东方锅炉1000MW超超临界锅炉运行调整及燃烧优化

东方锅炉1000MW超超临界锅炉运行调整及燃烧优化•燃烧系统介绍•燃烧器的运行•燃烧系统的优化燃烧系统介绍燃烧设备系统为前后墙布置，采用对冲燃烧、旋流式燃烧器系统，风、粉气流从投运的煤粉燃烧器、燃尽风喷进炉膛后，各只燃烧器在炉膛内形成一个独立的火焰。1.前、后墙各布置3层HT－NR3燃烧器，每层8只；2.同时在前、后墙各布置一层燃尽风喷口，其中每层2只侧燃尽风（SAP）喷口，8只燃尽风（AAP）喷口；3.每只煤粉燃烧器中心均配有点火油枪，油枪采用机械雾化，油枪总容量为锅炉B-MCR所需热量的30%，单支油枪出力为1350kg/h。燃烧系统主要特点燃烧器布置示意图煤粉燃烧器主要由一次风弯头、文丘里管、煤粉浓缩器、燃烧器喷嘴、稳焰环、内二次风装置、外二次风装置（含调风器、执行器）及燃烧器壳体等零部件组成。煤粉燃烧器的结构煤粉浓缩器及稳焰环为了提高燃烧器的低负荷稳燃、防止结渣及降低NOx排放，采用了煤粉浓缩器、火焰稳焰环及稳焰齿。一次风气流的浓淡分离是靠安装于一次风管中的锥形煤粉浓缩器来实现，并使气流在火焰稳焰环附近区域形成一定浓度的煤粉气流。燃烧器结构示意图中心风系统在燃烧系统中有一中心风系统，由单只燃烧器中心风管、单只燃烧器中心风手动挡板、每层燃烧器中心风母管、每层中心风母管入口处挡板构成。在中心风母管左右入口处均布置有中心风门气动执行器，每层中心风母管的风量控制依靠该执行器完成。中心风门气动执行器挡板开度位置及手动挡板的开度位置由现场根据油枪着火的实际情况设定。燃烧器冷却风管道在燃烧器一次风弯头前应设置冷却风管道，其主要设备为带执行器的关断阀和逆止阀。运行基本要求为：投煤时，关断阀关闭；不投煤时，关断阀开启，提供冷却空气冷却燃烧器一次风管，如此时关断阀不开启，将造成一次风管的损坏。燃尽风（AAP）结构示意图侧燃尽风（SAP）结构示意图1.煤粉与一次风经煤粉管道、燃烧器一次风管、文丘里管、煤粉浓缩器、燃烧器喷嘴后喷入炉膛；2.二次风经二次风大风箱、燃烧器内、外二次风通道喷入炉膛；3.其中内二次风(内二次风兼作停运燃烧器的冷却风)为直流，通过手柄调节套筒位置来进行风量的调节；4.外二次风为旋流，依靠气动执行器进行风量的调节。5.单只燃烧器内、外二次风的风量分配通过调节各内二次风套筒开度和外二次风调风器开度来实现。单只燃烧器的调节1.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调节；2.锅炉总风量的调节应通过送风机来调节，不属于风门挡板的调节范围（虽然调节风门挡板也在一定程度上调节了风量）；3.整个烟风系统至少需设置总风量测量装置及燃尽风风量测量装置。各层风量调节燃烧器的运行点火启动1.油枪作用：1)用于暖炉，冲管及维持一定的锅炉负荷。在油枪投运时，应使炉膛出口压力为－0.1KPa（因为有中心风，故不需要保持－0.6KPa，有些厂采用较低的炉膛出口压力，是由于燃烧器没有中心风）。2）用于点燃煤粉燃烧器，当煤粉燃烧器出现燃烧恶化时，维持煤粉燃烧火焰的稳定。3）在切停煤粉燃烧器及磨煤机时，应先投入油枪，然后再切停煤粉燃烧器和磨煤机。2.油枪的启动、停运“点火许可”信号发出后，锅炉才能进行点火启动。先将即将投运的油枪所对应的风箱入口二次风门、中心风门及燃烧器外二次风门等置于燃烧器燃油位置（挡板有几个典型位置），然后才能向油枪控制系统发出点火信号。当油枪点燃煤粉且燃烧稳定后，应切除油枪，不推荐油枪和煤粉燃烧器在高负荷或满负荷下长时间运行。当锅炉负荷大于20%BMCR时，可投入煤粉燃烧器，但油枪只能到锅炉负荷达到40%BMCR或更高负荷并确认煤粉燃烧器可稳定运行时才切除。