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1、,西安热工研究院有限公司二一年八月,锅炉燃烧系统运行优化调整技术,主讲人：张广才,目 录,一、锅炉燃烧系统运行优化调整目的二、锅炉燃烧系统优化调整技术现状三、通过燃烧优化调整提高锅炉运行经济性途径四、通过燃烧优化调整提高锅炉运行安全技术途径五、锅炉燃烧优化调整试验内容,一、锅炉燃烧系统运行优化调整目的,首先满足外界电负荷需要的蒸汽数量和合格的蒸汽品质的基础上，保证锅炉安全、经济和环保运行，具体归纳为：1.1.提高锅炉运行经济性应通过运行优化调整尽量减少各种损失，以提高锅炉的效率；优化配煤方式提供锅炉运行经济性；同时保证锅炉正常稳定的汽压、汽温和蒸发量，减少再热器减温水的流量等，以提高整个机组热
2、效率。,一、锅炉燃烧系统运行优化调整目的,主蒸汽温度每降低10，影响发电煤耗约0.93 g/kWh；再热蒸汽温度每降低10，影响发电煤耗约0.75g/kWh。过热器减温水流量每增加10t/h，影响发电煤耗约 0.080.12 g/kWh；再热器减温水流量每增加10t/h，影响发电煤耗约0.520.63 g/kWh。,1.2.通过燃烧优化调整提高锅炉运行的安全性提高锅炉运行的稳定性；使得锅炉燃烧完全火焰均匀充满炉膛，防止锅炉运行火焰偏斜；减少水平烟道出口烟温偏差;减少水冷璧周围产生还原性气氛；减少锅炉结渣、防止烧损燃烧器;避免水冷壁、过热器、再热器不超温等。,一、锅炉燃烧系统运行优化调整目的,1
3、.3.最大限度减少燃烧过程污染物排放量。,主燃烧区域采用低于的过剩空气系数，保持还原性气氛，在燃尽风口送入平衡风，达到完全燃烧。在最上层燃烧器上设置燃尽风口，组织全炉膛的分级燃烧，进一步降低NOx生成。,二、锅炉燃烧系统优化调整 技术现状,我国火力发电厂大多以煤为主要燃料；近年来由于电煤供应较为紧张，锅炉燃煤变化较为频繁，实际燃用煤种常常偏离设计值,直接影响锅炉运行的经济性和安全性；现有供煤及配煤系统存在许多不完善之处，加之电站燃用煤质难以得到保障；随着超临界、超超临界机组的投运，对锅炉燃烧运行优化提出更高的要求。,二、锅炉燃烧系统优化调整 技术现状,目前我国火力电厂锅炉运行中，设备的实际制造
4、、安装和运行方式存在缺陷；监控参数存在偏差、负荷变化频繁；优化调整试验间隔较长等原因；燃烧系统多种多样；锅炉燃烧达不到最佳工况的现象，需要通过燃烧优化运行调整，提高锅炉热效率，降低机组煤耗。,切圆燃烧方式,墙式切园燃烧示意图,W火焰燃烧方式,无烟煤这种反应特性极低的煤种（可燃基挥发分低于10%），采用“W”火焰的燃烧方式，通过提高炉膛的热负荷，延长火焰行程等手段来获得满意的燃烧效果。,前后墙对冲燃烧方式,沿炉膛宽度方向热负荷分布均匀过热器、再热器区炉宽方向的烟温分布更加均匀 燃烧器具有自稳燃能力,二、锅炉燃烧系统优化调整 技术现状,采用单因素法进行锅炉燃烧优化调整试验：寻求合理的一、二次风配比
5、、风煤比的配比及及过剩空气系数等；寻求较佳配煤和上煤方式；通过试验调整较佳的煤粉细度；确定锅炉燃烧系统的最佳运行参数；提供不同负荷及煤种下过剩空气系数曲线、风煤比曲线等。用以指导锅炉优化运行。,二、锅炉燃烧系统优化调整 技术现状,采用锅炉燃烧系统监测仪表参数进行优化调整：运行人员监控风粉浓度、一次风速、烟气含氧量、飞灰含碳量在线检测、煤质成分在线检测等参数调节锅炉燃烧；目前电厂安装的燃烧参数测量仪表运行的稳定性和可靠性普遍较差，测量不准确，同时检修维护及管理的不到位；影响了锅炉燃烧优化产品的功能发挥。,三、通过锅炉燃烧优化调整提高 锅炉运行经济性途径,3.1 锅炉的热平衡 100=(ql+q2
6、+q3+q4+q5+q6)式中：q1锅炉有效利用热量占输入热量的百分数；q2排烟热量损失占输入热量的百分数；q3化学不完全燃烧热量损失占输入热量的百分数；q4机械不完全燃烧热量损失占输入热量的百分数;q5锅炉散热热量损失占输入热量的百分数；q6灰渣物理热量损失占输入热量的百分数。,三、通过锅炉燃烧优化调整提高 锅炉运行经济性途径,3.2、锅炉热效率=100-(q2+q3+q4+q5+q6)=q1 从锅炉热平衡方程式计算式可知:锅炉运行中如能减少这些热损失，就能提高锅炉的有效利用热量，也就能提高锅炉的效率与运行经济性。,3.3.通过燃烧优化调整降低各项热损失的技术措施,（1）影响锅炉排烟热损失因
