摘要:火力发电作为国内最稳定的电力输出,对我国经济建设起着相当关键的作用。基于提高电厂机组运行有效性为目的,分析1000t/h直流炉燃烧问题及其解决措施,阐述了此类型锅炉的燃烧调整策略,以使锅炉运行更加稳定、安全、环保,为电厂发电做出相应的贡献。
关键词:1000t/h直流炉;燃烧稳定性;运行调整
1 1000t/h直流炉在燃烧运行中存在的问题
1.1 风、粉配合不均
风粉配合不均就会影响炉膛内的过剩空气系数,当过剩空气系数过大时,将会降低炉膛温度,不利于锅炉的着火和燃烧,同时还会增加锅炉排烟热损失;而过剩空气系数过小时,会造成燃烧不完全,影响燃烧热效率。风粉配合不均,还会导致锅炉的燃烧不均匀,水冷壁温差较大,造成局部管壁超温或过热器爆管事故。
1.2 一、二次风配比不合理
合理的一、二次风配比就是要保证着火迅速,燃烧完全。由于燃烧器内的一、二次风配比不合理,会导致煤粉气流加热到着火温度的时间延长,推迟着火点,同时也会使着火后的燃烧缺氧,大大降低了锅炉的运行效率。
1.3 运行缺乏稳定性
锅炉在燃烧运行中,是一个复杂的过程,受多种因素的影响,主要影响因素表现在:煤炭质量、送风量等方面。运行缺乏稳定性,导致锅炉的热效率受到极大的影响,从而也会影响锅炉的运行效率,不能达到节能降耗的目的。
2 原因分析
2.1 燃烧器内部机构不合理
由于燃烧器的内部机构未充分考虑煤质的高挥发性及轴流燃烧器内、外二次风旋流强度及风量等因素的影响,机构调节异常不合理,容易出现受热面堵灰、结焦、燃烧器口变形等问题,影响了锅炉燃烧热效率,同时还会造成锅炉水冷壁受热不均,壁温差较大甚至部分区域温度远远超过正常温度。
2.2 缺乏对煤质和一、二次风配风的分析及调整
在锅炉实际运行中,煤质对燃烧的稳定性和经济性都会产生直接的影响。燃料中所含的挥发分、灰份以及水分都会对燃烧工况产生影响。当燃料中的挥发分含量减少、灰份过高以及水分含量高时,都会增加着火距离,着火速度慢,降低燃烧的稳定性,不能使燃料完全燃烧。在锅炉运行中,未能根据给煤量调整一次风的风量、风速及风温,一次风量、风速、风温的过低或过高,会导致燃烧不稳且不完全、结渣或烧坏喷燃器等,同时也会造成一次风管堵塞,着火点靠前,严重时会烧坏燃烧器,降低锅炉效率。
2.3 缺乏对SOFA燃尽风的调整控制
在锅炉低负荷运行中,运行人员往往缺乏甚至完全忽略对SOFA燃尽风的调整控制,燃尽风一直保持全开状态运行。则会造成燃烧器二次风量过低,同时还降低二次风刚性,使二次风滞后混入,导致燃烧缺氧。虽然在一定程度上降低了NOX的排放量,同时也会造成燃烧不完全,增加烟气飞灰含碳量,降低锅炉运行效率。
3 1000t/h直流炉运行调整策略
3.1 制粉系统优化
在锅炉运行环节,制粉系统的应用不仅可实现原煤与煤粉之间的有效转换,更能为煤粉燃烧提供必要的设备和管道支持。在进行1000t/h直流炉燃烧调整环节,必须开展制粉系统优化工作,从煤粉燃烧问题上做好把控工作。在此环节,相关工作人员应该将作业重点放在以下几个方面。
(1)合理调控系统运行情况。在1000t/h直流炉运行环节,制粉系统的前后墙对冲均衡性越高,则系统应用有效性越强,锅炉的燃烧效果也就会越好。所以,在实践环节必须做好对冲均衡性的保持和把控。
若在运行环节,1000t/h直流炉进入了低负荷运行状态,则应该科学调整制粉系统运行状态,使其适应锅炉燃烧要求。如集中锅炉燃烧中心、杜绝同侧制粉系统断层等。
