600MW超临界机组直流锅炉燃烧调整

600MW超临界机组直流锅炉燃烧调整此文章发表于2008年第1期《安徽电气工程职业技术学院学报》ISSN 1672-9706，CN 34-1297/Z，2008 Vol.13 No.1。

摘要：以某发电厂一期工程2×600MW国产超临界机组直流锅炉为例，介绍该型锅炉的设计，总结机组调试期间实际运行情况及所采取的燃烧调整措施。

关键词：超临界；直流锅炉；燃烧调整Combustion adjustment technology of 600MW once through bolier for supercritical unitAbstract: Based on TianJi Power Plant’s phase 1 project, we introduce the design of 600MW once through bolier for China-made supercritical unit, their current situation and the technology of combustion adjustment under real optation.Key words: supercritical, 600MW once through bolier, combustion adjustment1 概述某发电厂一期工程为2×600MW国产超临界燃煤机组，锅炉是由上海锅炉厂有限公司制造的单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧，平衡通风、固态排渣、露天布置、燃煤、全钢构架、全悬吊结构п型超临界参数变压运行螺旋管圈直流锅炉，型号为SG1913/25.4-M967。

本锅炉设计和校核煤种均为淮南烟煤，燃烧方式采用从美国阿尔斯通能源公司引进的摆动式四角切圆燃烧技术，采用中速磨煤机、冷一次风机、正压直吹式制粉系统设计，煤粉燃烧器为四角布置、切向燃烧、摆动式燃烧器。

燃烧器共设置六层煤粉喷嘴，锅炉配置6 台HP1003 型中速磨煤机，每台磨的出口由四根煤粉管接至炉膛四角的同一层煤粉喷嘴，锅炉MCR 和ECR 负荷时均投五层，另一层备用。

燃烧器设六层煤粉喷嘴自下而上A、B、C、D、E、F层，燃烧方式采用最新引进的低NO X同轴燃烧系统（LNCFS），主风箱设有6层强化着火煤粉喷嘴，在煤粉喷嘴四周布置有燃料风（周界风）。

在每相邻2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CFS喷嘴，1只直吹风喷嘴。

在主风箱上部设有2层CCOFA喷嘴，在主风箱下部设有1层UFA（火下风）喷嘴。

在主风箱上部布置有SOFA燃烧器，包括5层可水平摆动的分离燃尽风（SOFA）喷嘴，在A层煤粉喷嘴上分别装了四台等离子点火器。

在燃烧器二次风室中配置了三层共12 支轻油枪，采用Y 型蒸汽雾化方式，燃油容量按30%MCR 负荷设计，点火装置采用高能电火花点火器。

制粉系统为正压直吹式制粉系统。

配置6台HP1003型磨煤机，一次风自一次风机出口一部分经过预热器加热为进磨煤机热风，一部分直接作为进入磨煤机的压力冷风，经磨煤机后，每台磨煤机分四路分别供相应层四角一次风进入炉膛。

二次风自送风机出口经预热器加热进入大风箱由风门档板调节按要求分布于各二次风喷口进入炉膛。

炉后尾部装置二台三分仓空气预热器。

锅炉燃烧调整的目的是在保证锅炉设备安全、满足汽轮机对锅炉参数要求的前提下，调整燃烧器各层的燃料分配，调整一、二次风的分配，以达到炉膛热负荷均匀、炉膛受热面不结渣、火焰不冲刷水冷壁、低NOx排放，使锅炉在最安全、经济的条件下运行。

2 锅炉冷态通风试验检查核对所有一、二次风风门挡板的位置正确，调节灵活，调整各磨煤机出口煤粉管道缩孔，进行一次风调平、二次风挡板特性试验及水平烟道分布测量，试验结果符合设计要求。

核对各一次风压及一、二次风流量测点的安装位置合理，核准一、二次风量及一次风速显示正确，调整一次风量、磨辊和磨碗之间的间隙及磨煤机折向门挡板开度在合理的范围内，确保煤粉细度合格。