7、素（q2)排烟热损失主要取决于排烟温度与排烟氧量（过剩空气系数）排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的（5%7%）;排烟温度每升高10.排烟损失约增加0.50.7）;机组发电煤耗升高约1.7 2.2 g/kWh。过高的排烟温度，对锅炉后电除尘及脱硫设备的安全运行也构成威胁。,烟气余热利于系统图,1.1 排烟温度升高的主要原因,1）漏风对排烟温度影响;2）掺冷风量对排烟温度影响;3）受热面积灰引起排烟温度升高;4）空预器入口风温高引起排烟升高;5）受热面布置原因引起排烟温度升高;6）煤质变差引起排烟温度升高。,1）漏风对排烟温度影响,原因分析：漏风是指炉膛漏风、制粉系统漏风及烟道漏风，是排烟温度升高
8、的主要原因之一炉膛出口过量空气系数可表示为：=+1+2+3 式中：送风系数；1炉膛漏风系数；2制粉系统漏风系数；3烟道漏风系数。由上式知道，保持不变，当漏风系数=1+2+3 升高时，则送风系数下降，即通过空预器的送风量下降，排烟温度升高。,1）漏风对排烟温度影响,减少漏风采取技术措施：针对锅炉本体及制粉系统的查漏和堵漏工作；炉底水封槽和炉顶密封；在运行时，随时关闭各看火门孔；尽量调整炉膛负压及钢球磨煤机入口负压控制的较低水平等；经验表明，通过漏风综合治理可降低排烟温度约下降23。,炉底漏风治理对排烟温度影响示例,某超临界机组投产后排烟温度较高；通过针断发现炉底漏风较大；500MW负荷试验工况排
9、烟温度（修正后）为134.99；炉底漏风治理后，520MW负荷试验工况排烟温度（修正后）为121.55；基本相同负荷下炉底漏风治理后，排烟温度下降约15左右；锅炉效率提高约0.8%。,2）掺冷风量对排烟温度影响,原因分析：目前国产锅炉机组，往往在设计时认为进入炉膛的风量中，除炉膛及制粉系统漏风外，其他风均通过预热器。实际上制粉系统在运行时，为了协调锅炉燃烧需要的一次风速和磨煤机风量，往往要掺入部分冷风，以保持一定的磨煤机出口温度，使通过预热器的风量小于设计值，因而导致排烟温度升高。,2）掺冷风量对排烟温度影响,运行控制磨煤机出口温度偏低按照电站磨煤机及制粉系统选型导则(DL/T 466-200
10、4)规定的磨煤机出口温度，见表1。锅炉设计时热风温度的选择主要取决于燃烧的需要;所选定的热风温度往往高于所要求的磨煤机入口的干燥剂温度，因此要求在磨煤机入口前掺入一部分温度较低的介质;运行中磨煤机出口温度控制的越低，则冷一次风占的比例越大，即流过空预器的风量流量降低，这样引起排烟温度升高。,2）掺冷风量对排烟温度影响,表1 磨出口最高允许温度值,2）掺冷风量对排烟温度影响,一次风率偏高磨煤机实际运行中，由于磨煤机入口风量测量的不准确，为了保证磨煤机运行安全，风煤比曲线运行控制往往偏离了设计值，如按设计RP923型磨煤机出力35t/h时风量为72t/h，实际运行中达到85t/h，风量相差13t/
11、h,在保持一定的磨煤机出口温度下，一次风量越大，则其中冷一次风量也增大，这样将会造成送风量的降低，从而导致排烟温度升高。,2）掺冷风量对排烟温度影响,采取技术措施(1)目前许多电厂煤质下降,磨煤机出口温度的提高是有一定潜力的。可适当提高一次风风粉混合物的温度，减少冷风的掺入量。(2)设计合理的风粉比曲线，应定期校验一次风量的测量系统，防止因测量误差导致磨煤机实际运行中一次风量偏大。但一次风率控制太低，易造成一次风管内积粉造成堵管与出现烧喷嘴的故障，因此，要根据原始设计及设备的具体状况、运行煤种来决定磨煤机不同出力下的风煤比。同时满足磨煤机干燥出力和锅炉燃烧要求的一次风速，应控制最低一次风风速不
