320MW煤粉炉的飞灰可燃物调整及实验分析

【摘 要】通过分析淮北国安电力320MW煤粉炉的飞灰实验数据，提出改进锅炉燃烧调整、降低飞灰可燃物、炉渣可燃物及炉膛出口NOX含量的方法，提高锅炉运行效率。

【关键词】飞灰；氧量；对冲；锅炉效率

0 前言

锅炉的热损失中，机械不完全燃烧热损失占第2位，约为2%，仅次于排烟热损失。在锅炉正常运行调整中，提高锅炉热效率，飞灰可燃物的降低存在着很大潜力。对于大型火力发电机组，锅炉热效率每提高1%，将使整套机组的热效率提高0.3%～0.4%，标准煤耗可降低3～4g/kwh。

1 锅炉设备简况

淮北国安电力有限公司一期工程两台320MW机组锅炉是采用了美国CE公司的引进技术。锅炉为亚临界、自然循环、一次中间再热、全悬吊、半露天布置、固态排渣、平衡通风、燃煤汽包锅炉。采用四角切圆燃烧、热风送粉。

燃烧器：煤粉燃烧器为直流摆动式水平浓淡分离燃烧器，最大摆角±30°（设计值），四角布置，20只分五层。锅炉布置A、B、C、D四套中间仓储式制粉系统，每台制粉系统有两个三次风喷口布置于粉层上部

2 实验目的

2016年由于国家煤炭行业去产能，导致煤炭价格不断上扬，本地煤矿部分矿井关闭，公司被迫采购偏离设计煤种的市场煤和煤泥进行掺烧，由于外地市场来煤发热量偏离设计值1.5MJ/KG以上，且]发分长期维持在13%到15%之间且固定碳含量偏高，给锅炉燃烧稳定性和飞灰可燃物带来较大影响，为了适应新的煤种，降低飞灰，提高锅炉效率，进行了飞灰调整的专项试验，下面把实验过程与数据与大家分析交流，为运行人员提供可靠的运行指导。

3 实验过程

3.1 煤粉细度R90调整

（1）8月3日化验结果：#1炉A、C均为6.5；#2炉C、D分别为为7.7、7.8；

（2）煤粉细度调整：8月5日09：00将#1炉A、B、C、D粗粉分离器折向挡板由25度调至10度，#2炉A、B、C、D粗粉分离器折向挡板由30度调至15度；#1炉煤粉细度B、C、D均为6.72、5.16、4.65；#2炉A、C、D分别为为5.36、4.79、8.52；

3.2 燃烧器摆角调整：

结合7月29日至8月3日对燃烧器摆角的调整情况来看，上摆角摆至水平后，飞灰、炉渣含碳量与7月10日至28日相比，有一定程度下降，飞灰含碳量可以控制在3左右且炉膛出口NOX含量上升10mg/NM3左右。说明上组燃烧器摆角水平摆动对飞灰有影响，将上组燃烧器下摆至-5，观察飞灰、炉渣变化。