(2)科学调控系统启停操作。在锅炉燃烧环节,制粉系统的启动和停止都将会干扰其运行状态。所以,相关工作人员必须根据实际作业要求和锅炉运行情况,完成对制粉系统启停操作的有效把控。如尽量避免启停制粉系统,维持1000t/h直流炉的低负荷运行状态,为保障锅炉燃烧稳定提供辅助。把控启停操作环节,还应该充分考虑1000t/h直流炉的整体负荷情况和总煤量,进而借助于制粉系统的科学启停,对燃烧器的燃烧强度予以保障。此外,在把控制粉系统启停环节还应该关注磨煤机的运行工况。
(3)及时解决制粉系统跳闸问题。磨煤机跳闸是1000t/h直流炉制粉系统运行环节十分常见的问题,一旦发生必然会对系统和机组的整体运行情况造成干扰。这一问题常见于机组处于低负荷状态时,所以相关工作人员加强低负荷状态监控,以便于在跳闸时立即做出反应,将不良影响降至最低。如以投油和调整的方式解决系统跳闸问题;或以监控一次风机运行状态的方式,降低其喘振跳闸风险,为维持系统运行稳定奠定基础。
(4)加强火检信号监控。锅炉火检装置在运行环节会因燃烧器的火焰强度和频率产生火检信号,该信号的波动将影响制粉系统运行状态。所以,在锅炉燃烧调整环节,需要做好火检信号监控工作,在发现信号波动时及时应用油枪助燃,为增强燃烧火焰强度和频率提供辅助。
3.2 强化风煤比控制
在1000t/h直流炉运行环节,锅炉的总风量将对燃烧情况产生直接影响,这会在风煤比数值上有所体现。在实践中,应基于氧量调整总风量,以保证风煤比合理可控。如以4%的烟气含氧量为锅炉正常运行状态下的风煤比指标,以6%的烟气含氧量作为低负荷状态下的风煤比指标,为判断风煤比比值合理性提供辅助。
3.3 调节控制中心风与中心风管
受燃烧器内旋流叶片及中心风管外圈的稳燃节流装置的影响,容易引起燃烧器喷口烧损和结焦,为调整中心管风量及调整着火距离,需要对中心风与中心风管进行合理调节控制。隔片拆除中心风管内出口处的旋流叶片,对称保留6片,将中心风管外圈的稳燃节流装置割除,确保中心风管直管运行,达到提高中心风管的风速、调整控制燃烧器着火距离的目的,进而消除因燃烧器喷口着火过近而造成的高温烧损现象。
3.4 针对性的措施
进行锅炉燃烧调整时,应该加强对降负荷以及投油助燃调整的重视。降负荷调整应大多出现于1000t/h直流炉的低负荷状态,必须缓慢开展降负荷操作,才能保障机组运行安全和稳定。如以控制回路的方式协调锅炉状态,并根据实际情况降低降负荷操作速度和幅度,让负荷、压力变化率都有所下降,降低炉膛燃烧不稳的风险。在投油助燃调整环节,相关工作人员需要明确投油助燃操作的使用状态,并随时做好相应准备。
3.5 调整控制SOFA燃尽风
为进一步降低NOX的排放量,降低飞灰含碳量,提高锅炉运行效率,应加强对SOFA燃尽风的调整控制。为实现全炉膛分级燃烧,将SOFA燃尽风口设置在燃烧器的上方,燃尽风率控制在20%-30%之间即可。此外,在锅炉运行中,还要根据机组负荷情况,合理调整控制SOFA燃尽风量,在确保煤质燃烧稳定的前提下,满足低氮燃烧要求的同时,提高炉内气流混合、保证煤粉的完全燃烧;改进着火特性、保证稳燃;进一步降低了NOX的排放量,提高锅炉燃烧效率和运行经济性。
4 结语
随着国家环境的重视程度逐渐加大,1000t/h直流炉作为电厂的重要设备,其性能情况也逐渐受到人们的关注,其燃烧效率已成为制约发电厂快速发展的重要因素。在1000t/h直流炉的设计及使用水平也在不断提高,1000t/h直流炉燃烧效率作为评价锅炉性能的重要指标,探讨1000t/h直流炉燃烧策略具有重要的经济、工程价值。
参考文献:
[1]王松,王金飞.1000MW机组超超临界直流锅炉燃烧调整分析[J].低碳世界,2017(32):27-28.