12、低于18m/s。,2）掺冷风量对排烟温度影响,示例1：某电厂超超临界机组锅炉排烟温度实际运行值超过了设计值10以上；习惯投运5台磨煤机，而另外备用磨煤机的冷风门开度经常在30%左右，同时磨煤机出口一次风管隔绝门全开，实测备用磨煤机对应冷风量约7080t/h左右；通过调整对比。结果见表2，磨煤机出口隔绝门全开，入口冷风门开30%时,锅炉排烟温度为136.43，磨煤机出口隔绝门全关后，在同样负荷下排烟温度为133.72，比全开时排烟温度降低了2.71，因此在运行调整中不能忽视一些设备的缺陷。将磨煤机出口温度提高7，通过试验排烟温度下降了2。见表3。,2）掺冷风量对排烟温度影响,表2 磨煤机出口隔绝
13、门开关前后对排烟温度影响,2）掺冷风量对排烟温度影响,表3 磨煤机出口温度变化对排烟温度影响,2.研究路线,通过对制粉系统运行状况以和目前燃烧煤种的分析，以及必要的调研，并针对性开展现场试验。找出影响磨煤机出力和细度的因素，提出提高制粉系统出力和降低煤粉细度的可行性技术方案和技术措施。,3）受热面积灰引起排烟温度升高,原因分析 受热面积灰指锅炉受热面积灰、结渣及空预器传热元件积灰，锅炉受热面积灰将使受热面传热系数降低，锅炉吸热量降低，烟气放热量减少。空预器入口烟温升高，从而导致排烟温度升高；空气预热器堵灰则使空气预热器传热面积减少，也将使烟气的放热量减少，使排烟温度升高。减少漏风采取技术措施：
14、各个电厂普遍存在煤质变差，发热量下降灰分增加问题，运行中在汽温保证的前提下优化吹灰，确保吹灰器运行正常，将空气预热器压差控制在合理范围。,4）空预器入口风温高引起排烟升高,在夏天，空气预热器入口风温高，空气预热器传热温差小，烟气的放热量就少，从而使排烟温度升高。同时制粉系统需要的热风减少，流过空预器的一次风减少，排烟温度升高，这属于环境因素，是难以克服的，若增加过多的受热面，降低空预器入口烟温，则冬季时，排烟温度会低于露点值，为防止空预器低温腐蚀，必须投入暖风器，来提高排烟温度，这样，辅汽损失会增大，所以要根据环境温度变化的规律，综合考虑设计布置受热面及暖风器。除环境温度影响外，个别厂热风再循
15、环关闭不严密引起排烟温度升高。,5）受热面布置原因引起排烟温度升高,由于锅炉设计时，对炉膛沾污系数估算不准，使得受热面布置不合理，或者是由于结构不佳造成受热面吸热不足，导致空预器入口烟温偏高，从而使得排烟温度升高，这需要重新进行设计校核计算，必要时可采取增加省煤器管排，或将省煤器由光管式改为鳍片式，增加省煤器的吸热量，降低空预器入口烟温。,600MW超临界锅炉设计引起排烟温度变化东方锅炉厂采用日立公司技术，锅炉运行平稳，但排烟温度约高1020；哈尔滨锅炉厂采用三菱技术，排烟温度约高1020；上海锅炉厂采用阿尔斯通技术，排烟温度基本正常，但个别再热器超温。,6）煤质变差引起排烟温度升高,煤质变差
16、水分、灰分增大，发热量降低，燃料消耗量增大，烟气量增大。加强燃料采购与配煤管理，控制燃煤质量，尽可能接近设计煤种。,通过以上分析，影响排烟温度因素中与锅炉燃烧调整有关主要有漏风、掺冷风量与受热面积灰，因此在运行中要加强调整，最大限度的降低排烟热损失。,排烟温度升高的主要原因,1）漏风对排烟温度影响;2）掺冷风量对排烟温度影响;3）受热面积灰引起排烟温度升高;4）空预器入口风温高引起排烟升高;5）受热面布置原因引起排烟温度升高;6）煤质变差引起排烟温度升高。,1.2、通过燃烧调整确定最佳过剩空气系数,过剩空气系数对排烟损失也影响较大；q2将随过剩空气系数的增加而增大，而q4却随增大而降低；最合理
17、的过剩系数，应使q2、q3、q4之和为最小；被称为最佳过剩空气系数。,过剩空气系数对经济性影响,在稳定负荷与煤种下进行；调整试验期间不进行吹灰，调整试验值可在炉膛出口的设计值附近选3-4个值进行；试验时保持一次风量不变；通过调整送风机的开度改变过剩系数值；反平衡获得不同工况下的锅炉效率，并在不同负荷下进行过剩空气系数的调整，最终获得不同负荷下最佳过剩空气系数曲线；如果锅炉燃烧不同煤种时要进行不同煤种过剩空气系数的调整。,1.2、通过燃烧调整确定最佳过剩空气系数,示例2 表4 不同负荷下氧量调整对锅炉效率的影响,续表4 不同负荷下氧量调整对锅炉效率的影响,1.2、通过燃烧调整确定最佳过剩空气系数