3.3 风门挡板开度、给粉机转速配比调整：

（1）给粉机全部投运层周界风门全关，有停运给粉机层周界风门开启5～10%。

（2）采用“O”型燃烧方式或“对冲“燃烧方式时，主燃烧区域二次风量调整，AB、BC、CC、DD层风门开度在30～55%范围内调整。

（3）B、C层给粉机转速最高，其它层与B、C层给粉机转速偏差加大，A层高于D层，D层高于E层

4 各试验工况结果简要描述

（1）工况一：上层燃烧器摆角由0下倾4。机组负荷分别为：242、235MW。氧量分析为：2.8、4.1。

飞灰：#1、2炉飞灰分别为2.22、2.66。

炉膛出口NOX：#1炉511、502；#2炉484、532

（2）工况二：二次风挡板中间层挡板开度试验。机组负荷分别为：260、255MW。氧量分析为：2.5、3.7。

飞灰：#1、2炉飞灰分别为3.69（偏大原因：氧量偏离设定值）、2.69。

炉膛出口NOX：#1炉453、472；#2炉473、533。

（3）工况三：煤粉细度调整试验。机组负荷分别为：255、250MW。氧量分别为：2.3、4.02。

飞灰：#1、2炉飞灰分别为4.62（偏大原因：氧量偏离设定值较多）、2.31。

炉膛出口NOX：#1炉447、473；#2炉507、556。

（4）工况四：二次风挡板中间层挡板开度试验。机组负荷分别为：190、195MW。氧量分析为：4、5。

飞灰：#1、2炉飞灰分别为4.41（因雨天，该取样筒堵塞，灰样失真）、1.64。

炉膛出口NOX：#1炉546、533；#2炉565、570。

（5）工况五：二次风挡板中间层挡板开度试验。机组负荷分别为：240、205MW。氧量分析为：3.2、4.6。

飞灰：#1、2炉飞灰分别为1.88、1.23。

炉膛出口NOX：#1炉508、520；#2炉491、521。

4 调整措施

4.1 燃烧器摆角

（1）入炉煤挥发分小于13%，固定碳含量大于53%，燃烧器摆角上下组采取大“对冲“燃烧方式，下层摆角上摆，上摆角度不超过12，上摆角下摆0～5，顶层摆角上摆。

（2）入炉煤挥发分13～15%，固定碳含量大于53%，燃烧器摆角上下组采取小“对冲“燃烧方式，采取下层摆角上摆，上摆角度不超过12，上摆角水平，顶层摆角上摆。

（3）入炉煤挥发分15～17%，固定碳含量小于53%，不采用“对冲“燃烧方式，下层摆角上摆，上摆角上摆，顶层摆角上摆，各层上摆角度不超过12，根据汽温、各受热面壁温、炉膛结焦情况进行调整。

（4）顶层摆角尽量不下摆，下摆后对炉膛出口NOX含量影响较大。

4.2 二次风挡板中间层挡板开度

（1）在保持氧量一定的情况下，中间层（AB、BC、CC、DD）风门开度对飞灰、炉渣与炉膛出口NOX含量的影响为反向，根据试验情况，随着负荷、给粉机转速减增，中间层风门开度35～45%，对飞灰、炉渣影响不大，对炉膛出口NOX含量降低作用明显。

（2）中间层风门开度小于30%，对飞灰、炉渣影响较大，对炉膛出口NOX含量降低作用不明显。

（3）中间层风门开度大于55%，对飞灰、炉渣影响不大，造成炉膛出口NOX含量迅速上升；

建议根据负荷、给粉机转速变化，中间层风门开度控制范围为35～50%。入炉煤固定碳含量增加，适当开大5%。

（4）给粉机全部投运层周界风门全关，有停运给粉机层周界风门开启5～10%。

（5）随机组负荷变化，二次风与炉膛差压应保证0.65KPa―1.1Kpa（随负荷增加逐渐提高二次风与炉膛差压）。入炉煤固定碳含量增加，适当提高二次风与炉膛差压。

（6）EX二次风挡板开度应根据E层给粉转速控制在20―35%开度（随给粉转速增加挡板开度逐渐增加）。E层给粉机停运后，EX二次风挡板应至10～20%，并适当开大DE层风门挡板开度；DE层二次风挡板随D层给粉转速的下降应适当关小。

（7）AA层风门挡板开度不小于50%；A层给粉机全部停运后，AA、A层风门挡板应保持10%开度，AB臃缑诺舶蹇度不小于50%。

4.3 氧量

氧量大小对飞灰、炉渣与炉膛出口NOX含量的影响；

（1）氧量过大时，对飞灰、炉渣降低作用不明显，甚至可能会出现因风量过大，造成烟气流速过快，造成飞灰、炉渣含碳量变大，甚至可能出现锅炉灭或的情况；造成炉膛出口NOX含量大。

（2）氧量小于3，对飞灰、炉渣影响比较明显，造成飞灰、炉渣含碳量迅速变大，炉膛出口NOX含量小。结合飞灰、炉渣与炉膛出口NOX含量。

4.4 给粉机转速配比

（1）给粉机转速布置采用“O”型燃烧方式。

（2）B、C层给粉机转速高，其它层与B、C层给粉机转速偏差加大，A层高于D层，D层高于E层。

（3）A层给粉机转速对炉渣含碳量影响较大，建议采用多台低转速运行方式。

（4）D、E层给粉机转速对飞灰含碳量影响较大，建议采用多台低转速运行方式。

4.5 乏气带粉量、乏气温度

乏气带粉量、乏气温度对飞灰影响较为明显。

（1）煤质挥发分含量小于13%，制粉系统再循环挡板应保持全开状态，减少乏气带粉量。

（2）三次风温维持110℃左右，三次风周界风门关闭；掺配有高挥发份煤的制粉系统三次风温按掺烧高挥发分煤规定控制。

4.6 在不堵粉管、喷口不结焦的前提下，降低一次风压至3.8KPA左右，如发现入炉煤挥发分含量增加或粉管有堵塞趋势、喷口挂焦现象，立即提高一次风压。

4.7 煤粉细度对飞灰、炉渣含碳量与炉膛出口NOX含量影响方向相反，但煤粉细度过低会影响制粉出力，导致厂用电率升高。

5 结论

虽然锅炉燃烧是同一个动态的过程，但是采用上述指导方法调整以后，锅炉飞灰含碳量从月平均3.5%以上降至2%左右，效果显著，在燃用接近设计煤种的煤质时，飞灰含碳量可降至1.5%以下，取得了良好的效果。

参考资料：国安电力运行规程、飞灰含碳量实验方案。