超临界机组锅炉燃烧调整与运行优化分析

发表时间:2021/3/16   来源:《中国电业》2020年第30期   作者:陈千桂
[导读] 随着发电机容量增加的趋势下,为了确保机组的安全运行,
        陈千桂
        大唐桂冠合山发电有限公司 546501
        摘 要:随着发电机容量增加的趋势下,为了确保机组的安全运行,锅炉的燃烧条件工况对机组运行的安全性和经济性具一定的影响。 合理的燃烧条件可以确保锅炉达到额定参数,稳定的点火以及燃烧安全性,避免燃烧器结渣烧损。本文分析了锅炉的燃烧问题,最后针对问题提出了相应的处理措施,以提高锅炉的运行效率。

        关键词: 600 MW 机组;锅炉运行;运行氧量; 变一次风率
        1锅炉主要参数概述
        大唐桂冠合山发电有限公司2×600MW级机组上大压小工程锅炉,型号为SG-2129/25.4-M6301,为超临界参数变压直流锅炉,单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、“W”型火焰燃烧、垂直内螺纹管水冷壁、Π型变压直流锅炉。锅炉燃用贵州无烟煤和合山本地煤的混煤。
2  锅炉燃烧优化调整作用
        锅炉运行过程中展开燃烧优化调整,是一项非常重要且基础的操作,具有以下三点作用:(1)能够减少燃烧可能带来的损失,提升锅炉运行效率,加强气压、气温与蒸
发量的稳定性;(2)保证锅炉着火稳定性,明确合适的燃烧中心,使炉膛内部火焰更加均匀。通过燃烧优化调整降低锅炉两侧烟温偏差,以免产生锅炉结渣现象,提高受热均匀性;(3)减小对周围环境的危害,在设置锅炉燃烧相关技术参数时,充分考虑到环境保护要求,主燃烧范围内维持还原风,炉膛上方有燃烬风通入。一方面可以保证完全燃烧效果,另一方面也可以减小 NOx(氮氧化物)生成。
3 锅炉运行中燃烧问题分析
3.1二次风及燃尽风配风不合理
        由于二次风及燃尽风配风不合理,造成炉内严重缺氧,锅炉燃烧中心区域以上至炉膛出口高度大约30m高,炉膛中心处15×15m的截面内烟气中含氧量测量结果在0~0.1%,省煤器入口CO浓度高达几千ppm,空气预热器入口CO浓度达到几百ppm。
3.2一次风速不均
        上层一次风速普遍低于17m/s,特别是磨煤机上层一次风速很低11~13m/s,风速低容易造成积粉,导致一次风管阻力大、磨煤出力不足、燃烧器区域超温等问题。
3.3结焦问题
        锅炉运行中燃烧调整结焦问题比较常见,表露现象主要有以下几种:⑴技术人员观察火焰,流化效果不理想,例如部分火焰颜色为白色;⑵锅炉出灰量较少;⑶氧量指示降低;⑷锅炉运行负压升高。总结结交问题的根本原因,可能是点火升压环节一次加入煤量过多,加煤作业时没有同时加风,煤粒度度较大、一次风较小,没有超出临界流化风量。除此之外,技术人员压火操作不合理,或者是给煤机断煤处理存在不规范行为,均由可能会引发结焦现象。
3.4熄火问题
        锅炉燃烧调整中的熄火问题表露现象主要有以下几点:⑴氧量指示升降幅度较大;⑵燃烧室亮度降低,无法实时观察火焰情况;⑶气温气压、烟气温度降低。总结熄火问题的根本原因,首先给煤机在运行中存在故障,或是出现堵煤现象没有发现,延长了断煤时间;其次,风煤配比不合理,煤质不满足使用要求,由于没有及时调整而导致熄火;最后,积灰涌入到锅炉内,导致突然熄火。
3.5可燃物二次燃烧
        锅炉运行中烟道内部可能会有可燃物存在,并且导致二次燃烧。针对该问题的表露现象包括以下几点:⑴风道个别位置严密性较差,在锅炉燃烧过程中偶尔会有火星冒出;(2)如果情节严重,烟道防爆门可能会出现故障;⑶一、二次温度提升,直接超出规定值界限;⑷锅炉燃烧过程中,烟囱有黑烟冒出;⑸烟道的排烟温度快速提升;⑹烟道与炉膛的负压变化异常,除此之外,引风量和负压超出界限值也是导致可燃物二次燃烧的原因之一。
4  锅炉运行中燃烧问题处理方法
        针对上述问题,运行方面的问题可以通过燃烧调整试验加以解决,通过燃烧调整试验确定最佳配风方式,优化运行调节方法。具体燃烧调整试验方法。
4.1一次风压调整
        进行一次风速测试,根据测试结果,对一次风速不均的进行调节,通过调节分离器出口挡板开度,调节各角一次风速,使其一次风速度相对均匀。


