600 MW超临界空冷机组锅炉燃烧调整试验研究

　　某电厂2x600MW超临界空冷机组锅炉是由哈尔滨锅炉厂有限公司生产的HG-1930/25.4-HM2型超临界压力直流锅炉，设计煤种为内蒙古白音华褐煤。为掌握锅炉运行特性、优化锅炉运行参数、提高锅炉热效率、降低机组能耗及NOx排放量，进行了锅炉的燃烧优化调整试验。

　　1设备概述锅炉为一次中间再热、单炉膛平衡通风、n型布置、前后墙对冲旋流燃烧方式、全钢构架悬吊结构、紧身封闭、固态排渣煤粉炉。设计煤种为褐煤，设计燃料特性如表1所示。锅炉炉膛四周为全焊式膜式水冷壁，由下部螺旋盘绕上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁2种不同的结构组成，两者由过渡水冷壁和混合集箱转换连接。过热器受热面由四部分组成，第一部分为顶棚及后竖井烟道四壁及后竖井分隔墙；第二部分是布置在尾部竖井后烟道内的低温过热器；第三部分是位于炉膛上部的屏式过热器；第四部分是位于折焰角上方的高温过热器。

　　过热器的蒸汽温度由燃料/给水比和两级喷水减温控制。再热汽温通过尾部烟气挡板进行调节，同时在低再进口布置事故喷水作为事故状态下调节手表1设计燃料特性参数设计煤种校核煤种收到基碳含量Ca/%40.2535.23收到基氢含量Ha/%3.282.69收到基氧含量/%9.748.65收到基氮含量N/%0.710.63收到基硫含量Sar/%0.430.68收到基灰分人%15.9919.12收到基水分Mar/%29.6033.00干燥无灰基挥发分Vdaf/%47.9746.91收到基低位发热量Qnet，/表2锅炉主要设计参数项别BMCRBRL过热器出口流量/（fh-1）19301828.9再热器出口流量/（fh-1）57.954.9过热器二级喷水量/（fh-1）57.954.9过热器出口压力/MPa25.425.27再热器出口压力/MPa4.264.06过热器出口蒸汽温度/C571571再热器出口蒸汽温度/C569569给水温度/C281.1277.6空气预热器出口一次风温/C395393空气预热器出口二次风温/C371370空气预热器进口烟温/C416413空气预热器出口烟温/C140138计算燃料消耗量/ /二5茺榷机1负说/MW排烟温度标定试验结果段。锅炉主要设计参数如表2所示。

　　锅炉采用正压冷一次风机直吹式制粉系统，共配备7台MPS225HP-n型中速磨煤机（6台运行，1台备用）。前后墙对冲布置35只低NOx轴向旋流燃烧器，前墙布置4层，后墙布置3层，每层布置5只。在煤粉燃烧器的上方前、后、两侧墙各布置1层燃尽风，前、后墙每层有5个风口，两侧墙每层有3个风口。煤粉燃烧器配风分为中心风、一次风、内二次风和外二次风。内、外二次风均为旋流，内二次风风量通过手柄调节套筒位置进行调节，内二次风旋流强度通过旋流器拉杆进行调节。外二次风通过调节叶片角度进行旋流强度调节。各层燃烧器总风量的调节通过风箱入口风门执行器来实现。

　　2燃烧优化调整试验及分析试验期间煤质稳定，煤种接近设计煤种，设计煤粉细度为35%.调整前锅炉热效率约为92.7%.试验开始前，首先对氧量和排烟温度进行标定。

　　2.1氧量和排烟温度标定试验省煤器出口装有4块氧量表，每侧2块。锅炉运行氧量取两侧氧量的平均值。氧量标定试验共进和600MW负荷下进行，试验结果如所示。可见DCS显示氧量比实测值偏小，DCS运行氧量比实测值平均偏低0.46个百分点。

　　排烟温度标定试验共进行了4种工况，试验结果如所示。可见DCS显示平均排烟温度比实测平均值偏高，各工况下平均偏高3.8 2.2―次风调平试验锅炉一次风管道风速偏差过大将导致炉内的热负荷分布严重不均，导致炉膛结焦或锅炉水冷壁超温。试验期间，磨出力为60t/h，磨入口一次风量为120t/h，磨出口温度为60C以上。调整前B、C、D磨出口一次风速偏差稍大，均在10%以上。

