左涛
青岛顺安热电有限公司,山东省 青岛市 266109
摘要：为进一步提高火力发电的能力，对锅炉燃烧运行方式进行优化，充分提高能源的利用率，减少污染物排放的同时还能获得更好的社会效益。
关键词：电厂锅炉；燃烧；优化策略
引言
锅炉燃烧系统在当前的燃气电厂中属于重要内容及组成部分，并且在燃气电厂的实际运行中发挥着重要的价值及作用，因而需要保证该系统的合理应用。就目前的锅炉燃烧系统实际应用而言，为保证其能够实现更理想的应用，需要对各个方面进行优化，而锅炉燃烧系统可靠性的优化就是比较重要的一点。基于此，本文主要针对燃气电厂启动锅炉燃烧系统可靠性优化进行分析，从而为该系统的更有效应用提供基础及依据。
1锅炉概况
本文所研究的锅炉为某电厂600MW超临界对冲锅炉，型号是HG-1900/25.4-YM3。锅炉燃用设计煤种掺烧60%褐煤，煤质特性如表1所示
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2电厂锅炉燃烧中存在的问题
该锅炉掺烧褐煤之后出现结焦现象，再热器部分管壁温度出现超温。为解决该问题，运行期间进行了吹灰、运行下层磨、关小再热烟气挡板、关小燃尽风门开度和喷事故减温水等操作，但对壁温影响效果均不明显。为避免爆管等更大的损失，对锅炉进行了停炉检查。停炉冷却期间炉底捞渣机处出现大量焦块，停炉检查时发现屏式过热器管屏挂有大量焦块，拉稀管处也出现大量焦块，这表明炉内受热面沾污比较严重。焦块的外观主要为灰、红色酥松状，并伴随极少量晶体块。屏式过热器和末端再热器的结焦情况如图1所示
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图1屏式过热器和末端再热器结焦情况
根据现场结焦情况判断，再热器部分管壁结焦的主要原因是屏式过热器中下部及拉稀管挂焦，影响了烟气的流动分布，形成“烟气走廊”，使得再热器部分管屏吸热量大幅升高，最终出现超温现象。从结焦形态来看，炉膛出口烟气温度应介于软化温度ST和FT之间.为减缓屏式过热器和末端再热器过结焦现象。
3电厂锅炉燃烧运行的优化策略
对锅炉运行进行优化时，一方面是满足国家节能减排要求，另一方面企业为获得更多的利润、提高竞争能力。对锅炉进行优化时，主要目标在于可满足不同类型煤质的燃烧需求并提高锅炉设备的控制能力，使锅炉运行可处于自动化状态，由传统的粗放式管理模式转变为精细化管理模式。该电厂锅炉燃烧优化控制的基本原理：首先对锅炉的热力值进行试验，通过试验可确定运行参数，然后将参数输入至PID控制器内，最终由控制器操作锅炉燃烧，从而获得良好的排放效率。下面对具体的优化策略进行深入分析。
3.1调整锅炉燃料量控制
对投入到锅炉内的燃料量进行控制，需按照以下要求进行：操作人员应掌握锅炉机组在运行时负荷状态，根据负荷状态向锅炉内投放燃料；根据投放燃料量控制送风量；调整粉煤的投入量可提高燃料的燃烧效率；设立监控系统，实时监控锅炉的燃烧状态，将监测数据传输至中控设备，由中控设备发出指令使锅炉可保持在稳定的运行状态[2]。
3.2优化引风控制系统
对锅炉运行时风控制系统运行状态进行优化，主要优化引风控制系统，有助于锅炉保持在良好的运行状态。在建立引风系统过程中，应对锅炉燃烧时产生的负压进行测量，通过测量可以获得的数值充分发挥引风系统的优势，提高对锅炉内风量的控制，从而提高锅炉的燃烧效率。引风系统运行过程中，由炉膛内的负压监测装置对锅炉炉膛内的负压进行监测，将产生的监测信号传输至自动系统，系统会根据炉内负压进行调节引风量。当锅炉负荷增加时送风量增加，可自动调整引风机频率保证合适的炉膛负压，进一步保证锅炉运行稳定[3]。
3.3三次风喷口优化
