600MW超临界机组锅炉燃烧调整试验研究

第27卷第2期 电 站 系 统 工 程 Vol.27 No.2 2011年3月 Power System Engineering 16

文章编号：1005-006X(2011)02-0016-03 600 MW超临界机组锅炉燃烧调整试验研究

孙 科1 曹定华2 刘海洋2 （1.华电电力科学研究院，2.内蒙古华电包头发电有限公司）

摘 要：介绍了某电厂600 MW超临界机组锅炉燃烧调整试验。分析了该厂燃料特性与锅炉燃烧恶化的关系。找出了制粉系统投运方

式对锅炉飞灰、大渣含碳量的影响。对锅炉烟气温度偏差进行了调整，并做出了氧量及二次风箱压力对锅炉效率影响曲线，给出了600 MW负荷下最佳氧量及二次风箱压力。 关键词：600 MW机组；超临界锅炉；燃烧调整 中图分类号：TK227.1 文献标识码：A

Experimental Study on Combustion Adjustment of 600MW Supercritical Boilers SUN Ke, CAO Ding-hua, LIU Hai-yang Abstract：The firing adjustment experiment of 600MW supercritical unit boilers in some power plant is introduced. The relationship of the fuel character in this factory and the boilers’ firing deteriorate situation is analyzed and the influent the commission way of milling system does to the carbon content in fly ash and big slag in the boiler is found out. The deviation of the boiler’s flue gas temperature was adjusted, the efficiency curve of oxygen quantity and secondary air pressure on the boiler is made, and the best oxygen quantity and secondary bellows pressure on the boiler is given under 600MW circumstance. Key words: 600MW unit; supercritical boiler; combustion adjustment

某电厂2号机组锅炉于2008年7月21～9月19日进行了大修。在前一阶段运行中，发现锅炉存在飞灰、大渣含碳量高，左右侧烟气温度偏差较大，再热汽温偏低，锅炉效率较低等问题。为解决上述问题，有针对性地进行了相关的锅炉燃烧调整试验工作，通过调整，基本解决了锅炉存在的相关问题，找出了相关的运行规律，为锅炉安全、经济运行提供指导。

1 设备概况 某电厂锅炉是超临界参数变压螺旋管圈直流锅炉，型号为SG-1913/25.4-M965，单炉膛，一次中间再热，平衡通风，露天布置，固态排渣，全钢结构，全悬吊∏形布置， BMCR蒸发量1913 t/h，额定蒸汽压力25.4 MPa，额定蒸汽温度571℃，再热蒸汽温度569 ℃。锅炉B-RL效率为93.55%。锅炉（B-MCR）燃煤量为240.00 t/h（设计煤种）、244.0 t/h（校核煤种）。采用中速磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统，每台炉配6台中速磨煤机，燃烧设计煤种时，5台运行，1台备用。每台磨煤机带锅炉的一层燃烧器。炉膛宽度18816 mm，炉膛深度16576 mm，水冷壁下集箱标高为8300 mm，炉顶管中心标高为71050 mm，大板梁底标高78350 mm。水平烟道深度为6108 mm，由后烟井延伸部分组成，其中布置有末级过热器。后烟井深度为13200 mm，布置有低温再热器和鳍片省煤器。 锅炉采用低NOx同轴燃烧系统。主风箱设有6层宽调

节比煤粉喷嘴，在煤粉喷嘴四周布置有燃料风。在每相邻两

收稿日期：2010-08-25 孙科(1982-)，男，硕士，工程师。杭州，310030

层煤粉喷嘴之间布置有1层辅助风喷嘴，其中包括上下2只偏置的辅助风喷嘴、1只直吹风喷嘴。在主风箱上部设有两层紧凑燃尽风喷嘴，在主风箱下部设有1层火下风喷嘴。在主风箱上部布置有分离燃尽风燃烧器，包括5层可水平摆动的分离燃尽风喷嘴。连同煤粉喷嘴的周界风，每角主燃烧器和分离燃尽风燃烧器各有二次风挡板25组，均由电动执行器单独操作。为满足锅炉汽温调节的需要，主燃烧器喷嘴采用摆动结构，由内外连杆组成一个摆动系统，由一台电执行器集中带动作上下摆动。

2 燃料特性分析 由于该厂的燃煤情况非常复杂，燃用的煤种已经严重偏离了设计的数值，因此为做好燃烧调整试验工作，针对现阶段的燃煤情况进行了必要的摸底试验工作。表1为设计燃料特性表，表2为实际燃用煤种着火特性分析表。 表1 设计燃料特性表 项 目 设计煤种 校核煤种 低位发热量LHV/kJ·kg-1 21981 20581

