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600MW超临界直流锅炉的燃烧优化调整试验万新福平顶山姚孟发电有限责任公司467031摘要：姚电公司600MW超临界锅炉的设计煤种为平顶山烟煤，投产后锅炉炉膛沾污结渣严重，排烟温度偏高，曾发生坠落渣块，砸伤捞渣机事件，严重影响了机组安全经济运行，针对这一课题，姚电公司开展燃烧优化试验，通过制粉系统、燃烧配风等优化调整，使锅炉的安全经济性得以提高。关键词：锅炉；燃烧；优化1600MW超临界直流锅炉简介姚孟发电公司5号锅炉为为东方锅炉厂引进日本技术制造的国产超临界滑压运行直流锅炉，锅炉型号DG1900/25.4-Ⅱ1型，单炉膛，一次中间再热，尾部双烟道结构。本锅炉为固态排渣，全钢构架，全悬吊露天布置，采用内置式启动分离系统，锅炉主要设计参数见表1，煤质特性见表2。表1主要设计规范负荷项目单位B-MCRBRL过热器出口蒸汽流量t/h1900.01807.9再热器出口蒸汽流量t/h1607.61525.5过热器出口压力MPa25.5025.40再热器出口压力MPa4.524.29过热器出口温度℃566.0566.0再热器出口温度℃569.0569.0保证热效率%---93.49表2煤质分析表项目单位设计煤种校核煤种工业分析收到基低位发热值Qnet.arkJ/kg2034018540收到基全水分Mt%7.806.50收到基灰分Aar%29.8736.15干燥无灰基挥发分Vdaf%34.9131.86空气干燥基水分Mad%1.071.06元素分析收到基碳Car%52.0447.67收到基氢Har%4.043.66收到基氧Oar%4.954.89收到基氮Nar%1.010.88收到基全硫St.ar%0.290.25灰灰变形温度DT℃15001400项目单位设计煤种校核煤种熔点灰软化温度ST℃15001400灰熔化温度FT℃15001400可磨性系数HGI---69662、600MW超临界直流锅炉燃烧调整试验结果及分析燃烧优化调整的目的是在实际煤质条件下（低位发热量4100MJ/kg左右），优化锅炉运行方式和参数，减少炉膛结渣，提高锅炉热效率。2.1制粉系统运行优化为了掌握磨煤机实际运行状况和解决锅炉结焦，对所有投运的磨煤机进行煤粉取样和一次风速测量及其调平。数据标明，一次风速存在风速偏高现象，通过对一次风速的调平，使得各粉管中一次风速的偏差在带粉状态下，控制在±10%以内，提高煤粉的燃尽程度和避免对受热面的冲刷。煤粉细度分析结果见下表3，试验结果表明，煤粉细度基本在设计范围之内，（即R9018.4%），同时考虑到之前所作的摸底试验中飞灰可燃物含量较低，在0.36%～2.03%之间，可以认为煤粉细度在目前状况下比较合理，无须进行调整。表3磨煤机煤粉细度分析结果项目磨煤机编号ABCDEF分离器开度5/55/55/56/65/55/5R90(%)19.418.417.215.812.020.0R200(%)2.12.82.01.40.82.42.2燃烧器旋流强度调整针对5号锅炉燃烧器口附近有挂焦的现象，对所有燃烧器外二次风的旋流角度进行了调整，调后旋流角度规律性强并有针对性，调整记录见表4。经过调后多天的观察，渣中掉焦现象明显减少，同时运行氧量和过热器、再热器出口汽温也较前期工况易于调平，这样使得锅炉运行的安全性大大地得到了提高。表4各燃烧器外二次风调前/调后旋流强度AFBDEC1号管60/5560/5550/6060/6068/5570/552号管30/4040/4040/4030/4045/4045/403号管45/4043/4038/4040/4040/4041/404号管65/5560/5570/6060/6060/5565/552.3运行氧量调整和二次风配比调整试验由于该锅炉采用低NOx燃烧方式，燃尽风量过大，燃烧初期缺氧，造成烟气中CO含量较大，锅炉效率偏低；同时，由于还原性气氛的存在，容易造成炉膛高温腐蚀和受热面结焦。通过三个不同负荷的摸底试验，发现锅炉飞灰可燃物含量已经很小，机械未完全燃烧热损失降低的空间较小。但在高负荷下，虽然运行氧量较高，烟气中仍然存在较大的一氧化碳，所以这两项试验的思路是先将二次风进行合理地配比，消除一氧化碳后，再降低运行氧量，提高锅炉热效率，同时也就降低了风机电耗，从而达到降低供电煤耗的目的，具体试验数据见下表7。