300 MW機(jī)組自然循環(huán)鍋爐運(yùn)行優(yōu)化試驗(yàn)

馬良，劉國峰

(華電能源股份有限公司牡丹江第二發(fā)電廠，黑龍江 牡丹江 157015)

表1 燃煤成分及灰特性

1 設(shè)備概況

華電能源股份有限公司牡丹江第二發(fā)電廠(以下簡稱牡二電廠)四期工程2×300 MW熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組采用的是哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-1025/17.45-YM28型亞臨界壓力一次中間再熱、自然循環(huán)汽包鍋爐，鍋爐為單爐膛，采用四角布置擺動(dòng)式燃燒器、切向燃燒、固態(tài)除渣、平衡通風(fēng)。與哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N300-16.7/537/537型汽輪機(jī)相匹配，每臺(tái)機(jī)組采用5臺(tái)MPS190HP-Ⅱ型中速磨煤機(jī)，正壓冷一次風(fēng)直吹式制粉系統(tǒng)。鍋爐以最大連續(xù)負(fù)荷(即BMCR工況)為設(shè)計(jì)參數(shù)，在機(jī)組負(fù)荷為336.3 MW時(shí)，鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量為1 025 t/h；機(jī)組負(fù)荷為300.0 MW(即額定工況)時(shí)，鍋爐額定蒸發(fā)量為960 t/h。設(shè)計(jì)主蒸汽壓力為17.45 MPa，主蒸汽溫度為540 ℃，再熱蒸汽溫度為540 ℃。在原設(shè)計(jì)與校核煤種下，4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，1臺(tái)備用。設(shè)計(jì)燃煤成分及灰分特性(采用七臺(tái)河、雙鴨山、鶴崗礦各占1/3的混煤作為設(shè)計(jì)煤種)見表1。

2臺(tái)機(jī)組分別于2010年10月1日與2011年1月17日順利通過168 h試運(yùn)行進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行，鍋爐經(jīng)過熱力性能試驗(yàn)均能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。為了大幅度降低生產(chǎn)成本，目前摻燒褐煤，摻燒煤種的特性見表1。褐煤的含水量高，發(fā)熱量較低，直接影響磨煤機(jī)的出力；褐煤的揮發(fā)分高，灰熔點(diǎn)偏低，容易結(jié)焦，在高負(fù)荷的情況下落焦量大，容易在排渣斗造成堵渣，需要在線人力除焦才能確保高負(fù)荷運(yùn)行。為了減輕爐膛結(jié)焦、落焦、堵焦與除焦的問題，目前采取高氧運(yùn)行方式，直接影響了經(jīng)濟(jì)效益。燃燒煤質(zhì)與設(shè)計(jì)煤質(zhì)的差異造成運(yùn)行參數(shù)有較大幅度的波動(dòng)，使運(yùn)行人員面臨巨大的挑戰(zhàn)。

2 多目標(biāo)的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)及其原理

目前，火力發(fā)電廠面臨的是多目標(biāo)的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)，其中包括增加出力、改進(jìn)供電煤耗、減低空氣排放物(NOx，SOx，CO2，Hg等)、提高機(jī)組的可靠性與可用率、確保安全、降低生產(chǎn)成本，多重指標(biāo)之間很可能相互沖突?；鹆Πl(fā)電廠必須在可靠、安全與環(huán)保的前提下達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。為達(dá)到這一目的，必須徹底了解所有限制條件的內(nèi)涵，設(shè)計(jì)出一套合理的策略，在各參數(shù)隨時(shí)變化的情況下，進(jìn)行最優(yōu)的性能組合。

一般而言，控制系統(tǒng)在全負(fù)荷與穩(wěn)定工況下應(yīng)能保證機(jī)組安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，但在不同運(yùn)行工況下(如變負(fù)荷、煤質(zhì)改變、煤質(zhì)突變或異常工況)，這個(gè)假定未必都成立。這時(shí)運(yùn)行人員必須依靠個(gè)人的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行調(diào)整。即使控制系統(tǒng)能提供相對(duì)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，但對(duì)熱效率、可靠性與空氣排放物而言，也未必是最好的運(yùn)行方式。事實(shí)上，在運(yùn)行方面蘊(yùn)含著許多潛力，這些潛力如果能被發(fā)揮出來，對(duì)提高電廠的整體效益有很大作用。

