單元機組鍋爐燃燒的調(diào)節(jié)

朱永華

機組運行過程中，鍋爐蒸發(fā)量必須隨時滿足負(fù)荷變化的需要，這時應(yīng)對進(jìn)入爐膛的燃料量和風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使?fàn)t內(nèi)燃燒隨時滿足鍋爐蒸發(fā)量的需要，此過程即燃燒調(diào)節(jié)。燃燒調(diào)節(jié)應(yīng)在保證鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運行的條件下進(jìn)行。

鍋爐運行中負(fù)荷的變化是最為經(jīng)常的。高負(fù)荷運行時，由于爐膛溫度高，著火與混合條件也好，所以燃燒一般是穩(wěn)定的，但易產(chǎn)生爐膛和燃燒器結(jié)焦、過熱器、再熱器局部超溫等問題。燃燒調(diào)整時應(yīng)注意將火焰位置調(diào)整居中，避免火焰偏斜；燃燒器全部投入并均勻分配燃燒率，防止局部過大的熱負(fù)荷；應(yīng)適當(dāng)增大一次風(fēng)速，使著火點離燃燒器有一定距離。此外，高負(fù)荷時煤粉在爐內(nèi)的停留時間較短而排煙損失較大，為此可在條件允許的情況下，適當(dāng)降低過量空氣系數(shù)運行，以提高鍋爐效率。

在低負(fù)荷運行時，由于燃燒減弱，投入的燃燒器少，爐溫較低，火焰充滿度較差，使燃燒不穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)型亦較差。為穩(wěn)定著火，可適當(dāng)增加過量空氣系數(shù)，降低一次風(fēng)率和風(fēng)速。煤粉應(yīng)磨的更細(xì)些。低負(fù)荷時應(yīng)盡可能集中燃燒器運行，并保證最下排燃燒器的投運。為提高爐膛溫度，可適當(dāng)降低爐膛負(fù)壓，以減少漏風(fēng)，這樣不但能穩(wěn)定燃燒，也能減少不完全燃燒熱損失，但此時必須注意安全，防止?fàn)t膛噴火傷人。低負(fù)荷時保持更高些的過量空氣系數(shù)對于抑制鍋爐效率的過分降低也是有利的。

無煙煤、貧煤、的揮發(fā)分較低，燃燒時的最大問題是著火。燃燒配風(fēng)的原則是采取較小的一次風(fēng)率和風(fēng)速，以增大煤粉濃度、減少著火熱并使著火點提前；燃燒差煤時也應(yīng)將煤粉磨的細(xì)些，以強化著火和燃盡；此時要求較大的過量空氣系數(shù)，以減少燃燒損失。

揮發(fā)分高的煙煤，一般著火不成問題，需要注意燃燒的安全性，可適當(dāng)減少二次風(fēng)率并多投一些燃燒器分散熱負(fù)荷，以防止結(jié)焦。為提高燃燒效率，一二次風(fēng)的混合應(yīng)早些進(jìn)行。煤質(zhì)好時，應(yīng)降低過量空氣系數(shù)運行。

（1）燃料量的調(diào)節(jié)。運行中，燃料量隨鍋爐負(fù)荷負(fù)荷的變化而變化，燃燒率也必須隨時隨時進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)蒸發(fā)量的要求，不同的制粉系統(tǒng)，調(diào)節(jié)存在區(qū)別。 如直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐的燃料量調(diào)節(jié)，大型鍋爐的直吹式制粉系統(tǒng)，通常都裝有若干臺磨煤機。由于直吹式制粉系統(tǒng)無中間煤粉倉，他的出力大小將直接影響到鍋爐的蒸發(fā)量。

當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化不大時，可通過調(diào)節(jié)運行著的制粉系統(tǒng)的出力來解決。對于中速磨，當(dāng)負(fù)荷增加時，可先增大一次風(fēng)機的出力，增加磨煤機的通風(fēng)量，以利用磨煤機內(nèi)的存煤量作為增加負(fù)荷的緩沖調(diào)節(jié)，然后再增加給煤量，同時開大二次風(fēng)量。相反，當(dāng)負(fù)荷減少時，則應(yīng)是先減少給煤量，然后降低磨煤機的通風(fēng)量。不同形式的中速磨，由于磨煤機內(nèi)存煤量不同，其相應(yīng)負(fù)荷的能力也不同。對于雙進(jìn)雙出鋼球磨，當(dāng)負(fù)荷變化時，則總是磨煤機通風(fēng)量首先變化，其次才是給煤量的相應(yīng)調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方式可以使制粉系統(tǒng)的出力對鍋爐負(fù)荷作出快速的相應(yīng)。

