较为必要的，从节能减排和智能化的角度利用先进的技术，提高燃煤效率，降低质量和安全方面的问题。在提高燃烧效率方面积极利用智能化系统软件进行锅炉系统运行的维护管理，降低热能损失，优化锅炉的结构配置，采用计算机软件进行信息的高效传输，可进一步提升锅炉内部数据处理的能力，确保锅炉系统受网络控制系统全方位的监控，在新型锅炉监控系统运行中可在锅炉基本信息基础上，利用数字化、智能化控制技术对锅炉数据信息全面控制，及时发现锅炉运行故障并及时排除。应灵活使用锅炉燃烧技术，技术人员必须掌握并能灵活使用引进新的技术，优化火力发电厂锅炉燃烧运行。

四、结论及建议

在常用分离器变频器开度（60%）下，各台磨的煤粉细度R90均大于10%，推荐的合格煤粉细度R90为5.91%～6.39%，实际煤粉细度比推荐煤粉细度粗，即使分离器变频器开度增加至65%，煤粉细度仍然不满足要求。煤粉细度较粗，影响煤粉着火及燃尽性，会导致飞灰可燃物含量较高。可以对磨煤机钢球配比进行专项改造，以降低煤粉细度。

根据燃烧调整试验结果，综合考虑锅炉热效率、NOx生成浓度控制和制粉系统安全运行的要求，给出锅炉运行参数的优化推荐值，日常运行按推荐参数运行。

在实际运行管理中，应加强对每一个环节的控制，并对相应的参数进行优化调整，同时结合计算机信息技术加强对运行全过程的实时监控，及时发现设备故障和运行异常问题，确保煤炭燃烧充分，提高燃煤的效率、减少热能的损失，降低了环境污染的问题，为火电厂带来更多的效益。