600 MW火电机组飞灰含碳量高的运行分析与优化
600MW超临界机组锅炉燃烧优化调整方法邱翰林
600MW超临界机组锅炉燃烧优化调整方法邱翰林发布时间：2022-05-10T09:29:20.203Z 来源：《探索科学》2022年1月下作者：邱翰林[导读] 某电厂1#、2# 和 600 MW机组自投入使用后，锅炉燃用煤种与设计值有很大偏差。
安徽华电宿州发电有限公司邱翰林安徽宿州 234000摘要：某电厂1#、2# 和 600 MW机组自投入使用后，锅炉燃用煤种与设计值有很大偏差，并且有很大的变动，导致机组总送风量偏大，一般省煤器出氧量在5.5%左右；磨煤机出力不足，容易出现故障；一次风管风速不均匀，一次风流量大，一次风管风速不均匀，一次风流量大，空气预热器有很大的结焦，吹灰器经常吹灰，燃烧器长时间尾部，再热器减温水量大，锅炉转机电耗率高等一系列影响机组正常运性的安全经济性的问题。
因此，开展了一项关于燃烧优化的实验研究。
关键词：氧气；焦炭；动力分离机；分离速度；一级风速；低温侵蚀1燃烧过程中的影响因素1.1燃油效应煤种含水量对燃烧过程的影响主要体现在：含水量高时，易引起着火，使燃烧时间延长，使燃烧室温度下降，使不完全燃烧和排烟热量损失增大[1]。
灰分大，熔点低，硫分高，造成空气中大量积灰，同时酸性液体也会附着在烟气中，造成低温腐蚀。
1.2煤粉质量对煤粉质量的影响煤粉的粒径愈小，则温度愈高，容易着火，而且更能充分燃烧。
但是，由于煤粉过细，使磨煤机的出力不足，从而降低了机组的负荷适应性。
煤粉过厚，导致飞灰大渣含碳量增加，导致燃烧不稳定。
2燃烧调节的要素2.1次风量调节(1)调节一次风的均匀度。
在燃烧室出口各一次风粉和二次风粉的均匀度，以确保燃烧过程的均匀性。
通过对1#、2#炉的风调节试验，发现A1、C3的转角风速偏小，误差在10%左右。
A3,C2,E1的角度风速最大，误差在9%左右，而其他层角的风向速度均匀性的良好误差在5%左右[2]。
2#炉D3转角处的风速偏低C3、D1的角度风速最大，误差在8%左右。
600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统控制优化
600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统控制优化随着我国经济的快速发展和人口的增长，能源需求也在不断增加。
火力发电作为目前我国主要能源之一，在保证电力供应的同时也带来了环境污染问题。
为了应对能源危机和环境污染的挑战，火力发电厂需要采取更加智能、高效的控制方式来减少能源消耗和环境影响。
因此，对于火力发电厂锅炉燃烧调节系统的控制优化尤为重要。
火力发电厂锅炉燃烧调节系统主要由燃烧器、燃烧控制器、调节器、空气预热器、点火器、燃烧室等组成。
这些组件协同工作，将燃料和氧气混合后在燃烧室内燃烧产生高温高压的蒸汽，从而驱动汽轮机发电。
燃烧调节系统的控制优化可以通过合理的设计和调整，实现最佳燃烧效率、降低燃料消耗、降低环境污染等方面的优化效果。
一、建立数学模型通过数学模型，对火力发电厂锅炉燃烧调节系统进行建模分析，可以在计算机上进行仿真试验，分析不同参数对于锅炉燃烧效率的影响，预测工作条件下的燃烧效果和污染排放量，从而优化控制系统的设计方案。
二、设计优化控制系统结合数学模型和实际监测数据，设计优化的控制算法，能够实现最佳的燃烧调节效果。
该算法需要兼顾燃烧效率、能耗、环境污染等多个指标，通过控制燃料的流量、空气的供给量等参数，并进行动态调节，使燃料的燃烧效果达到最佳状态。
三、提高自适应能力火力发电厂锅炉燃烧调节系统容易受到环境和参数变化的影响，因此控制系统需要具备强大的自适应能力。
通过引入人工智能技术等，实现控制系统的智能化处理和数据分析，能够实时检测燃烧效果，及时进行调整，提高燃烧效率和控制系统的可靠性。
四、建立良好的监控系统在进行燃烧调节系统的控制优化中，需要建立良好的监控系统，对锅炉运行状态、烟尘、废气等参数进行实时监测，通过数据分析、处理和预测，及时发现问题并进行处理，提高燃烧效率和污染控制效果。
综上所述，火力发电厂锅炉燃烧调节系统的控制优化是实现绿色能源和可持续发展的重要基础。
通过建立数学模型、设计优化控制系统、提高自适应能力和建立良好的监控系统，实现最优燃烧效果和最小化污染排放，保障了国家能源安全和环境可持续发展的目标。
600MW级火电厂热力系统优化与(火用)分析