干燥无灰基挥发分Vdaf/% 24.8 21.00

全水分Mt/% 9.9 9.50

空气干燥基水分Mad/% 2.1 1.90

灰分Aar/% 23.7 28.72

可磨性系数HGI 78 78 表2 实际燃用煤种着火特性分析表 项 目 煤样1 煤样2 着火指数RI/℃ 401 384 燃尽指数Cb 18.30 17.92 着火特性 难 难 燃尽特性 极难 极难 第2期 孙 科等：600 MW超临界机组锅炉燃烧调整试验研究 17 由表2可知，该电厂的两个煤样的着火特性相当于无烟煤的着火特性，而燃尽特性难于无烟煤。表3为与该煤样着火特性相似的电厂煤样比较。 表3 与该厂煤样着火特性相似的电厂煤样数据比较 煤 样 燃用电厂 Vdaf/% RI/℃ Cb 晋东南无烟煤 岳阳 ~8 413 14.92 阳泉无烟煤 华鲁 13.25 408 13.71 松藻无烟煤 重庆珞璜 13.48 395 13.26 煤样1 试验电厂 19.82 401 18.30 煤样2 试验电厂 18.52 384 17.92 其中阳泉无烟煤的着火性能与该电厂相近，而燃尽性能要优于该电厂。燃用阳泉无烟煤的华鲁电厂300 MW机组有两种炉型，一种是W型火焰炉，配4台MG380/650钢球磨煤机，中储式热风送粉（炉1）；另一台是W型火焰炉，配4台D-10D双进双出钢球磨煤机，直吹式制粉系统（炉2）。这两种炉型和制粉系统对无烟煤燃烧要明显优于该电厂的四角切圆炉直吹式制粉系统。炉1在煤粉细度R90=15%时，飞灰可燃物为10%，#2炉在煤粉细度R90=12%时，飞灰可燃物为16%。当煤粉细度下降时，飞灰明显下降，炉1当煤粉细度下降到R90=5%时，飞灰可燃物为4%，炉2 当煤粉细度下降到R90=5%时，飞灰可燃物为6%。由于炉型和制粉系统的差异，结合以上的煤质分析和实际该电厂运行方式，可以发现该电厂在使用这样的煤种情况下问题是比较突出的，一方面煤种情况恶化，影响到了煤种燃烧的稳定性和安全性；另一方面设备选型与燃用煤种严重偏离，经济性大幅度的下降。 3 试验内容及结果 3.1 制粉系统投运方式试验 该锅炉自投运以来飞灰、大渣可燃物均较高。在300 MW负荷下，维持锅炉其它运行参数基本不变的条件下，分别进行了投运A磨和停止A磨的试验，以确定A磨投停对大渣和飞灰的影响，表4为A磨投停的试验数据。 表4 A磨投停的试验数据 项目名称 A磨停止 A磨运行 负荷/MW 291 298 主/再蒸汽压力/MPa 15.7/2.2 15.8/2.3 主/再蒸汽温度/℃ 567.3/521 568/530 锅炉总风量/t·h-1 1721 1802 二次风箱压力/kPa 0.74/0.70 0.76/0.72 排烟温度左（右）/℃ 104/108.1 105/108.3 磨的组合方式 BCD ABC 二次风直吹风开度/% 50 50 二次风偏置风开度/% 10 10 燃料风开度/% 10 10 AA（UFA）开度/% 40 90 飞灰可燃物/% 3.12 7.21 大渣可燃物/% 8.2 14.92 燃烧器着火情况 良好 良好 由表4可知，在投运A磨时飞灰可燃物为7.12%，停止A磨时飞灰可燃物为3.12%。在投运A磨时大渣可燃物达到14.92%，停止A磨时大渣可燃物降到8.2%。这主要是UFA风量不足，引起没有燃尽的可燃物分离掉入冷灰斗，造成大渣可燃物增加。所以在今后运行中，应尽量使A 磨备用，减少大渣可燃物。 3.2 锅炉烟气温度偏差的调整 目前锅炉运行右侧温度较左侧高，因此进行了烟温偏差的调整试验。经过调整后左右侧烟温偏差减小，表5是烟气温度偏差调整试验数据。 表5 烟气温度偏差调整表 项目名称 工况一 工况二 工况三负荷/MW 402 402 451.93 主蒸汽温度/℃ 567.7 567.7 563.6 主/再蒸汽压力/MPa 19.37 19.37 21.11 再热气温/℃ 535.4 535.4 538.3 SOFA水平摆角#1角/° -7.5 -2.5 -5.0 SOFA水平摆角#2角/° 7.5 2.5 5.0 SOFA水平摆角#3角/° -7.5 -2.5 -5.0 SOFA水平摆角#4角/° 7.5 2.5 5.0 一级过热器减温水量(A侧) /t·h-156.80 56.00 41.57

一级过热器减温水量(B侧) /t·h-14.30 1.80 24.54

二级过热器减温水量(A侧) /t·h-110.40 12.20 19.68

二级过热器减温水量(B侧) /t·h-16.70 5.70 18.30

再热器减温水量(A侧) /t·h-1 0 0 0

再热器减温水量(B侧) /t·h-1 0 0 0

SOFA摆角/% 40 40 40

从表中分析，SOFA水平摆角增加到7.5°,由于偏转强烈导致右侧气温比左侧高，减温水量增加，SOFA水平摆角到2.5°,角度太小也容易引起反切小,还是右侧气温高，从表中数据分析SOFA水平摆角到5°左右偏差较小，实际运行可以增加偏置风或减弱反切SOFA风量来调整烟气的左右偏差。 3.3 氧量变化对锅炉效率的影响 在600 MW负荷下，保持其他参数不变，调整送风机挡板开度，改变一、二次风风量大小，以此改变锅炉的3个运行氧量，确定锅炉氧量变化对锅炉燃烧效率的影响。图1为氧量变化对锅炉效率的影响曲线。