古交电厂锅炉燃烧调整与经济运行

李敬良

(山西兴能发电有限公司)

山西兴能发电有限公司2号锅炉自投产以来未做过任何燃烧调整试验,由于汽机空冷背压高等多种原因,排烟温度一直偏高,额定工况下总燃煤量为137.2 t/h,实际运行时总燃煤量远远高于设计值,最高达到180 t/h,锅炉效率达不到设计值。因此,本文以西安热工所做的2号锅炉的燃烧调整试验为基础总结了其最佳运行工况。

1 设备概况

2号锅炉为亚临界参数一次中间再热自然循环汽包炉,采用平衡通风直流式燃烧器四角切圆燃烧方式。型号:HG-1025/17.5-YM17,燃用山西烟煤。锅炉以最大连续负荷(即BMCR工况)为设计参数,锅炉的最大连续蒸发量为1045 t/h;机组电负荷为300 MW(即额定工况)时,锅炉的额定蒸发量为945.6 t/h。锅炉为单炉膛,摆动式直流燃烧器正四角布置切向燃烧方式,每角燃烧器为五层一次风喷口,燃烧器采用CE传统的大风箱结构,由隔板将大风箱分隔成若干风室,在各风室的出口处布置数量不等的燃烧器喷嘴,一次风喷嘴可上下摆动各20°(二次风喷嘴可作上下各30°的摆动,顶部燃尽风室喷嘴反切18°,可削弱炉膛上部的气流旋转,减少炉膛出口烟温偏差,并且能够上下作 +30°/-5°摆动,以此来改变燃烧中心区的位置,调节炉膛内各辐射受热面的吸热量,从而调节再热汽温。

2 燃烧调整热态试验

1)变氧量试验。变氧量试验以省煤器出口氧量为变化参数,用送风机入口门控制入炉风量的变化,在保证主汽温和再热汽温在设计范围内的基础上,确定试验锅炉的最佳控制氧量。得出不同负荷下的最佳氧量控制曲线,该项试验在300 MW、240 MW、180 MW3个负荷点下进行。

以300 MW变氧量试验(T-02～T-04)为例说明。300 MW 变氧量试验结果见表1,随着运行氧量的加大,锅炉的排烟损失q2增加,而锅炉的固体损失q4却在减小,总的损失是减小的。T-04工况的锅炉效率比T-03工况高0.51%,比T-02高1.28%。根据试验结果,推荐锅炉在300 MW运行时的氧量控制在4.0%～4.3%。

表1 300 MW变氧量试验结果

2)二次风配风试验。各层二次风小风门开度不同,对炉内的燃烧工况影响不同,试验以各层的二次风小风门为调节对象,在不同的配风方式下(平衡、倒宝塔、双曲、正宝塔),并在控制省煤器出口氧量不变条件下,以测量不同二次风配风方式对安全性和经济性的影响。该项试验在300 MW和240 MW负荷下进行。以300 MW变二次风配风方式试验为例说明。300 MW变二次风配风方式试验的试验结果见表2。从表2可见,倒宝塔配风的锅炉效率最高,为90.68%,其次是均匀配风为90.27%,双曲配风的锅炉效率最低。根据试验结果,300 MW负荷下推荐的二次风配风方式为倒塔配风。

表2 300 M W变二次风配风方式试验

3)变燃烬风试验。上两层燃尽风是按照分级送风原理设计的,目的是为了在煤粉初期燃烧时,保持低的空气过量系数,减少燃料型NOX的生成量,燃烧后期通过上两层燃烧器再供给其余空气,使得未燃尽碳充分燃烧,同时进一步降低NOX。

变燃烬风试验在300 MW下进行,试验结果见表3,分大小两个氧量进行试验,其中 T-09、T-10、T-11和T-14为小氧量运行的一组试验,氧量为3.3%左右;T-12和T-13为大氧量运行的一组试验,氧量为4.3%左右。从表3可见,T-12大氧量全关燃烬风(留5%开度冷却喷口)的锅炉效率要比T-13全开燃烬风的锅炉效率高0.18%。

而小氧量运行时结果恰好相反,在小氧量运行时燃烬风挡板开度在60%到100%之间变化,对锅炉效率的影响不大。

3 试验分析

1)推荐锅炉在300 MW运行时的氧量控制在4.0～4.3%。2)从表3可见,当燃烬风全关时,大氧量运行时,T-13工况的过热器减温水总量从T-12全开时减温水总量的91.4 t/h减少到了64.1 t/h,减少了27.3 t/h;再热器减温水从40.6 t/h减少为26.3t/h,减少了14.3 t/h。锅炉的经济性和安全性大幅提升。小氧量运行时全关燃烬风过热器减温水量和再热器减温水量也大幅降低。故建议300 MW时,燃烬风宜全关(留5%冷却保护喷口),以大幅提高锅炉的安全性和经济性。3)300 MW 负荷下推荐的二次风配风方式为倒宝塔配风。4)180 MW 负荷下,投3台磨的经济性明显高于投4台磨的经济性。当投运ABCD 4台磨时的锅炉效率为91.31%,而投运ABC、ACD、BCD组合时的锅炉效率分别为92.46%、92.30%、92.20%,分别高于投运ABCD 4台磨组合时1.15%、0.99%、0.89%。3台磨投运的排烟温度均比4台磨投运时低约10℃左右,排烟损失和固体损失均大幅降低,而且由于少1台磨参与运行,使磨煤机总的运行方式是4台磨投运,这就大大的降低了锅炉运行的经济性,同时提高了厂电流和一次风机总电流下降约50 A左右,节省了厂用电。在入炉总煤量105 t/h以下(即3台磨运行,每台磨平均35 t/h煤量时)运行时投运3台磨,尽量投运ABC组合,以提高运行经济性。

表3 300 M W变燃烬风试验结果

5)最佳工况在300 MW下进行,锅炉效率比所有300 MW下的工况都高约1%。试验的主要结果为300 MW下运行全关13、14层OFA,减温水总量下降40 t/h左右,300 MW最佳锅炉效率高于摸底工况约2%,飞灰可燃物下降5%,锅炉在总煤量105 t/h时应改变习惯的4台磨运行方式为3台磨运行,这样排烟温度可降低10℃左右,锅炉效率提高1%以上,同时一次风机及磨煤机总电流下降约50 A。各台磨的煤粉细度调至设计细度,磨煤机出力偏小。

4 结束语

大型电站锅炉的燃烧调整和经济运行是保证电厂安全效益并重的基础,是电厂节能降耗的重要手段,通过试验,确定了2号锅炉的最佳运行参数,基本达到了设计的要求。

[1] 黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整[M].北京:中国电力出版社.2002:103-105.

[2] 范从振.锅炉原理[M].北京:中国电力出版社.1986:39-41.