分类号：TK124 密级：GKU D C：621 编号：201130133005河北工业大学硕士学位论文600MW级火电厂热力系统优化与(火用)分析论文作者：赵豹学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：动力工程指导教师：杨历职称：教授资助基金项目：（必要时填写）Dissertation Submitted toHebei University of TechnologyforThe Master Degree ofPower EngineeringOPTIMIZATION OF THERMAL SYSTEM AND EXERGY ANALYSIS FOR 600MW POEWR PLANTbyZhao BaoSupervisor: Prof. Yang LiNovember 2013河北工业大学硕士学位论文摘要近两年来，我国频繁出现大规模持续性雾霾天气，包括北京在内的多个地区都曾达到爆表(PM2.5超过500)的重度污染程度，严重影响了人民的身心健康。
与此同时，国家对环境问题越来越重视。
要完成节能减排的任务，离不开污染大户火电厂的系统优化与改造。
本文以台山600MW亚临界机组为研究对象并建模，以传统热平衡法为基础，对电厂热力系统计算方法进行改进，推导出改进的矩阵法,并编写了火电厂通用分析软件，此软件综合了Matlab强大的计算功能与V isual Basic非常方便、友好的用户界面，使结果更加精确，操作更加简单。
分析了回热加热器端差和抽汽管道压损对系统的影响，指出了系统薄弱点。
参考全国多家火电厂运行参数，对回热系统给水焓升分配进行了定性和定量分析，在Matlab软件中编写了单纯形法优化程序，通过对给水焓升分配参数进行迭代优化计算，使汽轮机效率比原来运行效率提高1.89%；在第四章引入(火用)的概念，对(火用)的各种存在形式和计算方法进行了分析，计算了锅炉各项（火用）损失和各级回热加热器的(火用)损失、(火用)效率等物理量以及整个火电厂的(火用)损分布。
600MW机组W火焰锅炉“偏烧”问题分析
600MW机组 W火焰锅炉“偏烧”问题分析摘要：火焰锅炉是近些年逐渐引入我国并用于燃用低挥发分煤种的炉型，其燃烧方式不同于四角切圆锅炉．W火焰锅炉的煤粉燃烧器布置在前后拱上，垂直向下喷射，一方面延长了燃烧时间，另一方面利用高温烟气的回流来促进煤粉着火，从而提高燃烧的稳定性和煤粉燃尽率．但同时存在燃烧偏斜、飞灰含碳量高、炉膛结渣严重和污染物排放量高等问题。
基于此，本文主要对600MW机组W火焰锅炉“偏烧”问题进行分析探讨。
关键词：600MW机组；W火焰锅炉；“偏烧”问题1、锅炉概况笔者针对某电厂W火焰锅炉改造后所采用的缝隙式燃烧器进行燃烧优化调整，以期解决该锅炉高负荷下存在的下炉膛偏烧严重、炉膛侧墙结渣严重、排烟温度过高和飞灰含碳量高等问题．该电厂2号锅炉(型号为DG1932.7/25.4-Ⅱ8)为一次中间再热、超临界压力变压运行、带内置式再循环泵启动系统的直流锅炉，采用单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、Ⅱ型露天布置．锅炉燃用四川当地无烟煤，采用W火焰燃烧方式，在前后拱上共布置有24组煤粉燃烧器，采用6台双进双出磨煤机直吹式制粉系统，每台磨煤机带4只双旋风煤粉燃烧器，共24个旋风分离器．每个旋风分离器对应一组煤粉燃烧器，分离得到的浓相煤粉和淡相乏气分别被注入炉膛．煤粉燃烧器的喷口布置如图1所示，其系统布置如图2所示．浓相煤粉气流、内二次风、淡相煤粉气流及外二次风平行布置在炉拱上，由于各股气流速度不同，低速气流在高速气流带动下向下流动，即浓相煤粉气流和淡相煤粉气流在二次风带动下向下流动，在向下流动的同时，二次风不断混入煤粉气流，形成边燃烧边补充氧气的分级燃烧方式．图1 煤粉燃烧器的喷口布置图2系统布置每组煤粉燃烧器由4个浓相喷口、4个淡相喷口、6个内二次风喷口、2个油二次风喷13、2个边界风喷口和6个外二次风喷口组成．浓相喷口、内二次风喷口、淡相喷口和外二次风喷口在炉拱方向紧邻布置，夹在每2个浓相喷口之间的2个油二次风喷口，一个用来布置油枪，另一个用来布置煤火检．锅炉燃用较为典型的无烟煤．2、运行中存在的问题及分析2.1运行中存在的问题在2号锅炉进行前期改造后，基本解决了火焰下冲严重、冲刷冷灰斗的问题，但高负荷下该锅炉仍然存在如下问题：(1)锅炉燃烧经济性较差，飞灰含碳量达到11％以上时锅炉效率只有88％左右，与设计值相差4％；(2)屏式过热器超温严重，据统计燃烧调整前，第23屏一处测点平均每小时超温高达13次，一级减温水量维持在60 t／h左右；(3)侧墙严重结渣，经常堵塞观火孔，渣样质地坚硬，不易清除，前后墙出现偏烧现象．