600MW鍋爐低NO—x燃燒器改造后汽溫調(diào)整探討

摘 要：現(xiàn)代火力發(fā)電站節(jié)能降耗主要采取燃燒器改造的方法，降低硫化物（NOx）的排放，并取得了顯著的效果，但也引起了鍋爐汽體溫度不滿足使用要求和設計要求的問題，文章對600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后汽溫調(diào)整進行研究，為提高鍋爐燃燒器改造的經(jīng)濟性和環(huán)保性提供借鑒，實現(xiàn)火力鍋爐動力的升級。

關鍵詞：600MW鍋爐；低NOx燃燒器；汽溫調(diào)整

1 600MW鍋爐低NO-x燃燒器設備簡介

本次研究中使用的600MW鍋爐低NO-x燃燒器是由上海鍋爐廠有限公司設計制造，引進于2001年，系統(tǒng)配置與現(xiàn)代發(fā)電設備相比較為落后，爐膛的設計采用的是單爐膛的H形口漏斗式，在填料的方式上設計為露天布置，傳送帶輸送的模式，采用的萬利達的低速煤炭碾壓機和高速磨煤機結(jié)合的煤炭粉碎裝置，利用負壓曲直吹式煤粉吹送機進行燃料的供給和氧氣的輸送，鍋爐燃燒器的對稱分布，采用對角線布置的方法，鍋爐燃燒器的擺動式為四角切向，煤粉從露天頂部傳送口進行補料，燃燒室從上到下有六層燃燒過濾層，在沒層設置燃燒室，最上層為12個，最下層為4個，煤渣的運送和降塵采用的機械噴霧的方式，每個單獨的燃燒器上有6個獨立式的煤粉噴嘴，采用間隔分布共同工作的形式，保證煤粉的滯空時間和燃燒的充分，獨立設計也是為了燃燒的充分性和經(jīng)濟性，最上面的一組煤粉吹風口斜角45度角直吹方式，主要是抑制氮化物和硫化物的生成，二次風中的一部分是熱膨脹氣體，自下而上貫穿6層爐膛，其余為送風口供氣送入燃燒器。

2 600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后升級概述

舊鍋爐的改造是系統(tǒng)工程，是當前最為經(jīng)濟的升級方式，在600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造升級中采用了高級復合式空氣分級燃燒技術(shù)，保留了原先的燃料供給系統(tǒng)和爐渣灰塵處理系統(tǒng)，將煤管道的設計分為直線式和曲線式排布，在冷卻系統(tǒng)中添加了水冷系統(tǒng)，燃燒室進行了獨立分割設計，實現(xiàn)了用電高峰期和用電低潮期的終端輸出控制，在煤粉吹口的設計上將原先的6層直噴設計改為對向設計，在煤粉的四周重新設立氧氣輸送口，煤兩層設立輔助進風口，輔助進風口采用雙向?qū)ΨQ的偏置設計，在鍋爐底部添加鼓風箱，每層設立3個高位燃盡風噴嘴。

3 600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后出現(xiàn)的問題

在600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后首要的問題是汽溫達不到預置溫度，在高負荷工作狀態(tài)下溫度上升緩慢，在變負荷工作中出現(xiàn)汽溫急劇下降的狀況，不能滿足正常的工作要求，與改造前的工作溫度設定有很大的差別，原鍋爐的正常工作汽溫在551℃左右，能夠正常的運作，改造后汽溫的再熱蒸汽出口的溫度出現(xiàn)不均衡的現(xiàn)象，高側(cè)的蒸汽的溫度達到531℃，低側(cè)溫度在55℃，都低于正常工作設定溫度，不能進行正常工作，達不到改造后預期效果，燃燒室溫度出現(xiàn)偏差效應，對發(fā)電機組的損耗加大，限制了600MW鍋爐低NO-x燃燒器功能和效率的提升。

