烟煤锅炉低氮改造后主、再热汽温波动大原因探析

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:李铸1 姜聚凯1 郑琳琳2
[导读] 摘要:近几年部分 燃烟煤四角切圆锅炉低氮燃烧改造后,出现主、再热蒸汽温度波动大问题,特别是机组负荷快速升降负荷或大幅负荷变化时,主再热蒸汽温度波动更加剧烈,再热汽温甚至低到500℃,严重影响了锅炉安全经济运行。
        (1华电莱州发电有限公司  山东莱州  261400;2山东莱州定海路天盛佳苑菜鸟驿站)
        摘要:近几年部分 燃烟煤四角切圆锅炉低氮燃烧改造后,出现主、再热蒸汽温度波动大问题,特别是机组负荷快速升降负荷或大幅负荷变化时,主再热蒸汽温度波动更加剧烈,再热汽温甚至低到500℃,严重影响了锅炉安全经济运行。本文通过对其原因进行浅析,并针对性的采取了一些措施,取得了较好效果,希望与各位同仁共同探讨。
        关键词:四角切圆锅炉;低氮燃烧改造;蒸汽温度波动;探析
        Abstract:In recent years, some  tangentially fired boilers with bituminous coal have been retrofitted for low-nitrogen combustion, and the main and reheat steam temperature fluctuations have become a big problem, especially when the load of the units is rapidly rising or falling or the load is changed greatly The main reheat steam temperature fluctuates more violently, even the reheat steam temperature is as low as 500 °C, which seriously affects the safe and economic operation of the boiler. This article through to its reason carries on the analysis, and has taken some measures pertinently, has obtained the good effect, hoped with each colleague joint discussion.
        Key words:Tangentially fired boiler; Low nitrogen combustion reform; Steam temperature fluctuation; Analysis
        1、现状分析
        近几年部分燃烟煤四角切圆锅炉低氮燃烧改造后,出现主、再热蒸汽温度波动大问题(详见图1),特别是机组负荷快速升降负荷或大幅负荷变化时,主再热蒸汽温度波动更加剧烈,再热汽温甚至低到500℃,严重影响了锅炉安全经济运行。
        本文通过对造成锅炉主、再热汽温低的原因进行探析和采取的一些改进措施,与各位同行共同探讨!
        图1:某电厂锅炉主再热蒸汽温度波动情况
 
        2、原因探析
        (1)燃烧调整方面
        锅炉低氮改造后设计约有30%左右的二次风量由SOFA 风延迟供给,也就是说将有30%风量对应的炉膛可燃成分的煤粉要到SOFA 风区域继续进行燃烧,即锅炉炉膛燃烧被人为分成了两部分,相继燃烧完成炉膛内燃烧过程;也就表明炉膛内被人为分成了两个“火焰中心”,即两个高温烟气区域,一个是SOFA 风以下燃烧器区域,一个是SOFA 风以上二次燃烧区域,而且这两个区域的燃烧强度及份额是动态变化的。特别是机组协调调整性能不良时,导致炉膛内燃烧波动大,具体体现在燃烧器区域氧量波动大、风煤比波动大,深层次的表现为波动期间燃烧器区域煤量与所需要的风量不匹配,风煤比高则导致炉膛燃烧器区域风量相对大,使得燃烧器区域下部“火焰中心”燃烧强烈,整体表现出炉膛火焰中心下移、炉膛出口烟气温度大幅降低,导致主、再热蒸汽温度降低,特别是以辐射换热为主的再热蒸汽温度更是大幅降低。相反,若是风煤比低则导致炉膛燃烧器区域风量相对小,使得燃烧器区域下部“火焰中心”燃烧缺风,整体表现出炉膛火焰中心上移、炉膛出口烟气温度大幅升高,导致主、再热蒸汽温度升高,特别是以辐射换热为主的再热蒸汽温度更是大幅升高。
        (2)控制方面
        锅炉低氮燃烧改造后,锅炉燃烧、调整特性发生了很大变化,而现在的协调和AGC 控制系统仍未进行升级优化,导致机组调节性能不符合现场机组需求,使得机组协调系统波动大;另一层面是燃烧系统辅助风挡板系统均在手动运行,燃烧器系统风量快速调整反应系统不能发挥作用,使得锅炉燃烧器区域风量调整滞后性大,导致机组快速变负荷时,风煤比出现严重不协调匹配情况。
        3、采取措施
        (1)优化机组协调控制系统,优化机组控制性能;
        (2)在机组协调控制系统未进行优化的情况下,应加强运行人员培训,加强手动干预调整能力,尽量降低机组主蒸汽压力波动幅度。
        (3)通过优化试验将辅助风挡板投入自动控制,实现快速微调燃烧器区域风量,始终确保燃烧器区域风煤比处于相对匹配协调状态。
        4、结论
        本文按燃烧调整和协调系统控制方面对主、再热汽温动态特性进行了分析, 为热工人员进行自动控制分析和调节器整定计算提供了参考,同时也为系统工程改造方面的协调一致性提出了自己的建议,希翼各位同行共同交流。
        参考文献:
        [1]梁汉文  锅炉汽温偏低和燃烧不稳原因分析及改造  广西电力技术
        [2]李旭 过热汽温的动态特性与控制  动力工程
        [3]李旭 再热汽温的动态特性与控制  动力工程
        作者简介:
        李  铸 (1974-)男,华电莱州发电有限公司,工程师,从事电厂电气方面的工作。
        姜聚凯 (1976-),男,华电莱州发电有限公司,工程师,从事电厂运行方面的工作。
        郑琳琳(1976-),女,华电莱州发电有限公司,工程师,从事电厂化学监督方面的工作;
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