牡二電廠的集控室內(nèi)已經(jīng)增加了供電煤耗差分析系統(tǒng)、狀態(tài)檢修監(jiān)測系統(tǒng)、NOx優(yōu)化系統(tǒng)等指導(dǎo)與監(jiān)測系統(tǒng)，這些指導(dǎo)監(jiān)測系統(tǒng)與原控制系統(tǒng)使用的運(yùn)行參數(shù)大體相同，但因彼此目的不同，提供的運(yùn)行方式相互沖突。為安全起見，這些后加的系統(tǒng)僅能提供指導(dǎo)，不能成為控制的手段。這些輔助系統(tǒng)最大的缺陷在于僅指出問題的所在，而不提供解決問題的措施，操作人員必須依靠個(gè)人的能力來解決許多錯(cuò)綜復(fù)雜的問題，操作人員在保證安全、穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，常無法兼顧其他要求。

鍋爐的設(shè)計(jì)相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)，其中包括了水循環(huán)、煙氣、蒸汽系統(tǒng)等，有多種不同的數(shù)學(xué)物理模式，在不同模式的接口上，為了考慮與實(shí)際情形的差距，設(shè)計(jì)時(shí)常?？紤]最壞的情況，使得原設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)行的情況有很大的差距。

雖然現(xiàn)代的控制系統(tǒng)已從原來的Analog系統(tǒng)改成分散控制系統(tǒng)(DCS)，在過程反應(yīng)與延遲時(shí)間上改進(jìn)了很多，然而在控制邏輯方面基本沒有改變。以汽包爐為例，鍋爐僅具備給水水位控制系統(tǒng)、燃燒控制系統(tǒng)和蒸汽溫度控制系統(tǒng)。經(jīng)典控制理論指導(dǎo)下的熱工控制系統(tǒng)，只關(guān)注控制邏輯單元的輸入和輸出，在分散和有限變量的控制模式下，無法實(shí)現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化控制。將控制邏輯與設(shè)計(jì)方法進(jìn)行比較后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)控制邏輯相對(duì)簡單；同時(shí)，鍋爐具備大量的保護(hù)系統(tǒng)來維持安全運(yùn)行。嚴(yán)格來說，如果了解其中的內(nèi)涵并處理得當(dāng)，鍋爐運(yùn)行方面就有很大的潛力可挖掘。鍋爐運(yùn)行的可調(diào)參數(shù)很多，如對(duì)關(guān)鍵的中間參數(shù)加以控制，則“鍋爐性能優(yōu)化”的目標(biāo)很容易達(dá)到。現(xiàn)代控制理論提出了過程控制觀點(diǎn)，需要對(duì)鍋爐系統(tǒng)的過程進(jìn)行深入了解和有效控制，鍋爐的優(yōu)化運(yùn)行需要準(zhǔn)確地監(jiān)測和控制煙氣溫度，但大多數(shù)鍋爐缺少合適的煙氣側(cè)在線監(jiān)測手段。

3 通過控制煙氣參數(shù)改善鍋爐性能

3.1 煙氣參數(shù)的監(jiān)測和控制

目前，鍋爐運(yùn)行參數(shù)的信息與控制偏重于蒸汽系統(tǒng)，而對(duì)煙氣系統(tǒng)的控制缺乏信息與手段。煙氣系統(tǒng)如能控制好，蒸汽系統(tǒng)基本上不會(huì)產(chǎn)生太多的問題。

爐膛出口煙氣溫度(FEGT)是反映爐膛燃燒、能量平衡和熱量交換的一個(gè)重要過程參數(shù)。FEGT的控制對(duì)提高鍋爐運(yùn)行的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性，降低污染物排放及延長鍋爐使用壽命有著重要的作用和影響。

