王會成

中鋁寧夏能源集團有限公司六盤山熱電廠

六盤山熱電廠#2鍋爐燃燒調(diào)整的研究及應用

王會成

中鋁寧夏能源集團有限公司六盤山熱電廠

六盤山熱電廠#2鍋爐自投產(chǎn)以來一直存在爐膛煙溫、受熱面金屬壁溫和汽溫偏差大、再熱汽溫超溫、煙氣出口NOX濃度高等問題，直接影響機組出力。為了減小爐膛煙溫、金屬壁溫和汽溫偏差、降低再熱器事故噴水量、降低煙氣出口NOX濃度，提高機組的經(jīng)濟性與安全性，從影響爐膛出口煙溫偏差、影響再熱汽溫的因素、如何降低煙氣出口NOX濃度等各個因素入手，對鍋爐進行燃燒調(diào)整試驗，提出切實可行的運行方式，確保鍋爐的安全、環(huán)保、經(jīng)濟運行。

再熱汽溫；煙氣出口NOX；燃燒調(diào)整

1.設備概況

寧夏六盤山熱電廠2×330MW鍋爐為亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、自然循環(huán)、單爐膛、平衡通風、擺動燃燒器四角切圓燃燒、固態(tài)排渣、全鋼構架、緊身封閉、爐頂設大罩殼。鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量(B-MCR)1166T/H，過熱器、再熱器蒸汽出口溫度為541℃，BMCR工況下過熱蒸汽出口壓力17.47MPa，再熱蒸汽出口壓力3.92MPa，給水溫度279℃。

2.燃燒調(diào)整試驗前存在的主要問題

六盤山熱電廠#2機組自投產(chǎn)以來一直存在爐膛煙溫、受熱面壁溫和汽溫偏差大、再熱器吸熱量大導致事故噴水量大、煙氣中NOX濃度高等問題，直接影響鍋爐安全、經(jīng)濟運行。

2.1 爐膛出口兩側(cè)煙溫、金屬壁溫偏差大

六盤山熱電廠#2爐爐膛出口A側(cè)煙溫偏高，B側(cè)煙溫偏低，屏式再熱器出口煙溫最大偏差達到150℃，導致兩側(cè)屏式再熱器金屬壁溫吸熱量不均勻，兩側(cè)金屬壁溫偏差較大，A側(cè)水平煙道結焦嚴重，2015年4月#2爐水平煙道形成煙氣走廊，導致末級再熱器爆管，機組非停，給廠里帶來巨大的經(jīng)濟損失。

2.2 鍋爐再熱汽溫偏高

六盤山熱電廠再熱器采用墻式再熱器，輻射換熱較大，自投產(chǎn)以來，再熱汽溫一直偏高，特別是供熱期間，鍋爐滿負荷運行，再熱器事故減溫水處于全開狀態(tài)，嚴重時被迫降負荷運行，滿足不了城市供熱和電網(wǎng)調(diào)峰需求，給電廠造成很大的負面影響和經(jīng)濟損失，為控制再熱汽溫不超限運行，有時采用降低主汽溫度運行，主汽溫度長期控制在520℃左右，再熱器減溫水全開和主汽溫度較低運行導致鍋爐效率降低。

2.3 爐膛出口NOX濃度高

六盤山熱電廠2013年對兩臺鍋爐進行脫脫硝改造，脫硝裝置采用選擇性還原全煙氣脫硝，采用液氨作為還原劑，為控制氮氧化物排放濃度達標，液氨耗量居高不下，增加了的電廠運營成本。

六盤山熱電廠鍋爐燃燒器采用上下濃淡分離技術和低氮切向燃燒系統(tǒng)設計，最上層設置兩層分離燃盡風，能有效控制氮氧化物生成量；因再熱汽溫偏高，兩層分離燃盡風門開度偏小，導致爐膛出口氮氧化物濃度超過設計值。

3.燃燒調(diào)整試驗方法

再熱器管屏主要是通過對流和輻射來完成換熱的，因此，調(diào)整再熱器汽溫主要是通過調(diào)整通過再熱器的煙氣流量和煙氣溫度。

爐膛出口煙溫偏差是爐膛內(nèi)的流場造成的。通過對目前運行的燃煤機組煙氣溫度和速度數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，在爐膛垂直出口斷面處的煙氣流速對煙溫偏差的影響要比煙溫的影響大。在300MW負荷區(qū)間進行燃燒調(diào)整，得出最佳運行方式，然后將所有負荷段的最佳運行方式做成函數(shù)關系置入邏輯當中，最后觀察機組的運行狀況繼而做出相應的預調(diào)。