18、,（2）影响机械不完全燃烧热损失因素（q4）,机械不完全燃烧热损失通常仅次排烟热损失；一般约占0.5%5%，主要取决于灰渣可燃物含量；灰分含量约20%、发热量约22 MJ/kg时，通常cf每增加1个百分点，q4损失增加约0.30.4个百分点，锅炉热效率降低约0.30.4个百分点；机组发电煤耗升高约1.01.3 g/kWh。,2.1 降低灰渣可燃物含量的主要对策,加强燃料采购和配煤管理工作，定期对入炉煤、煤粉、飞灰和大渣进行取样与化验分析，指导运行调整。安装在线检测装置，提高锅炉运行操作指导的实时性、准确性。定期进行制粉系统与燃烧系统运行优化，确定经济煤粉细度与最佳炉膛出口过剩氧量。提高制粉系统
19、设备的检修维护质量，进行必要的技术改造，确保达到需要的煤粉细度，降低一次风管出口煤粉浓度的偏差值。,2.2 经济煤粉细度的调整,经济煤粉细度定义：经济煤粉细度是指使锅炉的不完全燃烧损失与制粉系统电耗之和，即（q4+qzf）为最小的煤粉细度。其中：制粉单耗qzf（%）按下式整理成与q4损失相当的热量损失。qzf=2930bPzf/BQr 式中 b本电厂的标准煤耗g/(kWh)；B入炉煤量，kg/h;Pzf制粉系统总电耗，kW。,2.2 经济煤粉细度的调整,煤粉细度选取：根据中华人民共和国电力行业标准大容量煤粉锅炉炉膛选型导则（DL/T 831-2002），煤粉细度按下式选取：R90K0.5nVd
20、af 式中:K系数，Vdaf25%的煤质，K4；Vdaf15%25%的煤质，K2；Vdaf15%的煤质，K0。,2.2 经济煤粉细度的调整,经济煤粉细度的选取考虑因素：煤的燃烧特性。一般来说，挥发分高、灰分少、发热量高的煤燃烧性能好，煤粉细度可以放粗；燃烧方式、炉膛的热强度和炉膛的大小。炉膛的热强度高及大炉膛时，煤粉细度可以放粗；煤粉的均匀性系数。均匀性好煤粉细度可以放粗。,2.2 经济煤粉细度的调整,经济煤粉细度经验选取：由于考虑到制粉单耗qzf试验比较复杂，较简单的方法是只测量飞灰可燃物的Cfh与R90的关系。如图4.2所示，在R90较小时，随着R90的增加，Cfh变化比较平缓，但超过某一
21、值后（图中C点），Cfh迅速增大，可以将此转折点作为经济细度的估计值。,2.2 经济煤粉细度的调整,图4.2 飞灰可燃物与煤粉细度的关系 通过调整，获得煤粉细度与粗粉分离器挡板开度(或转速)之间的具体关系，以便向运行人员提供运行中控制煤粉细度。如果煤种发生变化可适当调整。,2.2 经济煤粉细度的调整,示例3某厂机组投产以来锅炉飞灰可燃物偏高，基本处于8%15%之间。煤粉细度R90从11%调整到5%，飞灰由燃烧调整前的8%15%下降到调整后的4%-8%，锅炉效率由调整前的85%-86%上升至88%以上，初步估算可使煤耗下降56g以上。,(3)影响化学不完全燃烧热损失因素,化学不完全燃烧热损失是指
22、排烟中残留的可燃气体，如C0、H2、CH4等未放出其燃烧热而造成的损失；在煤粉炉中，q3一般不超过0.5；根据燃料性质和燃烧方式，控制合理的过剩空气系数，是运行调整减少q3的主要措施。,(4)影响散热损失因素（q5),散热损失的大小，主要决定于：锅炉容量；锅炉外表面积；炉墙结构、管道保温；周围的空气温度等。,(5)影响灰渣物理热损失q6因素,它的大小与燃料的灰分、炉渣占总灰量的份额、排渣方式以及炉渣温度等因素有关。液态排渣炉，由于其排渣量和排渣温度均大于固态排渣炉，故此项热损失就要比固态排渣炉大。事实上，液态排渣炉的q6必须考虑，对于固态排渣煤粉炉，当燃煤的折算灰分小于10%，可以忽略灰渣物理
23、热损失，只有当燃用高灰分煤时考虑计入q6。,四、通过燃烧优化调整提高 锅炉运行安全技术途径,4.1、提高锅炉低负荷燃烧稳定性；4.2、通过燃烧调整减少锅炉炉膛结渣；4.3、通过燃烧调整减轻水冷壁的高温腐蚀；4.4、通过燃烧调整减轻受热面超温爆管。,4.1提高锅炉低负荷燃烧稳定性,影响燃烧稳定性因素：燃烧不稳，是一个复杂的过程，目前由于电煤供应比较紧张，电厂来煤不稳定，均影响锅炉燃烧稳定性，有时甚至造成锅炉灭火，锅炉燃烧稳定是限制机组最低负荷的关键因素，低负荷时由于炉膛火焰温度下降，煤粉着火困难，火焰稳定性差，易熄火，如果处理不当，就会引发炉膛爆炸事故。由于燃烧稳定性差需要投大量助燃油，也影响锅
