燃煤锅炉燃烧优化调整方案分析

科技风2017年7月上环境科学
D01：10.19392/j.c n k i.1671-7341.201713127燃煤锅炉燃烧优化调整方案分析
廖明华
佛山恒益发电有限公司广东佛山528000
摘要：高效率和低污染是电力发展永恒的主题。

通过调整锅炉的煤粉细度，过剩空气系数（烟气含氧量），一、二次风量，燃 烧器摆角等参数，优化锅炉燃烧状况来达到提高锅炉效率，实现降低供电煤耗，减少50V排放。

关键词：氧量%分离器转速%锅炉效率%发电煤耗
随着技术进步，目前我国的电站锅炉的发展也步人了大容 量、高参数化和低排放阶段。

在当前经济环境下，去产能及产 业结构调整，使电力产能过剩严重，电厂竞价上网的政策实施，燃煤电厂的生存压力越来越大。

在现有条件下，寻找最优的调 节参数以及调节手段来降低供电煤耗，提高机组效率，减少排 放，提高机组的竞争力。

锅炉燃烧优化就是一种可以提高锅炉 安全性、稳定性、经济性的有效方案。

1锅炉概况
佛山恒益发电有限公司#1机组装机容量为600M W，所配 锅炉为上海锅炉厂有限公司制造的S Q1913/25.4型单炉膛、超临界直流燃煤锅炉。

燃烧器为强化燃烧直流摆动燃烧器，四角布置，切向燃烧。

燃烧系统采用中速碗式磨煤机，磨煤机配 备内置式旋转动态分离器，并在A磨人配置有蒸汽加热暖风器 以配合等离子点火系统。

炉内采用分级供氧、切圆燃烧方式，采用只低氮同轴（L N C F9)摆动式直流燃烧器，分0层布置 于炉膛下部四角，在炉膛中呈四角顺时针切圆方式燃烧（炉顶 看）。

主燃烧器上部设两层紧凑燃尽风（C C0F A)，在主燃烧器 上部布置有5层可水平摆动的分离燃尽风(S0F A)喷嘴。

2锅炉燃烧优化方案
锅炉燃烧优化系统，在主蒸汽压力、主蒸汽温度和分离器 温度达到设计工况的下，通过调节S0F A风量、设置不同给煤 机没量、各层燃料风门开度、磨煤机人口一次风量等参数使50@、炉膛出口烟气温度偏差、飞灰含碳量等达到合适的值，再 热蒸汽温度控制在设计值。

