我国600MW“W”型锅炉燃烧优化调整

李良华 魏丽蓉

（1.广西桂能科技发展有限公司 广西南宁 530007 2.广西电力职业技术学院 广西南宁 530007）

我国600MW“W”型锅炉燃烧优化调整

李良华1魏丽蓉2

（1.广西桂能科技发展有限公司 广西南宁 530007 2.广西电力职业技术学院 广西南宁 530007）

在当今社会以及工业提倡节能减排的形势下，要求电厂必须提高锅炉运行的安全性和经济性、降低辅机功耗、减少污染物排放，所以对电站锅炉燃烧调整试验的优化提出了新的要求。本文主要概括了我国600MW“W”炉型现状，分析在运行过程中所遇见的安全运行问题、锅炉结焦问题和经济性问题，并对这些问题提出了合理的调整方案。

“W”型锅炉；燃烧；优化调整

1 引言

随着我国社会的发展，能源问题的日益突出。提高火电机组的运行效率、实现节能减排的目标，越来越受到各国的重视。电厂优化运行的目的是以现有设备为基础，采用当今现代化的信息技术手段，尽可能提高机组效率，节能降耗。燃烧优化控制是以先进的控制技术燃烧优化为前提，可以给电厂实时提供关于优化运行的工况，保证机组安全且经济地运行。

新投产的超临界以及超超临界锅炉由于它的参数高，而且炉膛的尺寸大，容易出现炉膛火焰充满度不好，受热面受热不均匀等问题，从而导致锅炉出现受热面爆管、水冷壁高温腐蚀、炉膛内结渣、运行的经济性不高、污染物排放严重等问题。因此更应该注意进行燃烧方式的调整试验，以期获得最佳的运行方式。因此可以认为，超临界、超超临界煤粉锅炉中燃烧调整的试验目的，就是为了寻找锅炉最佳燃烧方式并转化成为热工自动控制系统。

2 我国600MW“W”炉型现状

在国内第一台设计制造出的600MW超临界W型锅炉，就是关于超临界压力的变压运行，而且是带内置式的汽水分离器以及有再循环泵的启动系统式的直流锅炉，中间再热，单式炉膛，π型的布置，采用平衡通风，固态排渣方式，全钢架，全悬吊的结构，露天的布置。采用的是无烟煤W型火焰的燃烧方式，在前后拱上总共布置24组狭缝式的燃烧器，6台双进双出的磨煤机直接吹式的制粉系统。它的主要的特点如下所示：

采用超临界的变压运行的直流锅炉，П型的布置，并且尾部是双烟通道，采用直流狭缝式的燃烧器与分级送风式的燃烧系统，以及W型火焰的燃烧方式；炉膛当中的水冷壁是采用一种低质量的流速改进型的内螺纹管并且垂直管圈的形式，还设有了中间混合集箱，由该集箱来实现关于水冷壁在上炉膛和下炉膛之间的过渡，而且在水冷壁的系统中还设有压力平衡的管道；锅炉启动系统设内置式的汽水分离器并且带有炉水再循环泵，在启动的过程当中可以用来回收工质；过热器可用三级的布置，再热器可用两级的布置；过热汽温的调温方式是煤水的比再加两级的喷水，再热汽温的调温方式是烟气调节挡板，而且再热器的入口管道必须要设置事故紧急喷水；尾部烟道出口布置两台三分仓容克式空气预热器。

在我国燃油紧缺的情况下，火电厂锅炉机组燃油日趋紧张。尤其是在近年来煤炭市场进场导致煤种多变和煤质低劣，同时机组调峰次数增加的情况下，燃烧用油已成为火电厂一笔很大的成本支出。由于W型火焰锅炉在无烟煤方面具有稳定性好、燃烧完全的优越性，W型火焰锅炉在我国得到了迅速发展。微油点火技术是近年来发展起来的节油燃烧技术，在600MW超临界W炉上得以实施验证，新机组启动期间总节油效果明显，节油率与煤质、机组启动状态有关联。

某电厂为两台660MW超临界燃煤汽轮发电机组，锅炉为东方锅炉厂生产的660MW燃煤发电锅炉，锅炉型号：DG2141/25.4-II12，为超临界参数直流锅炉，W型火焰燃烧，一次再热，平衡通风，固态排渣，露天布置，全钢构架，全悬吊结构，尾部双烟道，π型直流锅炉。同步安装脱硫、脱硝装置。

锅炉变压运行，采用定-滑-定或定-滑运行方式。在定-滑-定方式运行时，变压运行的范围按35～90%BMCR，定压运行的范围按0～35%BMCR和90～100%BMCR。燃用设计煤种时，其不投油最低稳燃负荷为40%BMCR，以下是在运行过程中所遇见的问题。

2.1 安全运行问题

微油点火系统的技术方案设计综合考虑包括节油率、机组安全性、锅炉性能、系统能耗、安装布置、投资回收期等各个方面，不单凭其中一个指标进行设计。改造方案设计遵循以下原则：微油点火系统必须保证机组运行安全性；微油点火系统不能使锅炉性能受到明显影响；系统及其附属配套所带来的能耗须在可接受范围内；安装布置合理，对原有系统的改变不宜过大；投资回收期不能过长。技术要求如下：