通過對(duì)FEGT這一關(guān)鍵參數(shù)的控制，鍋爐專業(yè)人員可以更準(zhǔn)確地掌握鍋爐燃燒運(yùn)行情況并進(jìn)行有效的控制。FEGT這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)位于燃燒流程的中間位置，它的正常運(yùn)行數(shù)據(jù)、瞬時(shí)變化和變化趨勢(shì)等，可以作為判斷爐內(nèi)燃燒狀況、氮氧化物排放、受熱面污染以及過熱器、再熱器運(yùn)行工況的重要依據(jù)。遠(yuǎn)紅外線輻射測溫儀系統(tǒng)提供了120～1 650 ℃的煙氣溫度測量范圍，可以實(shí)現(xiàn)FEGT的在線監(jiān)測，為鍋爐系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化提供關(guān)鍵參數(shù)。如果FEGT偏離了設(shè)計(jì)值，可能產(chǎn)生如下問題。

(1)爐膛結(jié)焦、結(jié)渣，使得過熱器和再熱器部位的腐蝕加快，縮短重要部件壽命，增加維修費(fèi)用。

(2)可能出現(xiàn)超溫，造成過熱器、再熱器管的超溫爆管或金屬蠕變、失效。

(3)造成過熱蒸汽或再熱蒸汽溫度偏差，導(dǎo)致減溫水投用量增加、熱效率降低。

(4)排煙溫度升高，排煙損失增大，熱效率降低。

控制好FEGT可以直接改善下列運(yùn)行問題。

(1)爐膛結(jié)焦問題的改善。爐膛結(jié)焦是一個(gè)復(fù)雜的問題，受到煤質(zhì)、灰熔點(diǎn)、爐膛原設(shè)計(jì)單位面積/單位體積發(fā)熱量、爐膛出口煙溫、爐膛氧量等因素的影響，為減緩結(jié)焦，僅能采取試驗(yàn)的方式。一般而言，F(xiàn)EGT對(duì)結(jié)焦的影響較大。

(2)吊屏結(jié)渣的控制?？刂茽t膛出口溫度可減輕爐膛上部吊屏的結(jié)渣，控制FEGT低于煤灰的熔融、軟化溫度，可使干燥的煤灰不會(huì)黏附在換熱管上，因此避免了結(jié)渣。

(3)吹灰的控制。FEGT可以作為基本參數(shù)用以建立自動(dòng)的吹灰程序或指導(dǎo)運(yùn)行人員進(jìn)行手動(dòng)吹灰。如果FEGT超過了原始的設(shè)計(jì)值，表明爐膛換熱面已經(jīng)受到了污染，運(yùn)行人員應(yīng)進(jìn)行爐膛吹灰；當(dāng)FEGT達(dá)到或低于設(shè)計(jì)值時(shí)，應(yīng)停止吹灰。過多的爐膛吹灰不僅浪費(fèi)了能量，而且可能產(chǎn)生吹灰器附近水冷壁的沖刷腐蝕問題。

(4)煤灰(液態(tài))腐蝕的控制。對(duì)于高硫分的燃煤，維持FEGT低于煤灰熔融溫度50 ℃，使干燥的煤灰流過對(duì)流通道，能減少煤灰對(duì)過熱器的腐蝕。

(5)蒸汽溫度的控制。采用調(diào)整燃燒器擺角、燃燒器的組合、各層燃燒器煤量的分配、二次風(fēng)量的分配等手段，控制好FEGT，達(dá)到控制蒸汽溫度及減溫水流量的目的。

(6)氮氧化物的控制。FEGT直接影響燃燒及氮氧化物的生成。

3.2 運(yùn)用遠(yuǎn)紅外測溫系統(tǒng)測量爐膛出口溫度

對(duì)電廠鍋爐來說，F(xiàn)EGT是一個(gè)關(guān)鍵性的參數(shù)，鍋爐啟動(dòng)過程中必須對(duì)FEGT進(jìn)行監(jiān)測，控制過熱器壁溫不超過允許值。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一種源于航天測控的遠(yuǎn)紅外線溫度測量技術(shù)已被應(yīng)用于煙氣溫度的測量。這種特殊的探測器(遠(yuǎn)紅外探測器)可以準(zhǔn)確測量燃燒進(jìn)程中爐膛內(nèi)產(chǎn)生的高溫CO2氣體輻射的特征譜線，并通過特別的窄帶窗口(濾波器)濾掉其他輻射源發(fā)出的譜線，因此，可以測定輻射源的密度(能量)。因?yàn)檫h(yuǎn)紅外探測器僅對(duì)高溫CO2氣體輻射的特征譜線具有敏感性，因此其可以直接測試某一區(qū)域內(nèi)CO2氣體的溫度。

