300MW煤粉锅炉优化燃烧调整的实践 摘要：针对蒲洲发电分公司2*300MW机组投产以来，锅炉运行调整中存在的一次冷风用量大、一次风率太高、一二次风压偏高、磨煤机运行不合理的问题，进行专题分析，做出了有针对性的调整，采取了停运一台磨煤机、降低一二次风压、降低磨煤机密封风/一次风差压、提高磨煤机出入口温度、控制磨煤机一次风量、改变磨煤机出力分配、控制锅炉烟气含氧量、优化锅炉配风等一系列措施，优化锅炉燃烧，增强了锅炉的低负荷稳燃能力，降低了炉膛出口烟气温度，减少了锅炉冷风用量和减温水用量，降低了锅炉排烟温度，提高了机组的经济效益关键词：锅炉 燃烧 调整一、设备概况介绍山西蒲洲发电分公司2300MW锅炉为亚临界压力一次中间再热自然循环汽包炉，单炉膛、倒U型布置、四角布置切圆燃烧方式、直吹式制粉系统、平衡通风、全钢架悬吊结构、半露天布置、固态排渣炉膛的四周是膜式水冷壁，在炉膛上部布置有墙式再热器和分隔屏过热器，炉膛出口处布置有后屏过热器水平烟道中沿烟气流向依次布置了后屏再热器、末级再热器和末级过热器在后竖井烟道中沿烟气流向依次布置了低温过热器和省煤器锅炉的尾部烟道布置了两台半模式三分仓空气预热器。
此外，炉内还布置了顶棚过热器和包墙过热器炉膛采用四角切圆燃烧，每角共装设十四层喷嘴，五层煤粉燃烧器、七层二次风、两层燃烬风每层煤粉燃烧器周围配有周界风，在七层二次风之中配有三层轻油燃烧器煤粉燃烧器自下而上编号为A、B、C、D、E，二次风喷嘴自下而上编号为AA、AB、BC、CC、DD、DE、EE，燃烬风喷嘴编号为OF1、OF2，油层燃烧器自下而上编号为AB、BC、DE十四层喷嘴除OF1、 OF2两层燃烬风喷嘴由手动驱动作+30～-5℃摆动外，其余由摆动气缸驱动作整体上下摆动，最大摆角为30℃锅炉采用冷一次风机正压直吹式制粉系统，配有五台ZGM95G型中速磨，正常运行时四运一备配有两台静叶可调轴流式引风机、两台动叶可调轴流式送风机、两台离心式一次风机在后屏过热器下方炉膛两侧各装有一只烟温探针，在锅炉启动过程中，监视炉膛出口烟气温度二、锅炉运行中存在的问题2.1 一次冷风用量偏多锅炉运行中最忌讳的是漏风量大，更忌讳用大量的冷风锅炉冷风用量偏大有如下害处：2.1.1 冷风用量越大，在进入炉内风量（氧量）一定的情况下，热风必然要减少众所周知锅炉燃烧所需的能源是煤、油、天然气，但事实上热风也是热量，少用冷风的目的就是要多用热风，因为进入炉内的风量是一定的。
例如：冷风的温度是环境温度，热风温度在320℃左右时，计算直接影响发电煤耗如下：冷风量130t/h 大约相当于100kNm3/h空气的比热 0.35kcal/（m3.℃）温差 290℃（310℃—20℃）平均负荷 280MW/h煤耗 5.18g/kwh〔（100*1000*0.35*290 *1000）/（280000*7000）〕2.1.2 冷风用量越大，一次风机做功越多由于一次风压高，在10～12KPa之间时，每送1 t/h冷风量一次风机大约需要0.76A电流尽管此时送风机电流有所减少，但由于二次风压低， 在2.3KPa左右时，每送1 t/h风量大约需要0.2A电流虽然风量和电流不是成比例关系，但差距是很大的，对供电煤耗的影响也是很大的2.2 一次风率太高从我厂目前燃煤的挥发份和发热量来看，煤种基本上是属于普通烟煤或者是劣质烟煤，一次风率应控制在30%左右即可，而目前运行中在较好的情况下也在38%左右，且超过40%的运行时间也是很多的一次风率偏高的危害如下：2.2.1 使着火推迟，火焰中心上移通常一次煤粉气流进入炉内的燃烧分三个阶段：着火前的准备阶段、燃烧阶段、燃尽阶段。
