600MW超临界直流W火焰锅炉的燃烧调整

摘要：通过了解我厂600MW超临界直流W火焰锅炉的运行情况以及对已经投运的同类型锅炉的表现，提出对600MW超临界直流W火焰锅炉的燃烧调整的对策及建议，优化我厂锅炉的燃烧，提高效率。

关键词：600MW W火焰锅炉 燃烧 调整

1 前言

我厂#1、2锅炉均为东方锅炉厂生产的W型600MW超临界直流锅炉。锅炉共有24只专门用于燃烧无烟煤的双旋风煤粉浓缩燃烧器，前后拱各布置12只。使用6台正压直吹式双进双出钢球磨煤机，每台磨煤机对应四个燃烧器，前后墙交叉布置。燃用煤种为无烟煤。

对我厂600MW超临界直流W火焰锅炉燃烧进行调整的主要目的就是要在确保其燃烧设备安全及锅炉初参数要求得以满足的前提下，对锅炉的制粉系统进行调整，并结合二次风挡板的调整等手段，确保锅炉中炉膛热负荷分布均匀、降低锅炉大渣及飞灰可燃物以及确保不会引起水冷壁超温等，使我厂两台锅炉能够经济安全地运行。

2 600MW超临界直流W火焰锅炉燃烧时所出现的主要问题

我厂从调试期间以来，锅炉在运行过程中出现了一系列问题，影响了设备的安全，并且降低了锅炉的经济性，对全厂的安全运行及节能降耗工作带来了不利影响。

2.1 锅炉燃烧的过程中大渣及飞灰可燃物的含量过高

依照对我厂进行化学分析的结果表明，#2炉中的大渣及飞灰可燃物的含量已经超过了总燃料的10%，最高时接近20%，可燃物含量非常高。但是现阶段，其他几台已投运的同类型的锅炉中，大渣和飞灰的含量在5%左右。根据这个比例对我厂锅炉的燃烧进行估算，其热效率的比重大约为89%，，比设计的效率值（91.5%）低了2.5%，导致锅炉燃烧时多消耗了约8g/Kw？h的标准煤。

2.2 在锅炉燃烧的过程中凝渣管和水冷壁存在超温现象

当机组负荷比较低（400MW-450MW）时，容易出现水冷壁及凝渣管的超温现象，尤其是前墙上部水冷壁超温现象情况比较明显，有时水冷壁壁温会超过550℃（设计最高允许温度为502℃）。锅炉受热面的长期超温或短时严重超温，带来了锅炉受热面超温爆管以及水冷壁拉裂的风险。我厂#1、2锅炉均出现因受热面超温爆管而被迫停运的情况。

3 600MW超临界直流W火焰锅炉的燃烧调整措施

通过对我厂两台锅炉的长期运行调整，共采取了以下几种燃烧调整措施，初步解决了调试期间锅炉出现的主要问题，为我厂的安全经济运行奠定了基础。

3.1 调整锅炉二次风系统

为降低NOx的排放量，我厂二次风系统采用分级送风。在燃烧器上部设置了燃尽风，在燃烧器区域设置了A、B、C、D、F风挡板。A、B、C风挡板位于燃烧器区域的拱上，主要作用是补充油枪投入时的二次风及冷却燃烧器喷口，对燃烧调整作用不大。D、F风挡板位于燃烧器区域的拱下，且风量比例大（共占二次风总风量的60%左右），对锅炉的燃烧有较大影响。通过拱下二次风即D、F风挡板的调整，对解决锅炉的水冷壁超温、大渣和飞灰含碳量高等问题，有明显作用。

3.1.1 适当关小D风挡板

调试初期，#1、2锅炉的D风挡板均在25%开度（此挡板就地手动调节）。后经调整，将其均关小至10%开度。关小D风挡板，可以避免在煤粉着火区就送入大量二次风而影响着火，降低火焰中心。并且经过观察，未发现火焰冲刷下部水冷壁现象，下部水冷壁壁温控制较好。