2.2原因分析通过前期的观察及摸底试验，经分析认为出现上述问题有2个原因：(1)浓相煤粉浓度控制不合理，导致煤粉过早着火产生强烈的热膨胀，从而降低一次风和二次风的刚度，三次风补氧作用削弱，热负荷相对集中，局部缺氧严重，形成局部还原性气氛，携带焦炭粒的高温烟气扫边造成前后墙出现偏烧和结渣现象；(2)配风方式不合理导致下炉膛利用率低，煤粉有效燃烧时间较短．采用缝隙式燃烧器的W火焰锅炉同样具有炉膛较宽但高度较低的特点．下炉膛空间较大，可为煤粉提供更多的燃烧空间，降低容积热负荷，但是下炉膛的受热面相对较少．如果配风方式控制不当很容易使火焰中心升高，火焰行程缩短，甚至出现短路，导致下炉膛利用率不足，可燃物后燃现象严重．3、燃烧调整试验根据本机组存在的问题以及前期的摸底试验，从改变锅炉炉膛出口氧体积分数、二次风与三次风配比、乏气缩孔开度、内外二次风开度和三次风角度等方面进行优化调整．主要工况参数及调整效果见表1．表1工况参数及调整效果3.1二次风、三次风开度的调整保证适当的二次风风量不仅可以将煤粉携带至炉膛下部，充分利用下炉膛的空间进行燃烧反应，而且可以补充煤粉着火后前期燃烧的大部分氧量．另外，适量的三次风的注入可以托住下冲火焰，使其向上折返，防止冲刷冷灰斗，并提供煤粉后期燃烧的氧量．如果三次风风量过大，二次风风量就会相对减小，从而减弱火焰的下冲能力，使火焰中心上移，燃烧后期所需要的氧量不能及时供给．对沿炉膛侧墙壁面4层不同高度上的观火孔进行观察，发现最下层三次风喷口附近的火焰充满度较差，颜色暗红，观火孔附近无结渣现象，上面3层观火孔附近结渣严重且渣样质地坚硬，不易清除．利用烟气分析仪对各层观火孔附近氧体积分数进行测量，发现上面3层水冷壁附近的氧体积分数显示为0，属于还原性气氛，最下层靠近三次风处的氧体积分数大于0．这表明火焰中心靠近下炉膛上部，火焰下冲较差，三次风补氧困难，二次风氧量又不足以满足煤粉剧烈燃烧所需要的氧量，不完全燃烧的焦炭粒在高于灰熔点的烟气温度下冲刷水冷壁面形成了结焦．为此，根据以上燃烧情况，将前后墙二次风开度由原来的70％增大至85％，将三次风开度由55％减小至40％．经过观察，下炉膛上部两侧侧墙仍有结渣大的现象．为此，将靠近侧墙的煤粉燃烧器二次风开度增大至90％，从而保证侧墙区域氧量充分，以维持氧化性气氛，使侧墙结渣程度得以缓解．经调整后如表2所示，燃烧趋于稳定，飞灰含碳量从11．20％降到9．86％，侧墙虽仍有结渣，但渣量大大减少，且渣样松软，容易清除．3.2氧体积分数的调整经过二次风、三次风开度的调整，燃烧状况得到明显改善，但飞灰含碳量仍然高达9．86％．对省煤器出口氧体积分数进行标定，发现氧体积分数只有2％左右，明显偏低．为此，在燃烧相对稳定的前提下，逐渐增加二次风风量，使炉膛出口氧体积分数达到3％～3．5％．由工况3可知，飞灰含碳量下降至6．93％，燃烧经济性显著提升．3.3乏气缩孔开度的调整进入煤粉燃烧器的一次风粉均通过旋风分离器进行风粉分离，分离出来的浓相煤粉气流通过浓相喷口射入炉膛，淡相煤粉气流(即乏气)通过淡相喷口射入炉膛．乏气管道上有可调节缩孔，乏气缩孔可调节浓相、淡相煤粉气流的风量，改变煤粉气流的浓度及出口速度，调节煤粉气流着火距离，合理组织燃烧．开大缩孔可以提高浓相煤粉浓度．原工况下乏气缩孔开度为80％，现将前后墙所有乏气缩孔逐步关小到30％．调整后锅炉的飞灰含碳量和排烟温度随着乏气缩孔关小，飞灰含碳量和排烟温度逐渐降低．通过上面几层观火孔观察发现侧墙结渣改善效果明显，且下炉膛火焰充满度好，燃烧稳定．这是由于煤粉浓度对着火有很大的影响，高的煤粉浓度不仅使单位体积内燃烧释放的热强度增大，而且单位体积内辐射粒子数量也增加，导致煤粉气流黑度增大，从而迅速吸收炉膛辐射热量，使着火提前．此外，煤粉浓度高必然会使逸出的挥发分增加，这也促进了可燃物的着火．但对于w火焰锅炉，如果煤粉浓度过高，着火提前，局部热负荷增大，气体迅速热膨胀，下冲刚度随之削弱，此时煤粉气流还没有得到有效扩散及与二次风充分混合，大炉膛空间不能得到充分利用，燃烧需要的氧量不能及时供给，在这种情况下燃烧速率可以说是扩散控制的．高温下焦炭粒随着气流的扰动接触炉膛壁面形成了结渣．当乏气缩孔开度关小后，相当于减少了乏气量，降低了浓相煤粉浓度，提高了浓相一次风粉动量，增加了着火热，延迟了着火点，使火焰中心下移，从而可以充分利用炉膛空间，分散炉膛热负荷，有助于后期可燃物与二次风混合，提高燃尽率。
600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统控制优化