當(dāng)鍋爐負(fù)荷變動較大時，需啟動或停止一套制粉系統(tǒng)。減負(fù)荷時，當(dāng)各磨煤機出力均降至某一低值時，即應(yīng)停止一臺磨煤機，以保證其余各磨煤機在最低出力以上運行；加負(fù)荷時，當(dāng)各磨煤機出力上升至其最大允許值時，則應(yīng)增投一臺磨煤機。在確定啟動和停止方案時，必須考慮到制粉系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性、燃燒工況的合理性，必要時還應(yīng)兼顧汽溫調(diào)節(jié)等方面的要求。

各運行磨煤機的最低允許出力，取決于制粉經(jīng)濟(jì)性和燃燒器著火條件惡化（如煤粉濃度過低）的程度；各運行磨煤機的最大允許出力，不僅與制粉經(jīng)濟(jì)性、安全性有關(guān)，而且要考慮鍋爐本身的特性。對于穩(wěn)燃性較低的鍋爐或燃燒較差煤種時，往往需要集中火嘴運行，因而可能推遲增投新磨的時間；爐膛、燃燒器結(jié)焦嚴(yán)重的鍋爐，高負(fù)荷時都需要均勻燃燒出力，因而也常常降低各磨的上限出力。燃燒器投運層數(shù)的優(yōu)先順序主要考慮汽溫調(diào)節(jié)，低負(fù)荷穩(wěn)燃等的特性。

燃燒過程的穩(wěn)定性，要求燃燒器出口處的風(fēng)量和粉量盡可能同時改變，以便在調(diào)節(jié)過程中始終保持穩(wěn)定的風(fēng)煤比。因此，應(yīng)掌握從給煤機開始調(diào)節(jié)到燃燒器出口煤粉量產(chǎn)生改變的時滯，以及從送風(fēng)機的風(fēng)量調(diào)節(jié)開關(guān)動作到燃燒器風(fēng)量改變的時差，燃燒器出口風(fēng)煤改變的同時性可根據(jù)這一時滯時間差的操作來解決。一般情況下，制粉系統(tǒng)的時滯總是遠(yuǎn)大于風(fēng)系統(tǒng)的，所以要求制粉系統(tǒng)對負(fù)荷的響應(yīng)更快些，當(dāng)然過分提前也是不適宜的。鍋爐運行中應(yīng)對此作出一些規(guī)定。

在調(diào)節(jié)給煤機和風(fēng)量時，應(yīng)注意監(jiān)視輔機的電流變化、擋板開度指示、風(fēng)壓以及有關(guān)參數(shù)的變化，防止電流超限和堵塞煤粉管等異常情況的發(fā)生。

（2）風(fēng)量調(diào)節(jié)。進(jìn)入爐內(nèi)的空氣分為一次風(fēng)、二次風(fēng)（有的還有三次風(fēng)）及少量漏風(fēng)。一、二次風(fēng)是兩個獨立的系統(tǒng)，前者主要是為了滿足磨煤機制粉需要，后者則為調(diào)節(jié)進(jìn)入鍋爐的總風(fēng)量。少量漏風(fēng)不能很好地參與燃燒，只能降低爐溫影響燃燒和傳熱，并增大排煙損失，所以運行中應(yīng)盡量減少漏風(fēng)。

1）送風(fēng)量的調(diào)節(jié)。當(dāng)鍋爐負(fù)荷發(fā)生變化時，伴隨著燃料量的改變，必須對送風(fēng)量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。送風(fēng)量調(diào)節(jié)的依據(jù)是爐膛出口過量空氣系數(shù)，一般按最佳過量空氣系數(shù)調(diào)節(jié)風(fēng)量，以取得較高的鍋爐效率。另外，還要注意分析飛灰、灰渣中的可燃物含量，排煙中的CO含量，觀察爐內(nèi)火焰的顏色、位置、形狀等，以此來判斷送風(fēng)量的調(diào)節(jié)是否適宜以及爐內(nèi)工況是否正常。在調(diào)節(jié)風(fēng)量時應(yīng)主要以觀察風(fēng)機電流、風(fēng)壓、爐膛負(fù)壓、氧量等指示值得變化，以判斷調(diào)節(jié)是否有效。風(fēng)量調(diào)節(jié)時若出現(xiàn)風(fēng)機的“喘振”（喘振值報警），應(yīng)立即關(guān)小動葉，降低負(fù)荷運行。如果喘振是由于出口風(fēng)門誤關(guān)引起的，則應(yīng)立即開啟風(fēng)門。