锅炉燃煤及煤粉点火许可制粉系统投运前至少应有以下部分条件被满足，否则不得投运制粉系统：1.制粉系统所需热风温度大于～180℃；2.炉膛风量在30%～40%B—MCR风量范围内；3.煤粉管道上一次风门处在关位；4.磨煤机、给煤机等无跳闸条件存在；5.锅炉负荷≥20%B—MCR（推荐值）。燃烧器运行控制•当锅炉负荷达到30%～40%B—MCR范围后，应注意使风量与燃料量相匹配，继续升负荷时应先增风量后增燃料。降负荷时先减燃料量，后减风量。•当锅炉负荷处在最低不投油稳燃负荷以下时，应有油枪助燃；当锅炉负荷在最低不投油稳燃负荷以上时，可逐步停运油枪。•同层煤粉喷嘴的出力相差不应超过5%；当投运的煤粉喷嘴层数超过一层时，原则上还应使各层煤粉喷嘴的出力一致。•停某一煤粉喷嘴时，应以一定的风量对该煤粉喷嘴及其管道系统进行吹扫，吹扫风量及时间应通过试验加以确定。•锅炉不同工况、负荷下，煤粉喷嘴的投运数量主要应使各运行喷嘴的风速与设计工况尽可能地接近。•当全炉膛有两层及以上煤粉喷嘴在投运时，不允许一侧有超过另一侧两层及以上的燃烧器运行。总风量的控制•燃烧设备各层风箱入口均设有风门挡板，每个风箱的风门挡板均可通过各自的执行器实现调节。风室挡板的作用是分配燃烧器各层风箱之间的风量，不能用于调节炉膛总风量。•下图所示为燃烧器风箱入口压力与锅炉负荷关系曲线燃烧器风箱入口压力与锅炉负荷关系曲线00.20.40.60.811.21.41.61.822030405060708090100110锅炉负荷%（设计煤种）燃烧器风箱入口压力（KPa）SRB＝0.8SRB＝0.9SRB＝0.75注：SRB为过量空气系数AAP风箱入口压力与锅炉负荷关系曲线00.20.40.60.811.21.41.62030405060708090100110锅炉负荷%（设计煤种ECR）AAP风箱入口压力（KPa）SRB=0.8SRB=0.9SRB=0.75注：SRB为过量空气系数•（BMCR工况下燃烧器区域压力约为-0.3KPa）和燃尽风风箱入口压力与锅炉负荷关系曲线。风箱压力变化主要由燃烧器区域、燃尽风区域的过量空气的系数决定。燃烧器区域的过量空气系数的变化范围为（0.75～0.9）。上述具体数值应在燃烧调整时决定。•锅炉进入启动程序后，当锅炉负荷≥30%B-MCR后，风箱入口风门挡板的开度是锅炉负荷的函数。燃烧器挡板调风器的初设值BNR1BNR2——BNR7BNR8内二次风挡板%100100100100外二次风调风器%50(＞80)50(＞80)50(＞80)50(＞80)内二次风挡板%100100100100外二次风调风器%50(＞80)50(＞80)50(＞80)50(＞80)内二次风挡板%100100100100外二次风调风器%50(＞80)50(＞80)50(＞80)50(＞80)下排燃烧器中排燃烧器上排燃烧器燃尽风挡板调风器的初设值SAPAAP1AAP2——AAP7AAP8SAP中心风挡板%100100100100100100内二次风调风器%10025252525100内二次风调风器外挡板%－100100100100－外二次风调风器%－25252525－外二次风调风器外挡板%－100100100100－AAPSAP推荐磨煤机投运与停运方式（仅供参考，实际投运与停运方式应根据实际积累经验进行修改）启动时推荐磨煤机投运方式•根据锅炉负荷，逐步增加油枪投运只数；•在锅炉负荷达到20%BMCR负荷时，开始投入第一台磨煤机，建议先投运后墙上排燃烧器对应的磨煤机；•第二台磨煤机投入，建议先投带前墙上排燃烧器磨煤机；•锅炉负荷到达40%BMCR以上时可以切停油枪，逐步熄灭各只油枪，此时应密切注意炉膛火焰状况，如出现燃烧不稳定情况，应停止切停油枪，转入增加油枪投入；•通过设定磨煤机给煤自动增加和投入油枪燃烧率减少以控制燃料混烧率（给煤率控制在其高、低限制值内）；•在锅炉负荷达到40%BMCR负荷时，可投入第三台磨煤机，建议投运后墙中排燃烧器对应的磨煤机；•在锅炉负荷达到60%ECR负荷时，第四台磨煤机投入，建议投带前墙中排燃烧器磨煤机；•相继投入第五台磨煤机；•在锅炉负荷达到80%ECR负荷时，第六台磨煤机投入。