3 锅炉启动初期的燃烧调整[1]由于锅炉点火是直接采用等离子点火进行点燃煤粉，容易造成燃烧不完全及分隔屏过热器的管壁超温现象，因此锅炉启动初期干态运行时的安全稳定运行尤为重要，燃烧调整上采取了以下措施：（1）降低一次风速（保持在25m/s），增加对应层（特别是燃料风档板的开度）和上层二次风速，一方面一次风可尽快着火，另一方面又能在炉膛充分燃烧。

（2）提高一次风温，用暖风器对一次风进行加热，提高等离子燃烧器对应的A磨煤机出口风粉混合物的温度，维持80℃～85℃运行，使一次风的着火点提前，提高煤粉燃烧的稳定性和燃尽率。

（3）提高煤粉浓度，在锅炉升温升压曲线范围内，尽快提高A给煤机到适当转速，使 A磨煤机出口风粉混合物达到最佳煤粉浓度，确保燃烧的稳定和煤粉的燃尽。

（4）锅炉投煤初期，降低锅炉炉膛燃烧器摆动喷嘴的角度，降低炉膛火焰中心高度，从而有效降低分隔屏过热器底部温度。

（5）加大紧凑燃尽风（CCOFA）及上几层辅助风风门的开度，降低火焰中心，适时开启分离燃尽风（SOFA），消除炉膛出口气流的残余旋转，减小两侧烟温差。

当投入第二台磨煤机（B磨煤机）后逐渐开大一层CCOFA风至70%以上，有必要时可适当增开第二层CCOFA风。

4 锅炉正常运行的燃烧调整锅炉正常运行时主要是调整燃烧器各层的燃料分配，调整一、二次风的分配，以达到炉膛热负荷均匀、炉膛受热面不结渣、火焰不冲刷水冷壁、低NOx排放。

4.1 制粉系统的投运方式HP1003型中速磨煤机的额定出力64.4t/h，磨煤机启动后的最小出力为额定出力的25%，即16t/h，而在正常运行时（锅炉负荷大于50%）磨煤机的出力应该在其额定出力的50%～100%之间运行。

否则，当磨煤机出力低于50%额定值时，由于煤粉浓度太低，对着火稳定性不利；另外，磨煤机出力过小，制粉系统运行的单位电耗增加，给经济性带来不利影响。

锅炉正常运行时，磨煤机的出力是通过“燃料主控”接受锅炉主控指令，用调节给煤机的转速来控制锅炉的总燃烧量，而每台磨煤机的出力的控制是由“磨煤机主控”接受“燃料主控”的指令来完成的。

通常在增加负荷时，已运行的磨煤机的单台出力均在80%时，应再启动未投运的磨煤机，直到五台磨煤机运行、锅炉带额定负荷运行。

经过试验显示1号锅炉带额定负荷时，投运A、B、C、D、E磨煤机比投运B、C、D、E、F磨煤机和投运六台磨燃烧要好，飞灰含碳、排烟损失相对较小，炉效较高，同时锅炉烟温、汽温两侧差也较小。

按设计煤种淮南煤的要求，本炉煤粉细度要求R90为25%，当然煤粉细度还和磨煤机的出力的大小、磨煤机出口温度的高低、一次风量的大小或一次风速的高低等磨煤机运行参数有关。

另外，煤粉细度还和磨煤机的磨辊与磨碗间隙、磨损程度有关，这就要求检修部门根据各台磨煤机的运行小时数，来确定磨煤机的定期维护周期，以保持磨煤机的良好状态。

4.2 风量及一、二次风的调整（1）炉膛出口过量空气系数（氧量）的调整，锅炉运行时一次风量的比例变化不大，控制炉膛出口过量空气系数主要靠调整二次风量。

运行中，保持合适的过量空气系数可以获得较高的锅炉热效率。

燃烧调整时，调整不同的过量空气系数，观察炉膛火焰，测量飞灰和炉渣的含碳量，确定合理的过量空气系数。

根据本炉的运行经验，额定负荷时，当炉膛出口过量空气系数为1.2（氧量在3.5%左右）时，500MW负荷时炉膛出口过量空气系数为1.24(氧量在4%左右)时，400MW负荷时炉膛出口过量空气系数为1.31(氧量在5%左右)时，飞灰和炉渣中未燃尽成分可达到较低的值，运行比较经济。