遠(yuǎn)紅外輻射式高溫測量儀(如圖1所示)是非接觸式的光學(xué)儀器，可以安裝在任何觀察孔、檢修口，也可以穿過鍋爐和墻面安裝。測量儀采用壓縮空氣進(jìn)行冷卻，配有吹掃設(shè)施及保護(hù)外殼，壓縮空氣帶有過濾凈化裝置，可工作于惡劣的測試環(huán)境。其安裝使用極其簡便，輸出信號(hào)可以直接顯示和遠(yuǎn)傳，爐膛內(nèi)煙氣溫度的測量范圍是120～1 650 ℃。

圖1 遠(yuǎn)紅外爐膛測溫儀

3.3 鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)

從1995年起，美國的電廠為了有效降低NOx的排放，使用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)技術(shù)對(duì)鍋爐燃燒進(jìn)行優(yōu)化。這項(xiàng)技術(shù)在近期演變成為多目標(biāo)全方位的優(yōu)化手段，成為一種在線的鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)經(jīng)過訓(xùn)練后，能對(duì)不同的指標(biāo)與限制條件進(jìn)行整合和交換，能提供具有實(shí)際指導(dǎo)意義的優(yōu)化操作方法，與過去的耗差分析和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)相比，前進(jìn)了一大步。人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)功能，可在線開環(huán)或閉環(huán)進(jìn)行優(yōu)化控制。但做閉環(huán)控制時(shí)，鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)需要注意避免與分散控制系統(tǒng)(DCS)發(fā)生邏輯沖突。在美國電力系統(tǒng)的應(yīng)用中，已有大量的機(jī)組使用該類系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行與性能優(yōu)化，目前在國內(nèi)也已經(jīng)取得許多優(yōu)化的成功范例。采用鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)后，供電煤耗可降低0.5%～3.0%,NOx的排放可以減少10%～40%，該類系統(tǒng)一般使用現(xiàn)有儀表，不需要改變硬件設(shè)備。

其優(yōu)化過程包括下列步驟：選定優(yōu)化目標(biāo)，選定運(yùn)行的可調(diào)參數(shù)與反應(yīng)參數(shù)，選定可調(diào)參數(shù)與反應(yīng)參數(shù)的限制條件，通過試驗(yàn)采集全方位數(shù)據(jù)，確定關(guān)鍵性的運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)行鍋爐性能目標(biāo)優(yōu)化，進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，進(jìn)行開環(huán)和閉環(huán)控制試驗(yàn)調(diào)試，追蹤在線開環(huán)優(yōu)化運(yùn)行指導(dǎo)或閉環(huán)在線優(yōu)化運(yùn)行。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)依賴的是實(shí)際的運(yùn)行數(shù)據(jù)，因此能直接反映出可調(diào)變量與反應(yīng)參數(shù)的關(guān)系，與耗差分析和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的思路不同、做法不同、效果也不同。這項(xiàng)技術(shù)所得到的最終效果，有時(shí)能突破原設(shè)計(jì)值。

鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)包含對(duì)鍋爐子系統(tǒng)和鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整。

(1)子系統(tǒng)：吹灰系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)。

(2)運(yùn)行參數(shù)：燃燒器組合方式，一次風(fēng)壓與風(fēng)速，二次風(fēng)壓、風(fēng)量與分配，各層燃燒器煤量的分配，過氧量。