600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统控制优化火力发电厂的锅炉燃烧调节系统是确保锅炉稳定运行，高效发电的重要组成部分。
调节系统的控制优化可以有效降低燃料消耗，减少排放物的排放，提高发电效率，降低运行成本。
本文将对600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统的控制优化进行详细介绍。
一、锅炉燃烧调节系统的组成600MW火力发电厂的锅炉燃烧调节系统包括燃烧控制器、燃烧器、燃烧风机、燃料供给系统、烟气分析仪等组成部分。
燃烧控制器是整个系统的核心，通过对燃烧器、燃烧风机和燃料供给系统进行精密、协调的控制，实现对锅炉燃烧过程的调节和控制。
1. 提高燃烧效率：燃烧效率是锅炉发电的关键指标之一，直接影响到发电厂的经济效益。
通过优化燃烧参数和控制策略，可以提高燃烧效率，降低燃料消耗。
2. 降低排放物产生：燃烧过程中产生的氮氧化物、二氧化硫等有害物质对环境和人体健康造成严重影响。
通过优化控制系统的参数和策略，降低排放物产生，符合环保要求。
3. 稳定运行：锅炉燃烧过程的稳定性直接影响到发电厂的安全和生产效率。
通过优化控制系统的参数和策略，提高燃烧过程的稳定性，确保锅炉安全稳定运行。
1. 燃烧参数的优化：锅炉燃烧参数包括燃料供给量、燃烧风量、燃烧温度、燃烧压力等。
通过对燃烧参数进行调节优化，可以实现燃烧效率的提高和排放物的减少。
通过控制燃烧风量和燃料供给量的比例，实现燃烧过程的平衡和稳定。
2. 控制策略的优化：控制策略是影响燃烧系统性能的关键因素，通过优化控制策略，可以有效提高系统的控制精度和稳定性。
可以采用模糊控制、PID控制等先进的控制算法，实现对燃烧参数的精确控制。
3. 烟气分析的优化：烟气分析是评价燃烧效果和排放物产生的重要手段，通过对烟气成分进行监测和分析，可以及时发现燃烧过程中的问题，并采取相应的控制措施。
优化烟气分析系统的布置和参数设置，可以提高分析精度和响应速度，准确评估燃烧效果。
四、控制优化效果的评价方法2. 排放物的减少：排放物的减少是环保要求的关键目标，可以通过对烟气组分进行监测和分析，评估控制优化效果，确保排放物达标。
浅析600MW亚临界燃煤机组燃烧器系统的优化
浅析600MW亚临界燃煤机组燃烧器系统的优化摘要：为了有效控制设备数损坏和环保压力的日益增加，根据煤种和电厂实际运行面临的诸多问题，本厂对燃烧器进行改造和升级。
一、燃烧器简介本机组的燃烧器采用前后墙对冲燃烧方式:制粉系统为中速磨正压直吹式系统，磨煤机为ZGM113G型中速辊式磨煤机，共6台，其中一台备用。
煤粉细度为R90一10~40%，锅炉共配有30只低NOx轴向旋流式煤粉燃烧器:每层各有5燃烧器，同一层的5只燃烧器与一台磨煤机相连，燃烧器的投、停与磨煤机的投、停同步。
为降低NOx的生成量，在煤粉燃烧器上方的2只燃尽风风箱上布置了1层共10只燃尽风调风器。
布置如下：煤粉燃烧器各层高度间距为4.4m，各燃烧器宽度间距为3.68m，最外侧燃烧器中心线到两侧墙水冷壁中心线的距离为2.99m，燃烧器上部布置有燃尽风（OFA）风口，10只燃尽风调风器分别布置在前后墙上。
燃尽风距最上层燃烧器中心线距离为4m。
平时运行中，屏式过热器管壁温度高容易超温，氮氧化物生成量较大，喷氨量大，容易造成空预器堵塞，基于以上原因，对锅炉燃烧器进行改造优化。
二、燃烧器的改造2.1燃烧系统改造主要涉及以下几个方面：1）燃尽风改为前后墙各5个主燃尽风和2个侧下辅助燃尽风，增加燃尽风风量加大燃尽风喷口的面积，燃尽风主要采用直流射流；2）将主燃尽风的标高提高，使其距离上层煤粉燃烧器6.2米~6.5米,以增加还原区的高度，同时新增侧下燃尽风，以保护侧墙水冷壁及提高侧墙未燃尽煤粉的燃尽性；3）采用低氮燃烧方式后，主燃烧区处于还原性气氛中，会造成水冷壁壁面严重缺氧，低氮燃烧改造的同时在侧墙安装贴壁风系统；4）将原燃烧器一次风喷管及浓缩器进行更换，采用文丘里+优化浓缩器的结构形式，文丘里结构可以起到很好的均流作用，将煤粉管道内的上下气流偏差进行均流，同时配合优化后的浓缩器，使一次风出口达到外浓内淡的煤粉浓度分布效果；为提高浓缩器及中心筒的耐磨性，将浓缩器和中心筒表面加装碳化硅护圈；将中心风筒的直径缩小，保证冷却浓缩器所需的冷却风量即可。
600MW亚临界锅炉烟气CO及NOx控制方法