負(fù)荷變化調(diào)整風(fēng)量時，一般負(fù)荷增加時應(yīng)先增加風(fēng)量，再添加燃料量；負(fù)荷降低時應(yīng)先減少燃料量再減少風(fēng)量，這樣動態(tài)中始終保持總風(fēng)量大于總?cè)剂狭?，確保鍋爐燃燒安全并避免燃燒損失過大。對于調(diào)峰機組，若負(fù)荷增加幅度較大或增加負(fù)荷較快時，為了保持汽壓不致過快下降，也可先增加燃料量，然后再緊接著增加送風(fēng)量。在低負(fù)荷情況下，由于爐膛內(nèi)過量空氣系數(shù)相對較多，因而在增加負(fù)荷時亦允許先增加燃料量再增加風(fēng)量。

2）爐膛負(fù)壓與引風(fēng)量的調(diào)節(jié)。目前電站鍋爐大都采用既有送風(fēng)機又有引風(fēng)機的平衡通風(fēng)方式，使?fàn)t膛煙氣壓力低于大氣壓力，即爐膛為負(fù)壓。爐膛負(fù)壓是反應(yīng)爐內(nèi)燃燒工況是否正常的重要運行參數(shù)之一。如果爐膛負(fù)壓過大，將會增加爐膛和煙道的漏風(fēng)。若冷風(fēng)從爐膛底部漏入，會影響著火穩(wěn)定性并抬高火焰中心，尤其是低負(fù)荷運行時極易造成鍋爐滅火；若冷風(fēng)從爐膛上部或氧量測點之前的煙道漏入，會使?fàn)t膛的主燃燒區(qū)相對缺風(fēng)，使燃燒損失增大，同時汽溫降低。如果爐膛負(fù)壓偏正，爐內(nèi)的高溫?zé)煔饩鸵饷埃@不但會影響環(huán)境、燒毀設(shè)備，還會威脅人身安全。爐膛負(fù)壓除影響漏風(fēng)外，還可反映爐內(nèi)的燃燒工況。運行實踐表明，當(dāng)鍋爐燃燒工況變化或不正常時，首先反映出的現(xiàn)象是爐膛負(fù)壓的變化。如果鍋爐發(fā)生滅火，首先反映出的是爐膛負(fù)壓劇烈波動并且向負(fù)方向到最大，然后才是水位、汽壓、汽溫、蒸汽流量的變化。因此運行中加強對爐膛負(fù)壓的監(jiān)視是十分重要的。大容量鍋爐的負(fù)荷測點通常裝在爐膛上部的大屏下方。

在相同時間時間如果從爐膛排出的煙氣量等于燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣量，爐膛負(fù)壓就保持不變。因此，當(dāng)鍋爐變化負(fù)荷時，隨著進(jìn)入爐內(nèi)的燃料量和風(fēng)量的變化，燃燒后產(chǎn)生的煙氣量也隨之變化，此時，應(yīng)相應(yīng)調(diào)節(jié)引風(fēng)量，使?fàn)t內(nèi)負(fù)壓為規(guī)定值。大型鍋爐裝有兩臺引風(fēng)機，與送風(fēng)機一樣，調(diào)節(jié)引風(fēng)量時需根據(jù)負(fù)荷大小和風(fēng)機的工作特性來考慮引風(fēng)機運行方式的合理性。負(fù)荷波動時，引風(fēng)量調(diào)整過程要根據(jù)鍋爐負(fù)壓規(guī)定值來確定。正常運行時，爐膛負(fù)壓一般保持在20-50Pa；在除灰、清渣或觀察爐內(nèi)燃燒時，爐膛負(fù)壓應(yīng)保持高些，約為50-100Pa。當(dāng)燃燒不穩(wěn)定時，爐膛負(fù)壓產(chǎn)生大幅度的變化，強烈的負(fù)壓波動往往是鍋爐滅火的先兆，這時，必須加強監(jiān)視并檢查爐內(nèi)火焰燃燒狀況，分析原因并及時進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)和處理。 [科]