通过试验，整定出适合机组在安全 稳定运行下最经济的参数，满足节能减排需求。

在此基础上，进一步优化烟气过剩空气系数(烟气含氧氧）设定值，使风量在合理的范围，既能保证锅炉的稳定燃烧，降低 烟气中N0X的含量，降低厂用电率。

3 S0F A风量控制调整优化
在不同的负荷设定不同的S0F A风量，可以有效降低烟气 中的N0X，通过调整S0F A风水平摆角来肖镟，以减小炉膛出 口的烟温差，减小汽温偏差。

S0F A风的水平摆角通过调整试 验确立并固定，在运行中通过调整S0F A风量满足工艺要求。

通过动态试验，在燃烧优化系统中，适当改变四个角的S0F A 风的垂直摆角，以减小炉膛出口的烟温偏差。

4分层给煤量控制优化
锅炉炉内燃烧工况的好坏，不仅受到配风方式、燃烧器的 负荷分配的影响，而且还与磨煤机投停方式，各层磨煤机出力 有关。

改变各层磨煤机出力，减小炉膛出口烟气温度偏差，磨 煤机投运方式对锅炉安全、稳定、经济运行的影响。

在上层给煤机运行时，锅炉炉膛出口烟气温度偏差加大，严重时一侧减温水全开，另一侧减温水全关，两侧主汽温度仍 相差20度以上。

通过适当减少上层给煤量，增加下层给煤量，可以有效减小炉膛出口烟温偏差。

5各燃料风门开度控制优化
燃料风是供给一次风煤粉气流以适当的空气，补充燃烧初 期可能出现的氧量不足。

燃料风门开度设定与各层燃料量成 比关系，当各层给煤量增加时，燃料风门也相应开大，满足燃烧 需求。

通过试验，进一步优化燃料风与各层给煤量之间的函数 关系，使燃料风门开度达到比较合理的值。

6 —次风量控制优化
一次风量与煤粉着火、燃烧过程密切相关。

一次风量越大，达到气粉混合物着火温度需要吸收的热量就越多，着火将 会推迟。

反之，一次风量过低，一次风气流的刚性较差，煤粉气 流衰减较快，容易产生偏斜和掉粉，造成炉渣含碳量增加。

因此，保持适当的一次风量对锅炉安全、稳定和经济地运行就极为重要。

电厂机组稳定运行时，运行磨的一次风进风量在80t/h以上，一次风量比较大，通过试验，在高负荷时，适当降低一次风 量后，锅炉效率有所提高，同时可以降低供电煤耗。

7磨煤机分离器转速控制优化
合格的煤粉细度是实现煤粉均匀分配并具有较低飞灰含 碳质量浓度(6%以下）的基础。

煤粉越细，着火越容易，燃烧稳 定性好，飞灰含碳量下降，但会增加厂用电率，因此需寻找合适 的煤粉细度，并得到磨煤机分离器转速与煤粉细度的特性
曲线。

两台机组原始运行状况下，磨煤机分离器转速固定在600>m i n，通过在不同符合下改变分离器转速，发现在600MW 时，将分离器转速提高到700>m i n时，锅炉效率有所提高，发电 煤耗也有所降低，在450M W和300M W时，适当提高分离器转 速到650>m m时，可以适当提高锅炉效率和降低发电煤耗。

8燃烧器摆角控制优化
主燃烧器的上下倾角可以用来调整炉膛火焰中心高度，以方便调整再热蒸汽的温度，同时燃烧器喷嘴射流切向速度减 小，会使得燃烧区域的旋流强度改变，从而对主蒸汽和再热蒸 汽温度左右两侧偏差有一定影响，但是通过试验发现，在不同 的配风比例、风量和负荷变动下，不同因素的影响强度会有所 改变，需要在保证主再热蒸汽温度达到额定且不超温的情况 下，根据不同燃烧情况找到合适的倾角，减小汽温偏差，这一种 调整方式需要实时调节。

9氧量控制优化
其他因素不变，在保证锅炉安全运行的条件下，通过调整 二次风量，来改变炉膛出口过量空气系数。

有文献证明，1)氧 量提高，飞灰含碳量将减小;2)氧量提高，排烟温差有可能增 大;3)氧量提高，排烟损失有可能也增大。

考虑到摸底工况下 空气过量系数较设计值偏低，即适当提高空气过量系数，测试 能否降低飞灰含碳量，提高锅炉效率。

通过试验发现:在600M W时，将氧量由原来的3.5%提高4. 0%时，供电煤耗由316. 73克标煤/度降至314. 14 克标煤/度，降低了 2.59克标煤/度;在450M W时，将氧量由原 来的4.0%上调或下调，都会是供电煤耗升高，所以，在450MW 时氧量保持在4.0%不变；在300M W时，将氧量由原来的5.0%上调或下调，都会是供电煤耗升高，所以，在300M W时，氧量设定在5.0%比较合适。

10小结
通过此次锅炉燃烧优化试验，得出了更合理的控制参数，减少了主汽温度偏差，降低了供电煤耗，同时降低50X含量，达到了节能减排的效果。

参考资料：
[1]张红福，张曦，罗嘉.基于预测控制方法的燃烧优化研 究与应用[J].自动化博览，2015,7.
作者简介：廖明华（1982-)，男，湖北仙桃人，研究方向：电厂热控。

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