4.2合理配风
        进行合理配风,在确保燃烧效率的条件下,降低SCR进口NOx浓度,确保NOx在350mg/m3以下,降低脱硝喷氨量,从而减少发电成本。
4.3结焦处理
        针对结焦问题的处理方法,需要马上停止锅炉运行,将所有室内炉渣全部放掉,随后再由技术人员检查锅炉结焦状况。开启入孔门之后撬动锅炉内部焦块,尽可能地将焦块清除出炉外。如果结焦情节不是非常严重,当焦块被扒出炉外可以继续运行,若结焦情节比较严重,需要等到完全冷却之后再行处理。
4.4熄火处理
        在进行熄火处理操作时不能向锅炉进煤,如果给煤机存在故障,应该停止锅炉运行,以最快的速度找出故障原因,处理之后重新投入运行。最后对蒸汽温度进行控制,将减温水关闭之后,可以打开过热器的疏水门,从而解决熄火问题。
4.5可燃物二次燃烧处理
        可燃物二次燃烧的处理方法:如果工作人员观察锅炉运行状态的过程中,发现烟温提升异常,必须要快速找到原因,并且校准仪表指示数值。随后做好燃烧调节优化工作,确保燃烧过程的稳定性。优化调整运行参数,若烟温持续提升,甚至大于 200℃,要马上停止锅炉运行,将所有孔门和挡板关闭,清除所有能够通风的条件。如果发现温度降低,并且检查之后没有火源存在,建议开启引风机,当通风 5~10min 之后抽出所有积灰,再次点火运行。
5 锅炉运行中燃烧问题优化调整方案
5.1热损失技术调整
        排烟温度与排烟热损失之间的关系非常密切,发电煤耗也会受到排烟温度的影响而增加,并且能够保证电除尘、脱硫设备运行的稳定性、安全性。导致排烟温度提升的原因有漏风、掺加冷风量、积灰等,针对排烟温度技术调整举措,需要先解决漏风问题,待温度降低至正常数值后,优化磨煤机冷风,发现负荷相同的情况下排烟温度降低。锅炉内部吹灰器的作用是维持受热面整洁性,优化传热效果。吹灰系统主要有锅炉本体受热面吹灰、空预器吹灰,其中锅炉本体内部包含 96 只炉膛吹灰器,设置于炉膛处,布置为四层。锅炉本体、空预器吹灰的蒸汽,都是通过低温再热器出口管道接出,处在BMCR 工况下,蒸汽温度是 518℃,压力是 5.96MPa(表压)。将吹灰蒸汽进行减压处理,分别进到吹灰器中,管路内部设置自动疏水点,锅炉吹灰则展开程序控制。由此发现,当吹灰效率提升,可以直接解决积灰问题,排烟温度升高,主要的影响因素为漏风、掺冷风量。所以,锅炉运行中要着重注意这两点问题,避免热损失增加。
5.2 不完全燃烧调整
        针对锅炉运行中燃烧调整工作的实施,如果出现不完全燃烧问题,建议调整煤粉细度。分离器挡板会对煤粉细度产生直接的影响,结合锅炉运行实践发现如果磨煤粉的细度较细,驱动端与非驱动端较粗,那么技术人员对分离器挡板进行调整,风管偏差也会随之降低。随着磨煤机出力的增加,在保证煤粉细度(15%-20%)的前提下,四根粉管煤粉细度的均匀性也会随之变好,同时对炉膛壁温偏差也有所帮助。
        同时进行变燃尽风调整,在机组负荷、氧量稳定的情况下,二次风挡板选择均等配风、正宝塔配风、倒宝塔配风。通过这三种方法测量 NOx,其中到宝塔配风排放的 NOx 含量相对较高,正宝塔配风排放 NOx 含量比较小。所以针对这两种配风方法展开综合分析,建议结合锅炉运行条件分别采用相适应的配风方式,以达到减小NOx 排放量的目的。
        采用这种综合配风的方法,技术人员检测脱销之前 NOx 排放平均值,会出现比较显著的变化。最后需要组织变氧量测试,将测试条件设置为 480MW 负荷段 , 燃烧方式选择高级复合分级低 NOx 燃烧技术,经过分析之后,发现煤粉燃烧过程中 NOx 生成机理,低 NOx煤粉燃烧系统可以减少挥发份氮向 NOx 的转化,搭建早期着火、使用控制氧量燃料 / 空气分段燃烧技术,便可以达到燃烧优化调整的目的。
6  结语
        为了提高火力发电厂的工作效率,必须严格控制锅炉的燃烧质量,必须充分调整电厂锅炉的燃烧问题。 这关系到企业的经济利益。 因此,在处理锅炉燃烧调节问题时,经常考虑节能和环保,必须同时考虑工作效率,电力工业的发展与这项技术有着密切的关系。

参考文献:
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[2]燃烧优化调整防止锅炉结焦[J].刘炜;王晓峰;霍英海;董威;杨俊杰.广西节能
[3]浅谈锅炉运行中燃烧优化调整问题[J]刘琳旭;?雷天昕.机电信息. 2020-05-25
2019-12-20
[4]600MW超临界燃煤锅炉燃烧调整试验研究[J].李辰飞;?王阳;?陈晓龙;?张家维. 节能与环保 2020-11-15

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