作者简介：马超、男、1983年09月生、2007年7月毕业于沈阳工程学院火电厂集控运行专业、工学学士学位、神华河北国华沧东发电有限责任公司、从事集控运行工作，河北省沧州市渤海新区国华沧东电厂发电部邮编061113。
⑴增加氧量为了控制NOx的生成，采用缺氧燃烧技术，导致煤粉不能充分燃烧，生成大量的CO，CO含量大多在500-1000PPb之间，现将氧量曲线修改为：
在原来的氧量基础上提高了0.7%，使煤粉能够充分得到燃烧，降低了CO的生成，使CO含量降低为50-200PPb之间；在CO含量降低后，通过曲线观察脱硝反应器入口NOx并没有明显增加，只是风机电流有明显的增加，送风机电流增加了5-10A，引风机电流增加了10-20A，增加了厂用电率。
方法一：将锅炉底层的二次风门解除自动，保持在较大开度，例如AB层、BC层、CD层，一般开至60%以上，有时开至80%左右，同时限制上层二次风门开度，以维持二次风箱差压满足要求，此方法可在负荷平稳时有效控制CO浓度，且对燃烧器摆角的高低没有限制，可以根据汽温调整的需要将燃烧器摆角摆到较高位置。此种调整方法也有明显的缺点：
2原因分析与对策
近阶段由于锅炉煤粉机械未燃烧损失较大，为了降低锅炉烟气中的CO，进行了相关实验，下面总结如下：
1号炉燃烧器改造后，由于汽温波动较大，反应较快，并且低负荷时再热器温较低，为了提高再热器温，采取火焰中心上移，开大高位燃尽风门，关小下层风门，减少煤粉燃烧时间，使煤粉不能在炉膛内充分燃烧。
在调整飞灰含碳量高采取以下措施：
4结束语
综合上述分析，总结出我们以后应该采取的燃烧调整方法，主要有以下几点：
1.增加氧量可以有效的减低CO的浓度，在高负荷时或是变负荷时将氧量加0.2至0.4个偏置，可以有效的控制CO浓度，但增加氧量后SCR入口NOx值会升高约10mg/Nm3。
600MW机组燃烧调整与优化运行研究
600MW机组燃烧调整与优化运行研究李韵;付凌波;鞠鑫;王占生;李薇;刘磊【摘要】在目前火电机组装机容量增加的趋势下,为保证机组的安全运行,对锅炉的稳定燃烧提出了更高要求.针对一台600 MW机组进行了氧量、一次风率和煤粉细度等单因素的燃烧优化调整试验,得出了各个因素对锅炉热效率的影响,并提出了优化运行方式.调整后的机组在节能与降耗方面效果显著,提高了运行的经济性.【期刊名称】《节能技术》【年(卷),期】2016(034)002【总页数】4页(P99-102)【关键词】锅炉;600 MW机组;运行氧量;变一次风率;煤粉细度【作者】李韵;付凌波;鞠鑫;王占生;李薇;刘磊【作者单位】华北电力大学资源与环境研究所,北京 102206;北京航空航天大学经济管理学院,北京 100191;华北电力大学资源与环境研究所,北京 102206;中国石油集团安全环保技术研究院,北京 102206;华北电力大学资源与环境研究所,北京102206;华北电力大学资源与环境研究所,北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TM621.2锅炉的燃烧工况对机组以及电厂运行的安全性和经济性都有重大影响[1]。
合理的燃烧工况能保证锅炉达到额定参数、着火稳定和燃烧安全，避免结渣和燃烧器的烧损[2-5]。
为了确定可调参数对燃烧过程和整个锅炉工作的影响，需要有计划地改变某些可调参数和运行方式条件，对燃烧工况和锅炉的热效率进行全面的测量[6]。
然后将取得的结果从安全和经济方面加以综合分析比较，从而确定燃烧系统的最佳运行方式。
某发电有限公司600 MW空冷机组锅炉是由哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的HG-1930/25.4-HM2型超临界压力直流锅炉，设计煤种为内蒙古白音华露天矿业股份有限公司褐煤。
为了掌握锅炉运行特性，优化锅炉运行参数，为同类型机组的设计提供借鉴和参考，进行燃烧优化调整试验。
通过对氧量、一次风率和煤粉细度等调整试验[7-9]，同时考虑机组在节能减排方面的效果，计算氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳等排量。
600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统控制优化
600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统控制优化本文将对600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统控制优化进行讨论。