3.4 鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)簡介

牡二電廠采用的優(yōu)化系統(tǒng)為鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)是以鍋爐專家豐富的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)和系統(tǒng)觀念為基礎(chǔ)，針對(duì)鍋爐的具體特點(diǎn)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。它基于先進(jìn)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，引入美國成功的優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，建立包含鍋爐多目標(biāo)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)的快速收斂的數(shù)學(xué)模型，分析并挖掘這些潛在的優(yōu)化空間，在量化潛在優(yōu)化空間的同時(shí)，提出改善鍋爐性能的具體方法和優(yōu)化指標(biāo)。鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)在開環(huán)指導(dǎo)模式下向鍋爐運(yùn)行人員提供實(shí)時(shí)優(yōu)化運(yùn)行提示，并為專業(yè)技術(shù)人員提供鍋爐運(yùn)行優(yōu)化指導(dǎo)文件和運(yùn)行優(yōu)化曲線；在閉環(huán)模式下優(yōu)化指令，通過DCS直接輸出優(yōu)化運(yùn)行指令。而其他的鍋爐優(yōu)化系統(tǒng)只能提供操作的效果和變化趨勢(shì)，并不能給運(yùn)行人員提供優(yōu)化運(yùn)行提示。

鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是智能化的，它具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的功能。鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)可以與電廠的主機(jī)DCS相連接，并可以從中獲取鍋爐運(yùn)行的實(shí)時(shí)參數(shù)和數(shù)據(jù)；結(jié)合鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)測試獲得的數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)回歸分析法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和篩選；篩選后得到的高質(zhì)量試驗(yàn)數(shù)據(jù)用于指導(dǎo)軟件工程師進(jìn)行人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，最終確定鍋爐系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型；利用該模型對(duì)實(shí)際運(yùn)行過程中新出現(xiàn)的運(yùn)行工況自動(dòng)推算出最優(yōu)的運(yùn)行參數(shù)。為鍋爐運(yùn)行人員提供一個(gè)涵蓋提升優(yōu)化性能、補(bǔ)強(qiáng)薄弱環(huán)節(jié)和指導(dǎo)操作控制的分析平臺(tái)，提供改善系統(tǒng)性能的方法。

鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)技術(shù)方案突破了當(dāng)前常見優(yōu)化方案的傳統(tǒng)理念和方法，立足于全面優(yōu)化思想和技術(shù)路線。項(xiàng)目實(shí)施的基本程序?yàn)椋哄仩t基本信息前期調(diào)查，企業(yè)需求分析和優(yōu)化目標(biāo)確定，試驗(yàn)設(shè)計(jì)，增加關(guān)鍵中間參數(shù)控制，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)驗(yàn)證，訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，確定優(yōu)化結(jié)果和建立鍋爐性能優(yōu)化分析系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)原理如圖2所示，鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)流程如圖3所示。

圖2 鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)原理圖

圖3 鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)流程圖

4 鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)在牡二電廠的應(yīng)用

2011年5月，在牡二電廠#9鍋爐進(jìn)行了鍋爐運(yùn)行優(yōu)化試驗(yàn)，具體的試驗(yàn)包含下列內(nèi)容。

(1)290 MW試驗(yàn)。A，B磨煤機(jī)磨煙煤，C，D，E磨煤機(jī)磨褐煤；A，D磨煤機(jī)磨煙煤，B，C，E磨煤機(jī)磨褐煤。

(2)250 MW試驗(yàn)。A，D磨煤機(jī)磨煙煤，B，C，E磨煤機(jī)磨褐煤；D磨煤機(jī)磨煙煤，A，B，C，E磨煤機(jī)磨褐煤。

(3)210 MW試驗(yàn)。A，D磨煤機(jī)磨煙煤，B，C，E磨煤機(jī)磨褐煤；D磨煤機(jī)磨煙煤，A，B，C，E磨煤機(jī)磨褐煤。

(4)180 MW試驗(yàn)。D磨煤機(jī)磨煙煤，B，C，E磨煤機(jī)磨褐煤。

為了提高經(jīng)濟(jì)性，在優(yōu)化試驗(yàn)中盡量使用褐煤，因考慮到爐膛結(jié)焦、落焦、堵焦與除焦的困擾，在優(yōu)化試驗(yàn)中維持了較高的一次風(fēng)壓、二次風(fēng)壓及氧量。

試驗(yàn)步驟：基準(zhǔn)試驗(yàn)→過氧量的調(diào)整→OFA擋板開度的調(diào)整→便捷風(fēng)擋板開度的調(diào)整→二次風(fēng)擋板開度的調(diào)整→各層煤量的調(diào)整。