表55号锅炉运行氧量优化的试验结果（表中的红色斜杠“/”是何意思？是否应为“-”？）负荷工况试验内容表盘运行氧量(%)实测氧量(%)一氧化碳（ppm）飞灰可燃物(%)排烟温度（℃）锅炉修正效率(%)600MWT-01习惯方式3.76/3.113.5/4.7233/2471.795145.992.275T-02变氧量4.04/3.244.5/3.80/751.160146.992.535T-03变氧量4.57/3.684.7/4.00/01.940146.992.137480MWT-04习惯方式5.75/5.686.8/6.70/00.400139.691.869T-05变氧量4.40/3.234.8/3.40/01.130142.892.791T-06变氧量4.76/3.054.2/3.10/00.950142.993.086360MWT-7习惯方式6.37/6.227.4/6.90/00.280134.191.816T-8变氧量4.32/4.584.8/5.30/00.310133.192.912在进行T-01、T-02和T-03变氧量试验时，由于未改变其配风方式，所以试验结果不够理想；由于在进行480MW和360MW试验时，已将二次风量偏置设为0，所以在进行变氧量试验时，试验效果非常好，随着氧量的下降，飞灰可燃物的变化并不大，而锅炉热效率得到了明显地提高，同时风机电耗也大幅度地下降，使得供电煤耗得到下降。T-9为二次风量为0偏置，T-10为-20偏置，T-11为+20偏置，所以不难发现，当二次风量增大时，飞灰可燃物明显减少，锅炉热效率提高了0.6个百分点，试验数据下表8。表65号锅炉二次风配风优化的试验结果负荷工况试验内容表盘运行氧量(%)二次风量偏置飞灰可燃物含量(%)排烟温度（℃）锅炉修正效率(%)600MWT-9习惯方式2.80/2.61-202.750147.491.792T-10变配风3.54/2.9101.935145.192.348T-11变配风3.55/3.78+201.630147.992.343从上述各负荷下的变氧量和二次风配比试验数据来看，总体讲，习惯运行方式氧量偏高，配风不合理，经过试验的优化，使得运行氧量降了下来，排烟热损失得到降低，锅炉热效率提高了约（0.3-1.2）%，同时风机电耗下降了约200kW，推荐表盘运行氧量如下表7：表7各负荷下的推荐运行氧量数值电负荷MW600480360表盘运行氧量%3.03.84.6各负荷下，二次风量的偏置原则上推荐为0，具体应视减温水量大小适当进行微量调整。2.5一次风量调整从制粉系统测量和优化的结果来看，5号锅炉6台磨煤机的一次风量在实际运行时普遍偏大，这就造成一次风机电耗太大，排烟温度较高。针对这一现象，变一次风量试验的重点在于减少磨煤机一次风量，即降低风煤比，降低风机电耗、提高锅炉热效率，从而达到降低供电煤耗的目的，详细试验结果见表8所示。表85号锅炉磨煤机一次风量优化的试验结果（表中的红色斜杠“/”是何意思？是否应为“-”？）负荷(MW)试验内容风煤比排烟温度(℃)修正后的锅炉效率(%)一次风机电流(A)600习惯方式2.5:1146.992.137176.2/161.1变一次风量2.0:1141.892.209158.1/147.5试验数据显示，经过对一次风量的优化，锅炉排烟温度降低了5℃，一次风机电流下降了20A，锅炉运行的经济性大大地得到提高。磨煤机的一次风量推荐运行参数为表9所示。表9磨煤机一次风量的推荐运行值磨煤机出力t/h304050磨煤机入口一次风量t/h7585953结论3.1针对5号锅炉燃烧器口附近结渣现象，对所有燃烧器外二次风的旋流角度进行了调整，渣中掉焦现象明显减少，同时运行氧量和过热器、再热器出口汽温也较前期工况易于调平，使得锅炉运行的安全性大大地得到了提高。3.25号锅炉习惯运行方式氧量偏高，配风不合理，经过试验的优化，使得运行氧量降了下来，排烟热损失降低，锅炉热效率提高，同时风机电耗下降。3.3通过变一次风量试验，减少了磨煤机一次风量，即降低风煤比，降低了风机电耗、提高了锅炉热效率。3.4试验煤种采用低位发热量4100Kcal/kg的实际煤种，通过各种试验工况试验和分析，得出燃烧劣质煤种时的经济运行参数，为运行人员提供了指导。参考文献〔1〕姚电公司5号炉燃烧优化调整试验报告，2008年5月.〔2〕杨震，庄恩如，曹子栋等，600MW超临界直流锅炉的燃烧调整试验，动力工程，2007.08.