在火电厂中，锅炉是燃烧化石燃料产生高温高压蒸汽，进而驱动汽轮机转动发电机，从而产生电能的核心设备。
为了保证燃料的利用率和锅炉的安全稳定运行，锅炉的燃烧调节系统控制优化显得尤为重要。
锅炉燃烧调节系统主要由燃烧控制系统和给煤、空气、废气系统三部分组成。
其中，燃烧控制系统是锅炉燃烧的关键，包括主燃烧器控制、燃烧器调节器控制、排烟温度控制等。
为了使燃料的利用率最大化，必须控制供煤量和空气量，以达到合适的燃烧效果。
在控制供煤量和空气量的同时，还需使排烟温度维持在合适的范围内，以保证锅炉的安全运行。
为了实现燃烧调节系统的控制优化，需要加强燃烧过程的监测和控制手段。
目前，常用的燃烧控制方法有两种，一种是传统控制方法，即PID（比例积分微分）控制方法；另一种是模型预测控制方法，即MPC（Model Predictive Control）控制方法。
PID 控制方法是一种经典而且实用的控制方法，但是其控制效果容易受到参数变化的影响。
MPC控制方法是一种基于数学模型的预测控制方法，可以适应系统模型变化，控制效果更加优异。
在600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统控制优化过程中，可以结合燃烧调节系统的实际情况，选择适合的控制方法。
在选择了控制方法之后，需要进行系统建模，根据建立的模型进行控制器设计，最后进行控制器的实现和调试。
在控制器的实现和调试过程中，需要对系统参数和控制参数进行调整和优化。
常用的优化方法有灰色标记算法、遗传算法、神经网络等。
在实际调试过程中，还需对控制器进行在线优化，以克服因系统参数变化而导致的控制效果下降的问题。
同时，还需要对系统中的传感器和执行器进行维护和保养，以保证控制系统的稳定性。
总之，600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统控制优化是保证锅炉安全稳定运行、提高燃料利用率的重要措施。
通过合理选择控制方法、系统建模、控制器设计和参数优化等步骤，可以实现控制优化，并提高锅炉的运行效率和经济效益。
HT-NR3轴向旋流煤粉燃烧器飞灰含碳量高的原因分析
HT-NR3轴向旋流煤粉燃烧器飞灰含碳量高的原因分析作者：张峰来源：《中小企业管理与科技·上旬》2010年第02期摘要:通过对某发电公司600MW超临界机组进行制粉系统调整和燃烧调整试验,找到了该公司HT-NR3轴向旋流煤粉燃烧器、ZGM113G 型中速辊式磨煤机使用过程中,飞灰含碳量高的主要原因,通过改变燃尽风和层二次配风的风量配比、提高制粉系统的运行性能、燃烧器集中投运,飞灰含碳量在高负荷时得到大幅降低,从最初的9.05%降到3%以下;对其他同类型磨煤机和燃烧器经济运行有很大的指导意义。
关键词: 600MW 燃烧器磨煤机含碳量运行1 设备简介该公司600MW超临界机组锅炉为东方锅炉(集团)股份有限公司(DBC)与日本巴布科克-日立公司(BHK)及东方-日立锅炉有限公司(BHDB)合作设计、联合制造的超临界变压本生直流锅炉,锅炉型号为:DG-1900/25.4-Ⅱ1。
一次再热,单炉膛Π型,尾部双烟道结构,采用挡板调节再热汽温,固态排渣,全钢构架,全悬吊结构,平衡通风,露天布置。
水冷壁采用全焊接膜式水冷壁,下部水冷壁及冷灰斗布置为螺旋管圈,其出口经水冷壁中间联箱混合后进入垂直水冷壁管屏。
燃烧器采用按BHK 技术设计的性能优异的低NOx 轴向旋流煤粉燃烧器(HT-NR3)技术。
燃烧方式采用前后墙对冲燃烧,前后墙各布置3层,每层各有4只燃烧器,总共24只。
在最上层煤粉燃烧器上方,前后墙各布置一层燃尽风喷口,每层布置6只,共12只燃尽风口。
燃烧系统设计采用分级燃烧和浓淡燃烧等技术,可有效降低NOX排放量和降低锅炉最低稳燃负荷。
设计煤种为鹤壁贫煤,校核煤种鹤壁贫煤。
制粉系统采用冷一次风正压直吹式系统,由两台一次风机(动叶可调轴流式)提供介质流动动力,磨煤机采用北京电力设备总厂的ZGM113G 型中速辊式磨煤机,动态旋转分离器;另配有两台密封风机为系统提供密封风。
风烟系统配有两台动叶调节轴流式送风机、两台静叶调节轴流式吸风机。
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600 MW火电机组飞灰含碳量高的运行分析与优化
发表时间：2018-03-13T13:40:49.963Z 来源：《防护工程》2017年第31期作者：缪智平1 王羽1 刘季江1 温翔宇1 赵俊杰2
[导读] 飞灰含碳量是影响燃煤火力发电机组锅炉热效率和粉煤灰质量的重要因素之一.