（2）一、二次风的调整运行的磨煤机的单台出力一般在80%左右，保持磨煤机出口一次风速在25～27m/s左右。

二次风门挡板的控制原则具体如下：A层、B层、C层、D层、E层、F层燃料风挡板的开度按运行或停运函数关系分别控制，运行时开度是本层给煤机转速的函数，以调节一次风气流着火点，停运时开度是锅炉总空气流量的函数。

另外AA 层二次风挡板也是给煤机A转速的函数，当炉渣含碳量高时可适当开大。

SOFA、CCOFA 二次风挡板是锅炉总空气流量的函数，主要用于控制锅炉NOx 的排放；AI层、BI层、BC层、CI层、DI层、DE层、EI层、FI层二次风挡板是用来控制燃烧器大风箱与炉膛出口压差，该压差是总空气测量流量的函数，AB、CD、EF层油燃料风控制是当锅炉负荷<30%，锅炉点火时则关，火点着后固定开度。

当锅炉负荷>30%，点火时则置为燃烧器大风箱与炉膛出口压差控制；负荷>30%且A/B层、C/D、E/F磨均停则关，否则置为燃烧器大风箱与炉膛出口压差控制。

燃烧器二次风门挡板控制原则汇总。

有关参考函数关系如下面表格如下：总空气测量流量与燃烧器大风箱/炉膛出口压差（△P）的函数关系如下：压差 (Pa) 380.8 381 635 1016 1016 总空气测量流量（%BMCR）0 30 50 60 105总空气测量流量与CCOFA-I间的函数关系如下：CCOFA-I 挡板开度 (%) 0 0 80 100 100总空气测量流量（%BMCR）0 30 40 42.5 105空气测量流量与CCOFA-II间的函数关系如下：CCOFA-II 挡板开度 (%) 0 0 20 100 100总空气测量流量（%BMCR）0 40 50 52.5 105总空气测量流量与SOFA-I间的函数关系如下：SOFA-I 挡板开度 (%) 0 0 20 100 100总空气测量流量（%BMCR）0 40 50 52.5 105总空气测量流量与SOFA-II间的函数关系如下：SOFA-II 挡板开度 (%) 0 0 80 100 100总空气测量流量（%BMCR）0 50 60 62.5 105总空气测量流量与SOFA-III间的函数关系如下：SOFA-III 挡板开度 (%) 0 0 80 100 100总空气测量流量（%BMCR）0 60 70 72.5 105总空气测量流量与SOFA-IV间的函数关系如下：SOFA-IV 挡板开度 (%) 0 0 80 100 100总空气测量流量（%BMCR）0 70 80 82.5 105总空气测量流量与SOFA-V间的函数关系如下：SOFA-V 挡板开度 (%) 0 0 80 100 100总空气测量流量（%BMCR）0 80 90 92.5 105投运煤粉喷嘴燃料风档板开度与给煤机转速的函数关系如下：燃料风档板开度 (%) 10 10 100 100 100给煤机转速（%）0 50 80 100 105为了保护停运燃烧器不被过热烧坏，停运燃烧器挡板开度应随锅炉总空气流量的改变而作相应的调整，停运燃烧器挡板开度与总空气测量流量间的函数关系如下：停运燃烧器挡板开度 (%) 0 0 10 10 15 15总空气测量流量（%BMCR）0 55 60 80 80 1054.3 燃烧器摆动角的调整四角切圆布置的燃烧器（除A层外）具有燃烧器上、下摆动的功能，其主要目的是调整再热汽温。