4 600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后汽溫調(diào)整過程

4.1 調(diào)整方式的確定

在進行600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后汽溫調(diào)整中，采用了綜合調(diào)整法進行整體改造鍋爐的調(diào)整，首先通過收集的燃燒器工作效率與汽溫、擺角的相關性數(shù)據(jù)，分析擺角與燃燒器汽溫的關系曲線，進行試調(diào)。調(diào)整煤粉吹送機的吹送效率與頻率，改變供電效率與煤粉吹送機的反饋函數(shù)，增大通風和排氣管道口徑，降低爐膛內(nèi)不燃燒物體的玷污系數(shù)，降低排煙溫度，對爐膛冷卻系統(tǒng)增強水冷的效率，分析爐膛的爐渣量與排煙溫度的關系，調(diào)整輔助風口的風速與風口角度，對二次風進行調(diào)整。

4.2 調(diào)整工作的實施

試驗中運用了工作負荷為600MW的鍋爐燃燒器，在進行工作盡量避免人為因素的干擾，找到主要影響汽溫調(diào)整的關鍵因素進行調(diào)整，通過對以上影響因素的相關性分析，相關性最高的是燃燒器的擺角、吹灰頻率、煤粉細度以及氧氣的供給量，在實際調(diào)整中，采用局部調(diào)整，多次實驗的方式，首先進行燃燒器工作汽溫降低的問題進行調(diào)試解決，在熱溫度出現(xiàn)偏差主要是由煙道和冷卻系統(tǒng)有關。因此，進行利用改善煙氣在爐膛內(nèi)的氣旋方式，采用左右同時過濾的煙道改進設計，對再熱溫度不足和出現(xiàn)偏差的問題進行修正。最后運用整體調(diào)試的方法，對燃燒器、吹灰頻率、煤粉細度和氧氣的供給量進行合理的調(diào)整，對600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后汽溫調(diào)整效果進行定性分析，最終得到合理的工作運行狀態(tài)。

4.3 600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后汽溫調(diào)整結(jié)論

（1）在600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后，在燃燒器的冷卻方式上增強水冷的效果，加強了燃燒室內(nèi)部自我清理爐渣能力，防止爐渣沉積，影響氧氣的進氣量和煤粉燃燒效果，對塵土懸浮密度的降低有顯著效果，降低了除塵水霧噴射裝置的使用頻率，減少吹灰實現(xiàn)全面吸熱的能力，保證爐膛供熱的均勻性，滿足爐膛出煙溫度適合當前設計要求和600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后的正常運行。總體上說，通過對舊600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后汽溫調(diào)整實現(xiàn)了降低氮化物和硫化物的排放，提高了鍋爐防結(jié)渣的能力，對煤炭的使用要求降低，加強了環(huán)境適應性，對供電的調(diào)節(jié)能力大大加強，燃燒器擺角調(diào)整實現(xiàn)了600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后汽溫的顯著提升，符合600MW鍋爐低NO-x燃燒器的設計工作要求，在原有的基礎上燃料的利用率有所提升，對供電功率控制的精確度提升了一個臺階。

（2）600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后汽溫調(diào)整中輔助風嘴主要的作用是強化作用，緩沖二次風箱與爐膛之間的壓力差，保持兩者的壓力均在410KPa左右，壓力差在±40KPa浮動，有效地解決了600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后汽溫不平衡的問題，實現(xiàn)燃燒室工作的穩(wěn)定性與調(diào)整過程的線性變化，在研究中發(fā)現(xiàn)，輔助風口開啟過大（供風量過大），會導致煤粉提起燃燒，降低能量的利用效率，從而影響再熱器的吸熱，對600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后汽溫的提升有不良作用，考慮到在壓滑作用下會造成再熱溫度出現(xiàn)溫差，改造后解決了負荷變化后出現(xiàn)嚴重超調(diào)的問題?？梢缘贸鼋Y(jié)論：600MW鍋爐低NO-x燃燒器改造后汽溫調(diào)整滿足設計要求。

參考文獻

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作者簡介：金賢星（1978-），男，浙江臺州市人，浙江浙能樂清發(fā)電有限責任公司，職務：助理工程師，研究方向：電廠設備運行和維護。