（1）微油点火系统应有良好的可控性能，合理的运行操作方式及就地启停、调试和正常及事故情况下必需的检测、控制调节及保护等措施，以确保设备的安全经济运行；

（2）微油煤粉燃烧器与原燃烧系统接口尺寸基本保持一致，不影响与水冷壁处的连接；

（3）针对微油点火系统的设计煤质，设计出合适的煤粉燃烧器结构，保证燃烧器不发生结焦现象。使用微油煤粉燃烧器后，不加剧炉内结渣、不影响汽温、不增加飞灰可燃物，不增加NOx排放；

（4）微油点火系统在使用过程中确保机组安全，满足锅炉吹管、冷态启动及机组升温升压的要求。同时满足锅炉启动过程中膨胀要求；

（5）微油煤粉燃烧器充分考虑耐磨损、耐烧损问题；

（6）微油点火系统安装后，应不影响锅炉正常运行参数的调整；

（7）所采用设备采用符合国家最新标准和相应国际标准的产品。

2.2 锅炉结焦的问题

锅炉结焦，是指煤粉炉炉膛中，熔融的灰渣不断粘结、积聚在受热面上的现象，粘结物硬度大、密度大。影响结焦的几个主要因素有：锅炉结构、煤质特性、炉膛温度、受热面气体氛围、炉内空气动力场分布情况。

（1）锅炉结构设计不合理，炉膛容积或截面热负荷过大，炉膛温度高，越容易结焦。

（2）煤热值越高，灰分越高，灰熔点越低，灰越容易达到软化和熔融状态，越容易结焦。

（3）燃烧区域炉膛温度越高，超过灰熔点温度，灰越容易达到软化和熔融状态，越容易结焦。

（4）在局部缺氧情况下，受热面附近呈还原性气氛，导致灰中高熔点的Fe2O3被还原成低熔点的FeO，使灰熔点降低，越容易结焦。

（5）炉内空气动力场分布不好，有火焰或烟气冲刷接触炉膛受热面，灰粘结在其上面而结焦，炉内的涡流区或气流死区是结焦易产生的部位。如果没有火焰或烟气冲刷，即使灰粒已达熔融状态，由于不与炉膛受热面接触也不会粘结在其上面而产生结焦。

2.3 经济性问题

电厂投入微油点火改造费用如下：微油点火装置单炉设备费300万元，材料安装费50万元。总投资350万元。公司按单炉年冷、热启停各两次，微油点火节油率30%计，年节油180t，折合人民币140万元。该电厂把B、E磨煤机对应的燃烧器设计为微油点火燃烧器，可用于冷态点火及低负荷稳燃使用，A、F磨煤机对应的燃烧器设计为辅油燃烧器，用于低负荷稳燃使用。节油点火系统在调试期间冷态点火和稳燃过程中得到了广泛应用，点火过程一次性成功，燃烧过程稳定可靠，节油效果明显，满足技术协议的节油率及燃烧器性能等技术参数指标要求。其中1#炉在2012年改造完成后锅炉已启动15次停14次，但最终总油耗仅为2280t。该电厂实际使用微油点火技术后，通过实践微油枪的优化运行，在大油枪协助下，实现了无烟煤锅炉在冷态启动过程中直接投粉启动，锅炉负荷在150～200MW期间，完全具备撤辅助油枪的条件，只保留微油枪即可，如在启动时加以燃烧优化调整，撤辅助油枪的锅炉负荷还可以进一步降低。节油点火系统节油率达到39.16%。

3 小结

本文分析总结了某电厂600MW机组W型火焰锅炉采用微油点火技术降低燃油消耗的技术，采用后大幅度降低了锅炉油耗，提高了机组运行的经济性。通过对某电厂600MW机组W锅炉微油点火技术的研究，提出了微油枪点火在某电厂600MW机组W锅炉上的应用实例，同时结合实验数据对小油枪点火及稳燃装置节油效果进行了分析，最后介绍了微油点火装置优点，在不影响主燃烧器正常运行下，节油效果明显，经济效益可观。而且哈锅引进技术设计制造的600MW超临界W锅炉技术已应用在华电镇雄电厂，并且1#锅炉已经顺利投产发电，运行稳定各项参数达到设计值。该机组的顺利投产证明了我国已经具备了设计生产600MW超临界W锅炉的能力，该技术必将被广泛应用在高效燃用无烟煤的大容量高参数火电机组中，为进一步优化我国火电机组燃煤结构做出贡献。

[1]周梁树.600MW机组W型火焰锅炉节油技术分析[J].科技与生活，2012（1）：43～44.

[2]郁翔.锅炉节油燃烧技术的应用状况分析[J].技术交流与应用，2012（8）：66～68.

[3]王建伟.600MW机组W火焰锅炉“偏烧”问题分析[J].技术交流，2010（6）：20～21.

TM621.2

A

1004-7344（2016）14-0234-02

2016-4-2

李良华（1990-），男，汉族，广西桂平人，助理工程师，大专，主要承担大、中型火电机组的燃烧调整、热力特性试验和辅机各项试验课题，承担新建电厂投产前的启动调整和试运行工作。

魏丽蓉（1977-），女，汉族，湖南隆回人，高级工程师，硕士，长期从事电力生产相关的教学与科研工作。