停运时推荐磨煤机停运方式•锅炉在推荐的常规运行模式下运行。当负荷降低到90%ECR负荷时切停第一台磨煤机。•锅炉按规定降负荷率降低锅炉负荷，当负荷降低到80%ECR负荷时，切停第二台磨煤机；•当锅炉负荷降低到71%ECR负荷时，切停第三台磨煤机；•当锅炉负荷降低到50%ECR负荷时，维持10分钟运行，此时有三台磨煤机投入运行，开始切停第四台磨煤机；•二台投运的磨煤机带30%BMCR负荷维持10分钟后，中间层各只油枪逐步投入运行；•通过设定磨煤机给煤自动减少和投入油枪燃烧率的增加控制燃料混烧率；•各只油枪逐步投入运行，此时可逐步降低锅炉负荷，当锅炉负荷从30%BMCR开始降低时，切停第五台磨煤机，同时切除磨煤机给粉自动；•当锅炉负荷降低到25%BMCR并维持运行10分钟后，可切停最后一台磨煤机；投入油枪且稳定带25%BMCR负荷运行后，开始锅炉降负荷直至停炉。燃烧系统的优化燃烧优化调整的主要依据•巴布科克•日立公司认为一旦HT-NR3燃烧器在试运行期间的燃烧调整中被调整到获得最佳性能后，在今后的运行中就不需要进一步的调整。在燃烧器的整个寿命期间，所有的旋流调节器和挡板都固定在这个最佳位置，即使燃煤煤质在很大的范围内变化，燃烧器也能够获得最佳的性能。•NOx控制的调节是通过改变燃烧器的化学当量来实现的：即调节燃烧器和燃尽风之间的风量比例。燃烧优化调整主要测点布置省煤器出口烟气分析测点燃烧调整总体趋势1.燃烬风入口挡板开度减少（二段燃烧比率下降），AAP2、3次风挡板开度减少（旋流度强会使混合减慢），使NOx降低（未燃碳有增加的倾向）；2.燃烧器区域空气比在0.8以下，NOx显著增加（下段火焰细长，NR3燃烧器特有的短火焰不会出现）；3.SAP挡板开度大时，能有效减少NOx。调整位置实际结果燃烧器3次风旋流侧壁开大，中间关小，NOx低，侧壁40%或60%，中间25%，最佳设置值根据试验结果确认AAP2、3次风旋流开度减小，NOx低，但可能会减少炉膛的吸热，受热面壁温升高，飞灰可燃物增加，现状设定为25%燃烬入口挡板开度减少的操作，NOx、受热面壁温同时低，但是会使风的贯穿力不够，CO、飞灰可燃物增加，最佳流量根据试验确定燃烧器区域的偏差虽然有减低NOx的效果，但会扩大O2和壁温的不均匀性，现状设定为燃烧器区域无偏差前后墙AAP风量偏差设定原因锅炉燃烧特性煤粉细度与UBC、NOx关系过量空气系数与NOx、UBC关系一次风率对UBC、NOx的影响沁北项目燃烧优化调整试验•改变燃烧器3次风挡板开度，改为非均等设置，如原有为50/50/50/50，改成60/35/35/60；•降低省煤器出口氧量到设计值；•如果出现NOx下降，UBC上升的情况，则将AAP3次风的挡板开度从100%关小到0%；•如果是采用5台磨运行，这将对应有3台磨的AAP层风量设成正偏差（前、后墙），风量大20%左右；•改变煤粉细度试验，将分离器挡板开度从50%变到40%；•降低氧量试验；•降低一次风率试验；•氧量平衡试验，对AAP层风门挡板（一次风、二次风）进行调整，调整幅度从100%至10%，一般在100%至50%。初始挡板设置试验结果优化挡板设置后试验结果介绍结束谢谢各位