24、炉经济性。,4.1提高锅炉低负荷燃烧稳定性,引起燃烧不稳或灭火具体情况：变负荷运行时，由于风粉配合不当，引起燃烧不稳或灭火由于低负荷运行时，容易产生下粉不均，风粉配合不协调，引起燃烧不稳灭火；煤质突变，打破风粉平衡的燃烧状态，引起燃烧不稳灭火；由于锅炉燃烧设备损坏，如燃烧器烧损或磨损等，引起空气动力场破坏产生燃烧不稳。由于锅炉结焦，炉膛打焦坠落，冲击火焰而灭火。,4.1提高锅炉低负荷燃烧稳定性,提高锅炉低负荷燃烧稳定性设备改进措施：通过多种稳燃措施来改进燃烧稳定性，采用新型钝体燃烧器船型燃烧器稳燃技术预燃室稳燃技术以大速差射流稳燃技术反吹系统燃烧技术煤粉浓淡燃烧技术等对于貧煤或无烟煤，增加卫燃
25、带。,4.1提高锅炉低负荷燃烧稳定性,通过燃烧调整方式提高锅炉燃烧稳定性措施：主要技术通过合理组织一、二次风速、降低一次风速；依据不同煤种采取不同配风方式；提高煤粉煤粉浓度及煤粉细度等；在低负荷或煤质变差时，提高各个燃烧器风粉均匀性与功率等。,4.1提高锅炉低负荷燃烧稳定性,4.1提高锅炉低负荷燃烧稳定性,示例4：设计燃用混贫煤，实际燃烧掺烧无烟煤；曾出现过多次炉膛灭火和负压波动较大的情况；为了提高该炉燃烧稳定性；主要调整了二次风配风方式与一次风的调平等，同时进行综合调整对比分析，提出设备的整改措施；通过燃烧优化调整，在同样负荷下锅炉炉膛火焰平均温度提高了5581；调整后炉膛负压波动较小，锅炉
26、未发生灭火现象，燃烧不稳引起投助燃油大大减少。,4.2、通过燃烧调整减少锅炉炉膛结渣,锅炉炉膛结渣危害炉膛结渣使得水冷壁的传热热阻增加，水冷壁吸热不足，严重时导致锅炉出力下降，降低负荷运行；炉内换热下降，炉膛出口烟温升高，导致主蒸汽和再热蒸汽温度升高，减温水量剧增，主蒸汽和再热蒸汽管壁温度超温;燃烧器结渣时，炉内空气动力场受到影响。甚至导致跨焦引起炉膛灭火，严重时大的焦块甚至会阻塞灰斗，被迫停炉打焦。,4.2、通过燃烧调整减少锅炉炉膛结渣,水冷壁结渣 冷灰斗结渣,4.2、通过燃烧调整减少锅炉炉膛结渣,影响锅炉结焦的因素:锅炉燃烧煤质；燃烧方式及炉膛出口温度的选择、炉膛结构、炉膛热负荷及燃烧器区
27、域热负荷的选择；炉内空气动力场、其它运行工况的变化等。,4.2、通过燃烧调整减少锅炉炉膛结渣,通过燃烧调整减少锅炉结焦措施:（1）一次风速和风温合理控制;（2）控制合理的炉内过剩空气系数;（3）组织良好的炉内空气动力场;（4）合适的煤粉细度;（5）四角煤粉浓度应尽量均匀;（6）合理分配燃烧器的热负荷;（7）燃料风的利用（四角切圆燃烧器）;（8）掺烧不同煤种。,4.2、通过燃烧调整减少锅炉炉膛结渣,一次风燃烧器火花示踪轨迹,二次风燃烧器火花示踪轨迹,4.2、通过燃烧调整减少锅炉炉膛结渣,示例5:设备状况：某电厂超临界600MW机组，锅炉四角切园燃烧方式，设计燃用神木石圪台烟煤，制粉系统配备了6台
28、HP-943型碗式中速磨煤机，采用正压直吹系统。燃烧器的特点为：二次风射流向水冷壁方向偏转了220，在炉内形成了一次风在内二次风在外的“风包煤”不等切园方式，以防止炉膛水冷壁结焦。一次风喷嘴采用了ABB/CE开发的宽调节范围的固定分叉式煤粉喷嘴（WR型）具有水平隔板，在喷嘴出口形成浓相和稀相两股气流，径向浓淡燃烧方式具有易于着火和稳定燃烧的优点。尽管设计考虑锅炉结焦因素，但由于设计煤种为易结渣煤种，使得炉膛温度升高了，炉膛水冷壁结焦严重。67,4.2、通过燃烧调整减少锅炉炉膛结渣,通过全面分析燃烧调整采取如下措施：调整辅助风和燃料风的比例关系，适当增加燃料风的比例，控制炉内空气量，将炉膛出口氧
29、量进行了重新标定，并在额定负荷下由3.3%提高到3.8%左右。对一次风量进行了重新标定，保证一次风速在25m/s范围内，对一次风偏差进行重新调平，保证一次风速偏差控制在5%范围内。,4.2、通过燃烧调整减少锅炉炉膛结渣,限制单台磨出力不超过48t/h,规定600MW负荷为5台磨运行，500MW为4台磨运行，350MW为3台磨运行。针对主要来煤为神木煤和大同煤，有部分神华配煤、准格尔煤、兖州煤等。进行分仓上煤，此项措施对防止结焦作用较大。加强锅炉吹灰，对损坏的吹灰器进行了及时检修，保证水冷壁和过热器、再热器表面基本干净。上述措施有效防止锅炉结渣，提高锅炉运行安全性。,4.2、通过燃烧调整减少锅炉