1.国电浙江北仑第一发电有限公司浙江宁波 315800;
2.国电内蒙古东胜热电有限公司内蒙古鄂尔多斯 017000
摘要：针对600 MW亚临界燃煤火力发电机组，分析燃烧器改造、炉膛风量、空预器差压、入炉煤质对飞灰含碳量的影响原因，提出飞灰含碳量高的改进措施，优化锅炉燃烧。
结果表明，低NOX燃烧器改造实现分级燃烧后，炉膛内形成缺氧燃烧，煤粉着火点推迟，飞灰含碳量增加。
磨煤机出口动态分离器改造为变频电机控制后，磨煤机出口煤粉细度增大且更均匀，燃烧更充分，飞灰含碳量降低。
引风机变频改造后，同等负荷下锅炉总风量大幅增加，飞灰含碳量降低。
高负荷下，空预器差压高，导致引风机出力、炉膛负压调节裕量和炉膛总风量不足，飞灰含碳量增加。
降低飞灰含碳量的运行优化措施包括加强空预器吹灰，对空预器进行定期水冲洗；适当降低一次风比例；适当提高燃烬风风量，合理控制风煤比；磨煤机出口动态分离器和引风机改造为变频电机控制；提前判断加负荷，控制过、再热汽壁温不超温。
关键词：燃煤火力发电机组；飞灰含碳量；物理不完全燃烧；空预器差压；低NOx燃烧器
1 引言
飞灰含碳量是影响燃煤火力发电机组锅炉热效率和粉煤灰质量的重要因素之一，直接影响火电厂的综合经济效益[1-3]。
由于设备老化、燃烧器改造、煤质偏离设计煤种，配风曲线偏离最优设计，锅炉燃烧存在飞灰含碳量偏高的问题[2-4]。
飞灰含碳量的上升不仅增加燃料消耗量，飞灰中的碳对锅炉尾部受热面有磨损作用，会降低设备的使用寿命，对锅炉的安全运行造成很大的威胁[3-5]。
因此有必要针对燃烧器设备改造，炉膛风量及配风方式，入炉煤的燃烧及燃烬过程等多方面进行分析，查找影响飞灰含碳量升高的因素，并针对性提出合理应对方案和运行控制策略。
本研究拟针对600 MW亚临界燃煤火力发电机组，分析燃烧器改造、磨煤机出口动态分离器和引风机变频改造、炉膛风量、空预器差压、入炉煤质对飞灰含碳量的影响原因，提出飞灰含碳量高的改进措施，优化锅炉燃烧。
本文的分析有助于了解飞灰含碳量高的原因，通过运行调整优化，提高机组运行安全性和经济性。
2 燃烧器改造的影响
以北仑电厂600 MW亚临界湿冷燃煤火力发电机组2号机为例进行分析。
2008年，将原巴威公司DRB双调风旋流燃烧器，更换为36只东锅DBC-OPCC型低NOX旋流煤粉燃烧器。
东锅低NOX燃烧器将空气分为一次风、二次风、三次风和中心风，保证煤粉的燃烬率，进一步降低NOX排放浓度。
在最上层煤粉燃烧器之上，增加一层燃烬风，使炉膛划分为燃烧区和燃烬区，实现分级燃烧。
低NOX燃烧器改造实现分级燃烧后，炉膛内形成缺氧燃烧，煤粉着火点推迟，炉膛火焰中心上移，缩短了煤粉在炉膛内的停留时间，飞灰含碳量及CO排放浓度较改造前有较大增加。
负荷为600 MW时，低NOX燃烧器改造后相比改造前，总风量、风煤比和空预器入口含氧量降低，飞灰含碳量增加53%。
在别的负荷段，低NOX燃烧器改造后相比改造前，飞灰含碳量在各负荷段都有不同程度的上升，增加幅度为48%~100%。
3 动态分离器和引风机变频改造的影响
针对燃烧器改造后过热器减温水量增大的问题，进行了受热面调整，把下组低温过热器置换成省煤器，以减少过热器的换热面积。
改造磨煤机动态分离器，将原磨煤机出口的静态导向叶片型分离器改造为由变频电机控制的动态分离器。
磨煤机出口动态分离器改造为变频电机控制后，每台磨煤机出口煤粉的细度增大且更为均匀，燃烧更充分，飞灰含碳量降低。
将引风机增设高压变频器，每台引风机配置一套变频系统，以降低引风机电耗。
改造后，引风机静叶挡板全开，由变频器控制风机转速。
由于引风机电机及变频装置的差异性，在高负荷工况下存在风机出力偏差大的缺陷。
引风机变频改造后，同等负荷下，锅炉总风量大幅增加，烟囱出口氧量上升，飞灰含碳量和烟囱出口CO浓度大幅下降。
4 空预器差压的影响
在额定工况下，空预器烟气侧差压从1.2和1.1 kPa增加至2.2和2.0 kPa。
二次风侧差压从1.0和0.9 kPa增加至1.5和1.4 kPa。
空预器烟气侧和二次风侧差压增大，导致六大风机的出力明显增加。