3.1.2 调整投运燃烧器对应的F风挡板开度

F风挡板位于燃烧器区域最下层，风量最大，对煤粉的燃尽、控制火焰中心等均起到重要作用。调试期间，投运的燃烧器对应的F风挡板开度均在50%左右，基本没有偏差。结果出现了前墙上部水冷壁超温严重、大渣和飞灰含碳量高等问题。经过调整，将前墙的F风挡板开大至60～65%，后墙的F风挡板则关小至40～45%，前后墙风量比例约为1.3：1。并且炉膛两侧的F挡板较中间的开度小。从调整后的运行结果来看，因前墙二次风量较后墙大，锅炉的火焰中心略微靠近后墙且火焰中心有所降低，高温火焰不会直接冲刷到前墙上部水冷壁，其壁温基本控制在460℃以下，较好时能在430℃以下。中间的F挡板开度比两侧大，能保证沿炉膛宽度方向的二次风量相当，减小了因炉膛中部缺风而造成的机械及化学不完全燃烧，减小了大渣及飞灰的含碳量，提高了锅炉效率。

3.2 调整制粉系统

自调试以来，我厂制粉系统存在磨煤机出口风温偏低、磨运行方式不当、磨煤机出口分离器易堵塞易引起超温等问题。

3.2.1 提高磨煤机出口风温

磨煤机出口风温偏低，会影响煤粉的着火并延长煤粉的燃尽时间，造成火焰中心上移而引起超温及大渣和飞灰含碳量高等问题。我厂调试初期磨煤机出口风温只有60～80℃。为提高磨出口风温，主要采取了以下手段：①降低空预器扇形板高度，减小漏风量。调试阶段扇形板一直置于最高位（间隙有16mm），后将间隙降低至10mm，降低漏风量的同时，未引起动静碰磨。此措施提高了热一次风温约3～5℃。②及时投入一次风暖风器运行。当环境温度低于20℃，投入一次风暖风器运行，保证其出口一次风温维持在30℃以上。③适当开大磨煤机旁路风。当磨煤机出口风温较低时，适当开大其旁路风，对提高磨出口风温作用明显，基本能直接提高10℃以上。

通过以上调整，目前磨出口风温基本能达到90℃以上，虽然离设计值（110℃）还有一定差距，但对于煤粉的着火及燃尽都起到了很好的作用。

3.2.2 合理安排制粉系统的运行方式

当机组负荷在400至450MW时，一般为4台制粉系统运行，此时最易出现受热面超温现象。这和制粉系统的运行方式有很大关系。当制粉系统运行不合理时，前墙上部水冷壁超温现象比较明显，并且很难通过调节二次风等手段来降低壁温。经过观察，当B和F磨或者A和E磨同时停运时，前墙上部水冷壁壁温水平最高，经常出现超温现象。经分析认为，磨煤机的不对称停运，造成前后墙的燃烧器无对应支撑，无法卷吸来自对侧墙的高温烟气，影响着火，从而使火焰中心大幅上升，造成上部水冷壁超温。经过多次调整，发现磨煤机对称停运，即A和F磨或B和E磨或C和D磨同时停运，水冷壁壁温总体较低，甚至可以将前墙上部水冷壁壁温控制在430℃以下。但有时由于制粉系统存在缺陷，不得不采取非对称停运时，则可以停运较高壁温区域的燃烧器来降低此区域的热负荷，以达到控制壁温的目的。

经过长期实践观察，若能保证制粉系统的合理运行方式，就基本能保证各受热面壁温处于安全水平。

3.2.3 定期清理磨煤机出口分离器

因原煤中混有铁丝、麻绳等杂物，磨煤机长期运行时就容易堆积在磨煤机出口分离器处，造成磨的四个燃烧器出力不均，影响煤粉细度及锅炉热负荷分配。从已清理的磨煤机分离器来看，堵塞情况较为严重，杂物量较大。目前对各磨煤机出口分离器每月清理一次，保证了制粉系统的良好运行。

4 总结

通过长期调整，我厂#1、2锅炉的超温现象基本得到解决，未再次出现超温爆管情况，并已连续安全运行超过220天。经化学分析，大渣及飞灰含碳量基本控制在5～6%之间，较好时能接近4%，锅炉效率得到了提高，达到了同类型锅炉的较好水平。

参考文献

[1] 《威信电厂运行规程》 威信云投粤电扎西能源有限公司

[2] 王军 东方W型火焰锅炉燃烧调整方法. 热力发电，2004，33（12）：38-39