600MW超临界燃煤机组锅炉燃烧调整策略选择及运用

彭强

大唐三门峡发电有限责任公司 河南三门峡 472143

社会的发展常常伴随着能源问题的发生，电站的运行优化是在现有设备和现代信息技术的基础上，提高机组的工作效率，优化燃烧控制系统是在先进技术的基础上对燃烧控制进行了优化，以确保电厂的最佳运行，并确保机组的安全和经济运行。新投运的超临界锅炉由于参数高、炉膛尺寸大，容易出现火焰填充不同、受热面不统一、受热面爆管、水冷壁和炉渣在炉内的高温腐蚀导致其性能较差，因此，应重视燃烧控制试验，以获得最佳的运行方式。锅炉超临界煤粉燃烧调节试验的目的是确定锅炉燃烧的最佳方式，并将其转化为自动控制系统[1]。

1 基本概念

1.1 超临界锅炉介绍

目前，我国600MW超临界锅炉机组发电技术成熟先进，在国外已得到广泛应用。超临界是按压力对装置进行分类的术语。当液体的压力和温度超过一定值（临界点）时，就介于液体和气体之间的中间状态。锅炉主蒸汽压力超过22．12MPa。一般来说，超临界锅炉有两个最突出的优点：一是热效率高，从而节省燃料。随着主蒸汽压力和温度的升高，超临界机组的热效率提高2-3%。二是污染物排放少，有利于环境保护。超临界机组的No和CO排放较低。

1.2 锅炉燃烧调节

锅炉的燃烧状态不仅直接影响锅炉的运行，而且直接影响到整个装置的安全性和稳定性。因此，无论是启动、停止还是正常运行，都必须通过合理的燃烧组织以保持锅炉燃烧的良好稳定状态。从这个意义上讲，锅炉燃烧调节主要的任务是：首先是适应外部负荷的变化。由于电力系统的负荷随时变化，所以调整锅炉燃烧，保证锅炉参数稳定在合理范围内，产生足够的蒸汽。其次是保证锅炉安全可靠运行，优化锅炉性能，减少损失，减少排放，尽可能减少污染。

2 600MW超临界机组锅炉燃烧调节

锅炉最常用的强化方法是提高空气加热温度，特别是燃用无烟煤时，空气预热的温度应更高，因为这样不仅会使一次风和二次风的温度升高，而且还会增加点火热。但是，当煤粉浓度过高时，必须增加二次风量和温度，因为加热煤粉需要更多的热量才能到着火点，这往往会延迟着火。另外，为了保持合适的风速和煤粉度，还需要合理的二次风送风。同时，保持火区的高温，为燃烧区提供足够的氧气供应[2]。

当机组并网运行时，当燃烧比满足负荷变化的要求时，机组的负荷将处于一个不断变化的环境中，因此这时可以通过改变磨煤机负荷或增加（减少）磨煤机数量来实现的。特别是在锅炉高负荷工作时，具有热负荷高、燃烧稳定的特点。需要记住的是，由于温度过高而出现结渣的情况，所以应尽量缩短火焰长度，使火焰温度降下来达到避免结渣的目的。低负荷锅炉炉膛热负荷相对较低，很容易导致炉膛灭火，因此为防止灭火现象的发生，应适当降低锅炉一二次风压，并充分调整煤粉量和风速。为了防止风速过大的变化，燃烧器应加强对不良燃烧工况的控制，控制负荷变化速度，避免负荷大幅度波动。简单来说，当锅炉负荷改变率由50%变成100%BMCR时，负荷改变率变化约为5%BMCR/min。

在锅炉的正常实际运行中，负荷和燃料的同时作用是引起锅炉温度变化的关键，因此锅炉的燃烧温度的有效调整可以具体分成三个部分：燃料的必要调整、一次风和二次风总风量的调整和二次风各子风量的调整。因此，燃料量的调整应遵循以下三个原则：首先，只要发生了快速减负荷或者快速降负荷至50%以下的原因，立即投入燃油油枪保证燃烧稳定，达到帮助其助燃的效果。其次，要特别注意燃烧器煤粉浓度、炉膛负压和温度对的适应性，增减磨煤机煤量是为了适应锅炉负荷变化，因此需要适当调整。最后，如果发生锅炉炉膛的灭火，应立即手动MFT，以防止炉内发生失火和爆炸。

3 600MW超临界机组锅炉燃烧存在的问题

3.1 排烟温度偏高

燃烧优化调整试验前，锅炉排烟温度普遍偏高。按上一循环600MW机组负荷，测得机组的排烟温度约为134℃（大气温度11．5℃），比原设计值122℃高出约12℃，改造后排烟温度为120．4℃和120．3℃，锅炉效率提高幅度较大，机组经济性能提高约5g/（kW·h）。通过对机组前后运行数据的对比分析，认为造成机组排烟温度高的主要原因是磨煤机至燃烧器一次风量过大，煤粉细度较大二次风机送至燃烧炉膛内，因此煤粉在炉膛内着火推移，排气温度升高[3]。

3.2 送风机出力的不足

调整前整体优化，二次风机功率不够。机组负荷较大时，风机功率不足。通过对设备运行参数和数据的分析，发现二次风机出力不足的主要原因是二次风量过大、二次风差压过高。实验证实了这一现象。试验结果表明，当锅炉二次风量增加10%-20%时，二次风差压增加，不同负荷下炉膛二次风流量压差控制值增大。通过减少进入磨煤机的送风流量，减小二次风炉的压差，基本解决了二次风量不足的问题。同时，一、二次风机电耗降低约300kW，机组效率提高0．2%，煤耗降低约0．2g/（kW·H）

3.3 磨煤机排放石煤量大是电厂普遍存在的问题。

当地面空气体积减少时，问题就变得更加明显。实际电厂采用二次风运行的主要目的是减少燃烧器的变形，并在一定程度上考虑了煤粉排放的影响。在找出造成燃烧器变形的主要原因后，停止使用并继续使用较大的燃烧器，二次风量没有太大意义。首先，要根据燃烧的要求确定风量。至于碎石煤排放量大，要从磨煤机本身找出原因。根据分析计算的原理，决定对磨煤机导风环进行改造，取得了良好的效果，磨煤机的使用大大减少，每小时100吨煤的平均排放量约为2%，而磨煤机煤的平均排放率降低了8%。按10000kj/kW·h的热值计算，锅炉效率提高约0．3%，单位煤耗降低 0．5g/（kW·h）。

4 结语

通过锅炉的综合燃烧优化试验，机组的安全性、经济性和整体运行水平得到了显著提高。总的方向是在工作内容上优化燃烧，主要在锅炉里。事实上，在研究中也发现，两台机组汽端凝结水有很大差别，性能也不是很理想。逐步优化裸眼机运行，不断提高机组整体运行水平。