本文僅討論2種試驗(yàn)的優(yōu)化結(jié)果。

(1)290 MW試驗(yàn)。A，D磨煤機(jī)磨煙煤，B，C，E磨煤機(jī)磨褐煤。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析(試驗(yàn)時(shí)每隔10 min測量1次)。

1)主蒸汽溫度與再熱蒸汽溫度均能提升，減溫水基本不變(如圖4～圖6所示)。

2)隨著過氧量的降低，爐膛出口煙溫有上升的趨勢(shì)，可能是爐膛內(nèi)有結(jié)焦現(xiàn)象(如圖7所示)。

3)隨著過氧量的降低，送、引風(fēng)機(jī)電流明顯下降。

4)飛灰中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從1.77%下降到1.11%。

5)空氣預(yù)熱器入口煙溫呈下降趨勢(shì)，空氣預(yù)熱器出口煙溫卻呈上升趨勢(shì)，空氣預(yù)熱器內(nèi)積灰，需要適度吹灰(如圖8所示)。

6)供電煤耗約降低了2.0 g/(kW·h)。

(2)250 MW試驗(yàn)。A，D磨煤機(jī)磨煙煤，B，C，E磨煤機(jī)磨褐煤。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析如下(試驗(yàn)時(shí)每隔15 min測量1次)。

圖4 主蒸汽溫度

圖5 再熱蒸汽溫度

圖6 再熱器過熱器減溫水流量

圖7 過氧量與爐膛出口煙溫

圖8 空氣預(yù)熱器入口煙溫與排煙溫度

1)爐膛出口煙溫隨時(shí)間的增加呈明顯上升趨勢(shì)，從1 033 ℃上升到1 118 ℃，爐膛結(jié)焦情況加重(如圖9所示)。

2)主蒸汽溫度與再熱蒸汽溫度均能提升(如圖10所示)。

3)再熱器減溫水量基本不變，過熱器減溫水量下降(如圖11所示)。

4)過氧量從6.0%降至4.5%，總風(fēng)量大幅度下降(如圖12所示)。

5)空氣預(yù)熱器入口煙溫呈明顯下降趨勢(shì)，而空氣預(yù)熱器出口煙氣溫度呈上升趨勢(shì)(如圖13所示)，說明隨時(shí)間的增加空氣預(yù)熱器有積灰現(xiàn)象，空氣預(yù)熱器需要適度吹灰。

6)送、引風(fēng)機(jī)電流明顯下降(如圖14所示)。

7)飛灰中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從1.45%下降到0.81%。

8)供電煤耗降低了大約2.3 g/(kW·h)。

圖9 爐膛出口煙溫與鍋爐負(fù)荷趨勢(shì)圖

圖10 爐側(cè)主汽溫與再熱汽溫

圖11 過熱器與再熱器減溫水流量

圖12 鍋爐總風(fēng)量與二次風(fēng)壓差

圖14 送、引風(fēng)機(jī)電流

5 計(jì)算說明

表2、表3分別為290和250 MW負(fù)荷時(shí)的優(yōu)化結(jié)果，表4為供電煤耗計(jì)算方法。由表2、表3可以看出：在290和250 MW負(fù)荷時(shí)，分別可降低供電煤耗2.13和2.36 g/(kW·h)，節(jié)能效果顯著。

表2 290 MW負(fù)荷優(yōu)化結(jié)果

表3 250 MW負(fù)荷優(yōu)化結(jié)果

表4 供電煤耗計(jì)算方法

6 結(jié)束語

在更換煤種、煤質(zhì)不穩(wěn)定及結(jié)焦等許多限制下，鍋爐運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)在牡二電廠#9鍋爐已完成了試驗(yàn)并收到了很好的效果。此次優(yōu)化試驗(yàn)采取了降低氧量、增加或維持風(fēng)壓、改變配煤方式、提高主蒸汽與再熱蒸汽溫度、降低排煙溫度、降低減溫水量與送、引風(fēng)機(jī)電流等措施，挖掘了鍋爐的節(jié)能空間，鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性有所提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]R Tilley.Condition monitoring for boiler availability improvement[M].California：Electric Power Research Institute,Incorporated，2003.