30、炉膛结渣,示例6:设备状况：某电厂锅炉，设计燃用贫煤；采用五台HP863型中速磨正压直吹式制粉系统，水平浓淡直流燃烧器，四角切圆燃烧，固态排渣，机组投产后不久，锅炉水冷壁，尤其是卫燃带上出现了较为严重的结渣现象，特别是在燃用较高发热量的煤种时渣块有熔融现象出现。炉膛内的渣块落下时不仅会引起炉膛负压的波动，严重时导致炉膛灭火，而且大块的渣还会砸坏冷灰斗，影响捞渣机正常的运行。,4.2、通过燃烧调整减少锅炉炉膛结渣,示例6:调整具体措施：燃烧调整试验就围绕着如何降低燃烧温度，降低火焰中心温度，改变火焰中心的位置，使其偏离卫燃带，从而减少卫燃带上的结渣而展开。为了达到这个目标，进行了以下一些调整工作
31、：（1）将所有磨煤机出口分离器挡板全关，（2）提高锅炉运行氧量，由原先的4%左右提高到5%，以降低燃烧温度。,4.2、通过燃烧调整减少锅炉炉膛结渣,示例6:（3）调整燃烧器摆角，下两层一次风（A、B磨）及其上下二次风全部下倾10，上两层一次风（E、D磨）及其上下二次风全部上仰15，中间的一次风（C磨）及其上下二次风不动，仍保持水平。（4）二次风配风方式采用所谓的“正宝塔”方式；而燃烧器负荷分配采用“倒宝塔”方式，降低燃烧温度。（5）降低一次风速。喷口一次风速由30m/s降低到设计值附近（26m/s）。,4.2、通过燃烧调整减少锅炉炉膛结渣,示例6:调整效果：通过燃烧调整火焰中心平均可视温度降低
32、了125，炉膛内可视最高温度降低了90，燃烧器区域平均可视温度降低了105，炉膛整体平均可视温度降低了37；锅炉排烟温度降低了10左右；。从燃烧调整前后结渣图片可以看出卫燃带上结渣情况得到明显减轻。,4.2、通过燃烧调整减少锅炉炉膛结渣,燃烧调整前 燃烧调整后,4.2、通过燃烧调整减少锅炉炉膛结渣,燃烧调整前 燃烧调整后,4.3、通过燃烧调整减轻水冷壁的高温腐蚀,水冷壁高温腐蚀形成原因：水冷壁高温腐蚀的区域通常发生在燃烧器中心线位置标高附近，结渣不结渣的锅炉均有可能发生，统计表明燃用貧煤锅炉较易发生，一般均发生在向火侧。凡是腐蚀严重的锅炉水冷壁，在相应腐蚀区域的烟气成分中发现还原性气氛（一氧化
33、碳含量高）和含量较高的H2S气体。并有未经过燃烧的煤粒子飞向炉管表面时造成。未经过完全燃烧的煤粒子释放挥发分和氯化物，对金属产生硫化作用加速腐蚀。燃料中如果含有氯化物也使得管损耗的一个重要原因。煤中含氯量增加，其对低合金钢的腐蚀率也随之增加，如果含氯量达到0.6%，将造成高的腐蚀率。,4.3、通过燃烧调整减轻水冷壁的高温腐蚀,水冷壁高温腐蚀采取技术措施：应从入炉煤变化进行查证，分析入炉煤含硫量的变化，加强配煤；对发生水冷壁区域的燃烧器进行全面检查和检修；对易腐蚀减薄部位的水冷壁进行热喷涂工艺；也可采用侧边风技术。改善水冷壁表面气氛。,4.3、通过燃烧调整减轻水冷壁的高温腐蚀,锅炉燃烧调整方面改
34、善措施：除进行煤种和设备改进外，从锅炉燃烧调整改善壁面气氛：（1）保持不致太小的炉膛过剩空气系数，避免水冷壁附近出现局部还原性气氛。（2）尽可能使煤粉颗粒的激烈燃烧在喷嘴出口附近或炉膛中心进行。（3）通过锅炉燃烧调整合理分配燃烧器负荷，以控制燃烧器区域的热流密度和单只燃烧器功率，降低炉膛内局部火焰最高温度。,4.3、通过燃烧调整减轻水冷壁的高温腐蚀,锅炉燃烧调整方面改善措施：（4）在磨煤机出力能够满足锅炉负荷要求的条件下，可适当降低煤粉细度，有利于煤粉充分燃烧，减轻火焰冲墙和壁面附近的燃烧强度；（5）合理调整一次风风速，对于直流燃烧器，适当增加一次风风速有利于防止气流偏转；但对于旋流燃烧器若一
35、次风速过大，会导致燃烧推迟，并在中间激烈燃烧，导致气流在两侧墙处产生较大的回流，使煤粉火焰刷墙，形成了高温腐蚀的良好条件。,4.3、通过燃烧调整减轻水冷壁的高温腐蚀,示例7:设备状况：某电厂锅炉为哈尔滨锅炉厂制造，锅炉主要存在问题是:水冷壁腐蚀较为严重，为了减轻和缓解水冷壁的腐蚀，对锅炉进行燃烧调整，主要通过空气动力场试验。过剩空气系数调整、配粉方式调整，投磨方式调整、一、二次风配比调整、煤粉细度调整等。,4.3、通过燃烧调整减轻水冷壁的高温腐蚀,调整效果：通过燃烧优化调整，CO有所下降，特别是前墙、后墙、左墙一氧化碳有明显下降。优化调整结果对比见表6，通过调整缓解了水冷壁高温腐蚀。,表6 锅