3.1 燃燒器擺角的調(diào)整

燃燒器設計擺動范圍為±30°，根據(jù)各負荷下的再熱汽溫相應的調(diào)整燃燒器擺角。維持鍋爐負荷、總風量、磨組運行方式及鍋爐配風方式不變的情況下，分別將燃燒器擺角置于-30°、-20°、-10°、0°、10°、20°、30°，通過改變SOFA風及燃燒器擺角的不同角度，觀察擺角變化對鍋爐汽溫、減溫水量及NOX的影響，得出再熱汽溫與擺角變化的曲線。

由于煙溫偏差導致受熱面存在壁溫偏差，使得受熱面容易出現(xiàn)超溫的現(xiàn)象，會限制主、再熱汽溫的提高。為了減小煙溫偏差，提高再熱汽溫，通過對SOFA水平擺角以及SOFA風量的試驗，確定SOFA風的最佳水平角度以及SOFA風量與負荷的關系曲線。

SOFA水平擺角試驗：維持鍋爐負荷、總風量、磨組運行方式及配風方式不變的情況下，分別將SOFA水平擺角置于+15°、+7°、0°、-7°、-15°，在各個工況下分析受熱面的壁溫分布，找出壁溫偏差的變化規(guī)律，確定偏差最小時SOFA的水平角度。

3.2 氧量變化的調(diào)整

對省煤器出口煙道的O2進行測量，對DCS畫面顯示氧量進行校對。

在不同氧量工況下測量NOx排放量、送、引機功耗，并取入爐煤、飛灰及渣樣進行分析化驗，在不影響機組經(jīng)濟性的情況下，確定最佳運行氧量，最大限度的提高再熱汽溫。

3.3 二次風門的調(diào)整

維持鍋爐負荷、磨煤機投運方式、氧量及其余二次風門不變的情況下進行變偏置風調(diào)整試驗，觀察偏置二次風(CFS)的變化對鍋爐壁溫偏差、鍋爐汽溫、結焦特性及NOX的影響。

SOFA風量變化試驗：維持機組負荷不變，維持磨煤機投運方式、氧量及燃燒區(qū)域二次風門不變的情況下，通過改變SOFA風量，分析受熱面的壁溫分布的變化，同時觀測對鍋爐汽溫、結焦特性及NOX的影響，綜合分析得出該負荷下的最佳SOFA風量。

維持鍋爐負荷、磨煤機投運方式、氧量及其余二次風門不變的情況下進行變偏置風調(diào)整試驗，觀察周界風的變化對鍋爐壁溫偏差、鍋爐汽溫、結焦特性及NOX的影響。

3.4 鍋爐吹灰優(yōu)化調(diào)整

六盤山熱電廠有64臺墻式吹灰器布置于爐膛，24臺長伸縮式吹灰器和44臺聲波吹灰器布置在鍋爐上部區(qū)域、水平煙道和尾部煙道。根據(jù)煤種情況以及實際運行情況，合理安排鍋爐各受熱面的吹灰，使得再熱器區(qū)域盡可能的少吹灰，減少再熱器的吸熱，降低再熱汽溫。

4.試驗取得的成果

1、通過對#2爐氧量的優(yōu)化調(diào)整，降低了煙氣中CO含量，機組經(jīng)濟性得到改善，爐膛內(nèi)受熱面結焦減少，爐膛出口煙溫降低，水冷壁吸熱增加，降低了再熱汽溫。

2、合理安排鍋爐各受熱面的吹灰，降低了鍋爐受熱面吹灰頻次。

3、合理調(diào)整偏置風和周界風的比例，減小爐膛出口殘余旋轉(zhuǎn)，從而減小再熱汽溫偏差；同時降低了脫硝入口NOX濃度，降低了噴氨量。

4、在300MW負荷試驗基礎上，對210MW、240MW、270MW、330MW負荷段進行調(diào)整，得到各負荷下最佳運行工況，并將二次風門投入自動，減少了運行人員操作。