　　燃烧器风速偏差过大将给炉内空气动力场造成很大影响，使炉内热负荷分布不均，对煤粉燃烧不利。

　　通过热态一次风速调平，磨出口各一次风粉管道风速偏差均在5%以内。

　　2.3磨分离器挡板特性及通风特性试验磨分离器挡板特性试验在D磨进行，试验期间给煤量为60t/h，一次风量为120t/h，试验结果如所示。可见随着分离器挡板开度增大，煤粉逐渐变粗。当分离器挡板开度由50%增至70%时，煤粉细度及90由29.煤粉细度与分离器挡板开度关系次着s进氧量对锅炉效率影响试验结果%/讲菜备连煤粉细度与一次风量关系燃尽风开度对锅炉效率及NOx浓度影响31.03A.可见，随着分离器挡板开度增大，煤粉逐渐变粗，但磨煤机电流逐渐下降。

　　磨煤机一次风量与煤粉细度关系试验选择在C磨进行，试验期间给煤量为60t/h，分离器挡板开度为60%，试验结果如所示。可见随着一次风量的增加，煤粉逐渐变粗。当一次风量由110t/h增至130t/h时，煤粉细度及9.由35.给煤量为60t/h，一次风量为120t/h，分离器挡板开度为60%时，A、B、C、D、E、F、G磨煤粉细度如表3所示。

　　表3煤粉细度汇总磨煤机2.4最佳氧量调整试验变氧量试验在600MW负荷下进行3种工况试验，锅炉氧量分别控制在2.7%、3.1%和3.5%下运行，试验结果如所示。可见随氧量降低，锅炉热效率增大。当氧量由3.5%降至2.7%时，排烟热损失由6. 357%降至6.045%，而固体未全燃烧热损失由0.041%增至0.13%，排烟热损失减小的幅度大于固体未全燃烧热损失增大的幅度，因此当氧量由3.5%减至2.7%时，锅炉热效率提高0.25个百分点。另外，氧量为2.7%的送引风机厂用电率比氧量为3.5%时低0.086个百分点。由于燃烧器采用沿炉膛高度方向的分级燃烧方式，炉膛出口过量空气系数在设计值时，主燃烧器区域的过量空气系数小于1，因此如果氧量过低，水冷壁容易产生高温腐蚀。综合考虑水冷壁的安全性及锅炉热效率随氧量的变化规律，额定负荷时锅炉运行氧量应在3.0%左右，此时锅炉热效率为93.2%左右。2.5最佳燃尽风量调整试验变燃尽风量试验在600MW负荷下进行3种工况试验，试验结果如所示。可见在锅炉氧量不变的条件下，随着燃尽风量增加，锅炉效率逐渐降低，锅炉烟气中NOx含量也逐渐降低。燃尽风挡板开度由50%增至100%时，锅炉效率由93. 20%降至93.00%，烟气NOx含量由431.9mg/Nm3降至331.3以8川以3（折算到6%02）。当燃尽风挡板开度为75%时，锅炉效率为93.15%，烟气NOx含量为385.1mg/Nm3.当燃尽风挡板开度由50%增至100%时，屏过出口壁温平均值降低6.9°C，另外水冷壁出口壁温（下转第41页）W￥。北京：中国电力出林文孚，胡燕。单元机组自动控制技术（第二版北京：中国电力出版社，2008.陈鸿伟，许振宇。锅炉汽包水位影响因素分析。电站系王晋一。自然循环锅炉汽包水位的变化及控制。东北电麻红宝，浦龙海。锅炉汽包水位测量误差分析及技术措施。现代制造技术与装备，2012，40（5）：38-39.唐权利，张仰恒，王伟。300MW锅炉汽包水位保护动作分析及措施。东北电力技术，2012，33（3）：44-46.黎兵，李夔宁。汽包锅炉串级三冲量给水控制系统的MATLAB仿真。东北电力技术，2006，袁俊文（1982―），男，硕士，助理工程师，主要从事电力热工调试和锅炉燃烧优化方面的工作。

　　（2014-04（上接第38页）降低3.2°C.因此，增加燃尽风量，屏式过热器附近烟温明显降低，当受热面内介质温度保持不变时，屏式过热器壁温将降低。综合考虑锅炉效率、NOx排放浓度和屏过壁温，燃尽风挡板开度在75%左右最佳。

　　3结束语本文针对某电厂600MW空冷机组进行了燃烧优化试验研究。调整前锅炉热效率为92.7%，通过燃烧调整，锅炉热效率提高0.45个百分点，调整后锅炉热效率在93.15%以上，机组能耗明显降低，锅炉运行稳定。