通过调研煤科院节能技术有限公司锅炉低氮燃烧改造项目的工程实际案例，结合锅炉运行现状，确定了四次风改造方案，并在此基础上考虑煤粉强化燃烧的措施，将炉顶原有三次风喷口方向与火焰方向平行，改为直吹火焰中心，起到加强风粉混合和提供火焰中心燃烧所需氧量的作用。二次风与三次风共用一个鼓风机，通过分配箱的方式将二次风和三次风分流，从不同的方向和方式进入炉膛。此次三次风喷口优化，不改变风量，不改变位置，只改变三次风的喷口方向。由原来的三次风进风口与二次风同向喷吹，改为垂直90°直吹火焰中心。喷口距燃烧室出口端面约850mm，弯头后接变径口，三次风水平喷出进入炉膛，与炉膛火焰垂直，喷口延长线交于燃烧器中心，同时提高了喷口风速，三次风喷口伸入炉膛部分采用不锈钢材质。改造后通过运行参数的优化调整，可以对降低NOx初始排放下降具有辅助作用。改造后三次风布置及接口示意图如图2、图3：通过本次三次风喷口改造，直吹火焰中心，具有以下优点：（1）可以加粗炉膛火焰，增强火焰在炉膛截面方向上的扩散，使得火焰在炉膛内更加饱满；（2）可减少火焰内燃料分层的现象，起到强化燃烧的作用；（3）可降低燃烧器出口火焰速度，三次风直冲中心，起到加强燃料混合的作用，炉膛上部横切面温度更均匀，且炉膛上部温度明显提高，炉膛温度提高约50℃。3.2SNCR喷口优化图5中所示从上至下分
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3.4选择多元化启动锅炉故障分析方法
在启动锅炉出现跳闸的状况下，在燃烧控制器中会显示相关故障信息，而这些故障信息所显示的都是一些故障代码。在实际操作过程中，当有故障代码出现时，需要对比相关报警信息再次实行排查，而由于目前的故障分析手段比较少，可将相关压力测点适当增加，并且实现画面的实时显示。具体而言，主要有以下两个方面：第一，在燃烧器的调压阀前后，需要增加压力变送器，这样一来，在压力波动比较大的状况下，调压阀可能会有跳闸关闭情况出现，并且燃烧器可能会发生熄火，就可以判断出燃烧器发生熄火是不是由于调压阀存在问题；第二，在燃烧器的关断阀间及阀后，增加压力变送器，其目的就是对关断阀泄漏情况进行检测，这样也就可以对启动初期由于阀门引起的检漏故障实行判断，也就可以对故障进行更有效分析[4]。
3.5优化飞灰中可燃物浓度
锅炉在燃烧期间，燃料燃烧会产生较多未能充分燃烧的可燃物质，使锅炉内飞灰中含有较多的可燃物，其会影响锅炉的燃烧效率。锅炉飞灰中可燃物含量较高，一方面是制粉系统运行效率较低、未能对燃料进行充分的粉碎，另一方面锅炉内的风量控制存在问题，锅炉内未能处于充分燃烧状态，可燃物含量不断提高。优化飞灰中可燃物浓度需对锅炉内的飞灰可燃物进行测量，在测量的同时，协调锅炉燃烧过程与送风量间的关系，使二者保持在合适的状态[5]。
结束语
在热电电厂锅炉燃烧过程中，为提高能源的利用率，使发电过程安全稳定的进行，对锅炉燃烧运行进行合理的优化，通过调整锅炉燃料量控制、引风量控制在合理的范围内，同时提高燃料的燃烧面，使锅炉内保持充分的燃烧状态，进一步减少烟气产生的热损失，从而提高锅炉的燃烧效率。
参考文献：
[1]杜鸿飞.智慧电厂发展现状及在某厂的具体应用分析[J].电气时代,2020(12):29-31.
[2]臧春华,潘宇.电厂锅炉燃烧优化及应用[J].山东化工,2020,49(15):127-129.
[3]李强,高勇,朱建国,褚红绢,蔡兵,侯卫锋,刘文烈.电厂智能化管控技术研究与应用[J].热力发电,2019,48(10):15-21.
[4]陈泽岳.粒子群优化算法在电厂锅炉燃烧控制中的应用[D].华北水利水电大学,2018.
[5]刘千.电站锅炉燃烧优化控制与状态诊断的研究[D].华北电力大学(北京),2016.