引风机变频转速在负荷580 MW时已经达到工频转速600 r/min，炉膛负压已经没有多少调节余量，不能满足炉膛出口氧量的要求，不得不降低炉膛总风量或降负荷运行。
降低总风量运行，又加剧了空预器积灰，高负荷下缺氧燃烧，使得飞灰含碳量进一步上升。
5 其余影响因素
影响飞灰含碳量的其余因素包括：
（1）煤种和煤质的变化。
煤种和煤质的变化对空预器积灰影响比较大。
优混煤掺烧比例下降后，可磨性差的煤种比例增加，空预器差压和飞灰含碳量增加。
（2）一次风速的变化。
磨煤机动态分离器改造后，增加了磨煤机内一次风阻，一次风机出力明显增加，每台磨煤机的一次风量平均提高7~10 t/h。
燃烧器喷口出现部分材质烧损和脱落，也使得运行需要相应提高一次风速。
但一次风速过高，导致煤粉着火点偏远，着火推迟，燃烧过程缩短，不利于燃烬，飞灰含碳量增加。
（3）燃烬风配比的调整。
低NOX燃烧器采用分级燃烧，对二次风进行重新配比，增加的燃烬风风量占二次风量的20~23%。
实际运行中，燃烬风配比只根据负荷进行调整，并未结合磨组组态及煤种变化等实际情况进行调整。
总风量不变的情况下，减少燃烬风量，燃烬区域不能获得足够的氧量，反应温度降低，燃烧不充分而增加飞灰含碳量。
（4）负荷调整。
加负荷过快时，往往过热器减温水调节阀全开，减温水量超限，过、再热汽壁温极易超温。
此时只能手动限制送风量，减缓燃烧速率，导致煤粉短时缺氧燃烧，飞灰含碳量增加。
6 运行优化措施
为了降低飞灰含碳量，运行优化措施包括：
（1）加强空预器吹灰，对空预器进行定期水冲洗。
（2）适当降低一次风比例。
（3）适当提高燃烬风风量，合理控制风煤比。
（4）磨煤机出口动态分离器和引风机改造为变频电机控制。
（5）提前判断加负荷，控制过、再热汽壁温不超温。
7 结论
针对600 MW亚临界燃煤火力发电机组，分析燃烧器改造、磨煤机出口动态分离器和引风机变频改造、炉膛风量、空预器差压、入炉煤质对飞灰含碳量的影响原因，提出飞灰含碳量高的改进措施，优化锅炉燃烧。
结果表明：
（1）低NOX燃烧器改造实现分级燃烧后，炉膛内形成缺氧燃烧，煤粉着火点推迟，炉膛火焰中心上移，缩短了煤粉在炉膛内的停留时间，飞灰含碳量增加。
（2）磨煤机出口动态分离器改造为变频电机控制后，每台磨煤机出口煤粉的细度增大且更为均匀，燃烧更充分，飞灰含碳量降低。
引风机变频改造后，同等负荷下，锅炉总风量大幅增加，烟囱出口氧量上升，飞灰含碳量和烟囱出口CO浓度大幅下降。
（3）高负荷下，空预器差压高，导致引风机出力、炉膛负压调节裕量和炉膛总风量不足，加剧了空预器积灰，高负荷下缺氧燃烧，导致飞灰含碳量增加。
（4）优混煤掺烧比例下降后，可磨性差的煤种比例增加，空预器差压和飞灰含碳量增加。
一次风速过高，煤粉着火推迟，不利于燃烬，飞灰含碳量增加。
减少燃烬风量，燃烬区域不能获得足够的氧量，反应温度降低，燃烧不充分而增加飞灰含碳量。
加负荷过快时，减温水量超限，过、再热汽壁温易超温，此时只能手动限制送风量，减缓燃烧速率，导致煤粉短时缺氧燃烧，飞灰含碳量增加。
（5）降低飞灰含碳量的运行优化措施包括加强空预器吹灰，对空预器进行定期水冲洗；适当降低一次风比例；适当提高燃烬风风量，合理控制风煤比；磨煤机出口动态分离器和引风机改造为变频电机控制；提前判断加负荷，控制过、再热汽壁温不超温。
参考文献
[1]俞路军,吴豪,赵思嘉,项连清,赵俊杰.火力发电厂精细化配煤掺烧与燃烧调整分析[J].工程技术,2016,(7):187,189.
[2]赵俊杰,项连清,俞路军,刘静然,蒋和定,朱盈.1000 MW超超临界机组热耗率和供电供热煤耗模型应用分析[J].能源工程,2016,(6):70-75.
[3]何晋,杜瑞铭,聂利辉.锅炉飞灰含碳量偏高原因分析及处理对策[J].热力发电,2003,32(9): 32-33.
[4]叶学民,彭波.燃煤电站锅炉飞灰含碳量偏高的原因分析与解决措施[J].锅炉技术,2004,35(3): 49-51.
[5]赵俊杰,罗立权，吴豪，沃海乔，叶华浩，王如良.过量空气系数对燃煤电站锅炉热效率和脱硝的影响[J].锅炉技术,2015,46(3):30-34,39.。