36、炉燃烧调整前后一氧化碳对比,续表6 锅炉燃烧调整前后一氧化碳对比,4.3、通过燃烧调整减轻水冷壁的高温腐蚀,示例7:设备状况：某厂锅炉为B&W-1025/18.44-M的自然循环锅炉，设计煤种贫煤，墙式燃烧方式。投产后锅炉燃用的实际煤种和设计煤种的特性差异较大；煤的含硫量设计煤种不足1%，实际煤种则高达2.8%；燃烧器区域两侧墙的中部水冷壁管壁大多数管壁因高温腐蚀而减薄，水冷壁壁厚由原来的6.5mm减薄到，并由此导致水冷壁爆管。,4.3、通过燃烧调整减轻水冷壁的高温腐蚀,某电厂水冷壁腐蚀管,4.3、通过燃烧调整减轻水冷壁的高温腐蚀,示例7:调整目的：（a）通过壁面气氛测量确认管壁减薄的原因；（
37、b）通过燃烧调整及对应工况壁面气氛测量分析运行因素的影响；确定有利于改善壁面气氛的最佳运行工况；（c）通过燃烧调整及对应工况壁面气氛测量，结合燃烧器结构及布置研究、贴壁风的布置，提出缓解和解决该炉高温腐蚀问题的技术方案。,4.2、通过燃烧调整减少锅炉炉膛结渣,示例7:具体进行如下调整改善壁面气氛：（1）外二次风旋流风门全关不合理，是造成壁面还原性气氛的重要运行因素之一，通过外二次风旋流风门调整，可有效改善壁面气氛。（2）煤粉粗是引起壁面气氛恶化的重要因素之一，调整试验结果证明，煤粉细度粗，还原性气氛恶劣范围扩大。,4.3、通过燃烧调整减轻水冷壁的高温腐蚀,示例7:（3）氧量不足，壁面气氛明显恶
38、化，由于引风机出力原因，影响锅炉送风。导致过剩空气系数偏小；（4）采用均等配风方式可改善水冷壁壁面气氛。通过上述燃烧调整有效抑制壁面还原性气氛的产生，改善了锅炉壁面气氛，缓解水冷壁高温腐蚀。,4.4、通过燃烧调整减轻受热面超温爆管,(1)受热面超温爆管及产生原因水冷壁、过热器、再热器和省煤器“四管”爆漏事故在全厂事故及非计划停运中占有很大的比重，是影响机组安全稳定运行的主要原因之一；引起原因既有设计方面的原因，又有制造、安装、运行及检修等方面的原因；尤其过热器、再热器的超温爆管问题是我国电站锅炉存在的带有普遍性的问题；大容量锅炉尤为突出,并且随锅炉容量增大，超温爆管事故呈增多趋势，严重影响锅炉
39、运行安全性。,4.4、通过燃烧调整减轻受热面超温爆管,(2)受热面超温对经济性影响 某电厂为了避免发生过热器、再热器超温爆管，不得不降温510运行，而主蒸汽温度和再热蒸汽温度每降低10，机组的供电煤耗增加约0.930.72g/(kWh),4.4、通过燃烧调整减轻受热面超温爆管,(3)防止过热器、再热器超温爆管采取的技术措施燃烧器反切 将三次风或部分一次风、二次风与主体射流反切，是削弱炉膛出口气流残余旋转，降低烟温偏差的有效手段。材料升级 将容易爆管的部位的受热面材料升级，用T91、TB304等更高档的耐热合金钢取代或部分取代原合金钢材料。,4.4、通过燃烧调整减轻受热面超温爆管,(3)防止过热
40、器、再热器超温爆管采取的技术措施汽温与璧温的监督为了监测过热器和再热器的工作和可靠性，控制管壁温度，分析过热器和再热器出口汽温偏差的原因，运行中必须监测左、右主蒸汽温度（再热器温）整体不超温，按照调整好的出口温度报警值进行监督。,4.4、通过燃烧调整减轻受热面超温爆管,(3)防止过热器、再热器超温爆管采取的技术措施燃烧调整分析锅炉变负荷、启停过程及其他运行工况下的璧温变化，记录对应关系；然后通过调节各层燃烧器之间的一、二次风速及风量分配，粉量分配、风箱差压、煤粉细度、过剩空气系数、燃烧器摆角等参数，有目的将炉内管子壁温降低到极限使用温度以下。并确定对璧温控制相应有效控制参数。,4.4、通过燃烧
