李龙
（贵州大方发电有限公司 贵州 毕节 551600）
【摘要】在300MW锅炉的燃烧运转过程中，锅炉往往存在平均床温高、尿素用量大、锅炉效率低、零部件超温变形等问题，在床温、一次风量、氧量、二次风量等主要参数和不同负荷下NOX生成影响因素分析的基础上，通过炉内增设受热面和钢格栅、旋风分离器入口缩口技术优化、布风板床温消偏技术和中心筒提效改造等关键技术的应用，实现了降低尿素用量和锅炉部件烧损变形的风险，提高了锅炉升负荷速度、带负荷能力以及锅炉综合效率的目的，社会和经济效益显著。
【关键词】300MW锅炉 锅炉燃烧 燃烧技术优化
目前，国内业界控制炉内床温和NOX原始排放的方法主要有两大类，一是低温燃烧技术，即通过在炉内增加水冷或汽冷受热面，增大炉内吸热量来降低炉内整体温度和NOX的原始排放；二是烟气脱硝技术，即采用低氮燃烧器、空气分级技术、燃料分级燃烧为主，投资较多且功能相对单一，对锅炉效率都有不同程度的影响。
一、存在的问题
300 MW级循环流化床锅炉由于实际煤质与设计煤质差别较大，造成锅炉满负荷运行时平均床温比设计值高50℃-60℃，容易造成锅炉结焦，限制了带负荷能力，同时还严重影响了锅炉安全稳定运行；在尿素反应烟窗处，烟温超过尿素与NOX反应的最佳温度，导致尿素与NOX无法充分反应，尿素耗量超出设计值的3-4倍；中间高、两侧低的床温分布，导致底渣含碳量和飞灰含碳量升高；锅炉床温严重偏离设计值，造成锅炉落煤口、下二次风口、旋风分离器中心筒超温变形严重。
二、燃烧优化关键技术
2.1燃烧优化关键技术的主要内容
电厂锅炉原设计炉膛后墙布置水冷蒸发屏，燃烧优化关键技术是通过在炉膛后墙增设扩展水冷屏，从后墙的2片水冷屏底部标高位置穿进炉膛，扩展水冷屏的顶部从炉顶穿出。每片扩展水冷屏有6根管子，节距设定为89 mm，增加扩展水冷屏换热面积208m2。汽包的分散下降管增加了固定和止晃装置，防止分散下降管的振动。增加扩展水冷屏后，炉膛温度降低大约300C。将325 mmX46 mm分散下水管与炉后原集箱位置连通，并用连接管引入每片扩展水冷屏。扩展水冷屏于炉顶穿出后接入出口汇集集箱，再由2根273mm X 45 mm的连接管引入锅筒。原后墙双面水冷壁每片屏有3根219mmX20 mm的连接管引至锅筒，改造时将原每屏3根连接管最上层的1根接到新增的水冷屏出口汇集集箱，作为新增扩展水冷屏引入锅筒连接管。
同时清除部分锅炉密相区和水冷壁易磨损区域表面可塑料，在水冷壁鳍片上纵向和横向焊接厚度为6 mm、宽度为30 mm,民度为800 mm的防磨钢格栅，从而增大锅炉炉膛的受热面积，实现了降低锅炉床温的目的，与改造前相比原始NOX生成量大大下降。
2.2燃烧优化关键技术创新点
通过在水冷壁鳍片上焊接厚度为6mm,宽度为30mm,长度为800mm的高镍合金格栅板，增大炉内水冷受热面积。通过在分离器入口烟道内侧敷设碳化硅浇注料，使入口宽度由原来的1850mm缩小为1640 mm，达到提高分离器入口烟气流速，提高旋风分离器分离物料效率的目的。通过在炉膛床面中间区域1495个风帽底部进风口点焊一段直径为40 mm,长度为 80 mm的圆钢，实现密相区的等风量和等氧量。
通过将旋风分离器中心筒从筒底部以上1 m处的直径由4m渐缩至筒底的3.8m，实现了消除床温偏差，减少局部NOX生成量的目的。
2.3燃烧优化关键技术优势分析
从安全生产、社会经济效益、市场竞争力等几个方面进行综合对比分析，燃烧优化关键技术优势主要体现在以下几个方面。
技术可靠稳定并具有创新性。燃烧优化关键技术从立项、研发、讨论、论证到最终方案确定经过了近2年的时间，试验到工业化生产及工程应用，积累了大量的科学数据和丰富的实用经验。从技术改造完毕运行至今，在各阶段稳定负荷均能够维持各环保指标在超低排放标准且运行指标稳定。
燃烧优化关键技术在兼顾锅炉效率和环保指标的基础上，结合设备改造和运行调整两方面入手，是国内在该领域内社会和经济效益以及市场竞争力等较为成功的先进技术之一。该技术与国内同类型技术相比较，不但能从根本上遏制炉内NOX的原始生成量，其创新性是在保证锅炉环保指标达标的基础上，对锅炉效率的影响基本降到最低。
成本低、市场竞争力强。燃烧优化关键技术将NOX排放值、粉尘排放值实现了有效降低，无论是设备投资成本还是生产成本均相对较低且技术稳定成熟，在市场竞争中成本优势非常明显。燃烧优化关键技术通过硬软件两方面即设备改造和运行优化，以相对较小的资金投入即可达到预期目标，市场竞争力十分明显。
三、项目实施后技术经济指标对比
燃烧优化关键技术在300 MW机组应用后，锅炉各项主要技术参数及经济指标均达到预期设计值，具体如下:
(1)锅炉在BMCR工况运行时，平均床温由改造前的950℃降低到改造后的约920℃，且床温偏差由改造前的100℃减小至改造后的60℃,NOX原始生成量从改造前的480 mg/Nm3降低至改造后的380 mg/Nm3，从目前来看仍有下降的空间。
(2)因分离器分离效率的提高，运行中炉内稀相区差压进一步提高，同时提高了机组在高负荷阶段的带负荷能力，250MW以上负荷升速率由改造前的3MW/min升至改造后的4MW/min，机组负荷调节速度明显增强。
(3)运行中降低了一次风量和总风量，生产厂用电率下降了0.3%左右，减轻了锅炉磨损、局部受热面运行超温等问题。
(4)锅炉总风量降低，排烟热损失下降。
(5)避免氨逃逸造成对空预器的污染、积灰以及腐蚀，提高了机组运行的周期和可靠性。
(6)锅炉分离效率的提高可以降低除尘器入口的粉尘浓度，有益于除尘器出口粉尘浓度的降低。
在对300MW锅炉燃烧优化关键技术的研究过程中，研究结果在实际锅炉机组的运行中，其对机组节能具有重要作用，且对火电厂经济效益的提升同样具有积极意义。
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