41、调整减轻受热面超温爆管,示例8:设备状况：某电厂型锅炉.锅炉设计燃用混煤,采用直吹式制粉系统,每台锅炉配备有四台磨煤机中速磨煤机,燃烧器采用控制流量、低NOX双调风旋流煤粉燃烧器,锅炉存在着严重的对流受热面管壁超温的问题，在磨启动过程中这一问题尤为严重，为保证锅炉的安全运行，只能以降低蒸汽温度运行为代价，有时蒸汽温度甚至低到520以下。,4.4、通过燃烧调整减轻受热面超温爆管,示例8:具体采取调整措施：通过对流受热面烟道烟气温度分布的测试，修正锅炉氧量运行曲线以及燃烧器套筒风点火位修正调整等项研究；提出了解决问题的技术方案和具体调整措施，并成功地解决了该炉日常运行以及磨启动过程中的对流受热面管
42、壁超温的问题。,4.4、通过燃烧调整减轻受热面超温爆管,示例9:设备状况：锅炉为上海锅炉厂有限公司制造的超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、型露天布置、固态排渣、全钢架悬吊结构，锅炉型号为SG-2150/25.4-M973，燃烧器布置有紧凑燃尽风（CCOFA）、可水平摆动的分离燃尽风（SOFA）、预置水平偏角的辅助风喷嘴（CFS）、宽调节比（WR）煤粉喷嘴。主要存在问题一直存在再热汽温偏低；,4.4、通过燃烧调整减轻受热面超温爆管,示例9:具体采取调整措施：对锅炉SOFA燃尽风水平摆角进行调整SOFA燃烧器水平摆角调整后，并结合风箱炉膛差压、配风
43、方式、燃尽风挡板开度等参数的综合调整，调整前试验工况再热汽温为551.2；调整后试验工况再热汽温为565.3。通过对SOFA燃烧器水平摆角的调整，再热汽温提高了14.1。,五、锅炉燃烧优化调整试验内容,5.1 锅炉燃烧优化调整试验5.2 制粉系统优化调整试验,5.1 锅炉燃烧优化调整试验,。,风量标定试验；过剩空气系数的调整试验；煤粉细度的调整试验；一次风粉均匀性的调整试验；燃烧器投运方式的调整试验；一次风煤比的调整试验；燃烧器摆角试验；燃尽风调整（OFA)二次风配风方式的调整试验；锅炉的经济运行方式试验等。,5.1 锅炉燃烧优化调整试验,判断燃烧调整试验获得参数是否合理的依据是:锅炉的经济性
44、燃烧稳定性得到提高;炉膛出口烟温、炉内温度分布、汽温特性、水动力的稳定性是否得到改善;NOx排量是否满足环保要求。以上各个方面彼此如果发生冲突时，应考虑要解决的主要问题。,5.1 锅炉燃烧优化调整试验,锅炉排烟温度高飞灰可燃物含量高过热、再热蒸汽温度偏高或偏低烟温偏差低负荷稳燃性能差受热面结渣、积灰锅炉四管泄露锅炉灭火燃烧器喷口烧损受热面高温腐蚀锅炉出力不足,5.1 锅炉燃烧优化调整试验,针对以上问题采取技术路线：现场收资、历史数据摸底试验;针对以上问题进行燃烧调整及诊断分析;提出技术改进措施及方案。,5.2 制粉系统优化调整试验,1.中储式制粉系统试验(1)对钢球磨煤机钢球装载量、通风量等进
45、行试验调整，寻求适应燃用煤种的最佳钢球装载量、通风量，提高磨煤机出力，降低制粉单耗。(2)对粗粉分离器进行系统试验研究，确定分离器的分选特性，必要时对粗粉分离器实施改造，提高磨煤机出力，降低制粉单耗。(3)综合分析评价试验研究结果，提出钢球磨煤机制粉设备最佳运行方式，使磨煤机在最经济工况下运行。,5.2 制粉系统优化调整试验,2.直吹式制粉系统(1)通过冷、热态通风量试验；(2)中速磨煤机直吹式制粉系统，通过出力特性、煤粉细度、分离器挡板、通风量调整，分析中速磨煤机煤粉细度粗、石子煤量大主要影响因素，给出寻求解决问题途径，必要时提出改进方案。通过试验得出实际运行风煤比曲线,5.2 制粉系统优化
46、调整试验,(3)双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统，一般磨制低挥发分煤或低可磨度煤，要求能磨制出较细的煤粉。重点进行钢球装载量及钢球配比优化试验研究、分离器特性试验研究，最大限度发挥磨煤机研磨能力。针对煤粉细度不稳定，对分离器存在问题进行改进。,5.2 制粉系统优化调整试验,2.直吹式制粉系统(4)测量煤粉管道风量分配、粉量分配并利用原有手段进行调整，使燃烧器间风量、煤量保持平衡，为燃烧优化创造条件。若风粉分配不均是由设备自身结构造成，可采用热工院研制开发的双可调煤粉分配技术对分配器进行改造。(5)综合分析评价试验研究结果，提出制粉设备最佳运行操作卡片（曲线），使磨煤机在经济煤粉细度和合理风煤比下运行。,谢谢！,联系电话：e-mail,