着火前的准备阶段即煤粉进入炉内从干燥、加热、升温到着火点的时间，与运行方式有关的，影响因素主要有磨煤机出口温度和一次风量，当然与锅炉结构和燃烧器的形式也有关系，但由于后者是不能改变的，因此不讨论这方面的因素煤粉气流着火热可用如下公式粗略计算：Qzh=(Cmf+V1kC1k)(Tzh-T1k) 式中：Qzh——煤粉着火吸热量 kJ/kg Cmf—— 煤粉的比热容 kJ/（kg.℃） V1k—— 一次风量 m3/kg C1k—— 空气的比热容 kJ/（m3.℃） Tzh—— 煤风气流的着火温度 ℃ T1k—— 一次风的初温（磨出口温度） ℃试验表明，当燃烧器出口一次风速从28m/s增大到33m/s，煤粉气流着火热大约增加30％，着火时间推迟，火焰中心上移，火焰最高温度区域升高2m左右，炉膛出口辐射受热面壁温升高，安全性能下降磨煤机出口温度提高10℃，煤粉着火吸热量大约减少3.3%。
2.2.2 一次风管磨损速度加快一次风管磨损速度与管道的耐磨性能、煤粉的特性（硬度、浓度、棱角度）和风速有关，其中与速度的3.33次方成正比，当风速从28m/s增大到33m/s时，磨损速度加快127%，是原来的2.27倍2.2.3 稳燃性能下降一次风速增加后，煤粉气流的着火热相应增加，煤粉着火推迟，锅炉的低负荷稳燃性能大大下降，灭火可能性加大，低负荷的助燃油量增加2.3 一、二次风压偏高回转式空气预热器内气流有三种，即烟气、一次风、二次风，烟气为负压，一次风、二次风均为正压，所以在动静部件之间不可避免的存在漏风回转式空预器的漏风是三维的，一次风有一部分在空气预热器内是漏到二次风侧的，还有一部分是直接漏到烟气侧的，二次风也有一部分漏入烟气侧较高的一、二次风压加大了空气预热器的漏风，试验表明：尾部烟道由于漏风造成的过量空气系数每增加1%，供电煤耗将增大4g/kwh以上2.4 磨煤机运行不合理目前运行中磨煤机出力分配采用平均分配法，每台磨煤机出力基本一致，上排磨煤机出力较大，飞灰可燃物大磨煤机运行台数较多，一般单台磨煤机出力在35t/h时就启动了下一台磨煤机，造成冷风用量增加，磨煤机入口温度降低，磨煤机干燥出力不足。
磨煤机出口温度按照设计要求控制在（75—85）℃，出口温度较低，煤粉着火热增加加磨煤机出口风压偏高，一次风速增加，也不利于煤粉气流着火燃烧三、采取措施3.1 加强运行调整，减少冷风用量具体措施有：3.1.1 停运一台磨煤机，减少磨煤机的运行台数由此带来的好处有：3.1.1.1 减少了冷风用量实践证明，同等负荷下，停运一台磨煤机，可减少冷风用量40t/h左右，直接影响供电煤耗1.6g/kwh3.1.1.2 磨煤机电耗、一次风机电耗及送引风机电耗降低，锅炉厂用电率降低同等负荷下四台磨与三台磨电流比较如下：负荷180(MW)四台磨三台磨节省的电流值磨煤机总电流（A）13710928一次风机总电流（A）（变频调节）11610214引风机总电流（A）23322853.1.1.3 锅炉稳燃性能增加停运一台磨煤机后，运行磨煤机出力增加，煤粉浓度增加，在一定的范围内，高的煤粉浓度可以使单位体积燃烧释放热量的强度增大，单位容积内辐射粒子数量增加，风粉气流的黑度增加，有利于迅速吸收炉膛辐射热量，以利于着火；煤粉浓度的增大，使得煤中挥发份析出后其浓度增加，促进了可燃物质的着火煤粉浓度在一定的范围内，煤粉着火的最低炉温随煤粉浓度的增加而降低。
因此，较高的煤粉浓度易于着火燃烧，提高了锅炉的燃烧稳定性3.1.2 降低一次风压一次风压降低后，一方面通过冷风调整门的冷风量减少，第二，通过空预器的漏风减少，引送风机、一次风机电耗降低，排烟热损失相应减少；第三，一次风压降低后，磨煤机的通风量减少，磨煤机入口热风调整门逐渐开启，调门节流损失减少目前一次风母管压力和锅炉燃煤量关系如下表所示：燃料主控指令（%）03075100一次风母管压力（kPa）91010113.1.3 控制磨煤机密封风一次风差压1.5—2.3KPa，辊式中速磨煤机在静止部件和运转部件之间设有密封，包括磨盘密封、磨辊密封、拉杆密封控制磨煤机密封风一次风差压，可以降低由此途径进入磨煤机的冷风用量，同时延长密封件的使用寿命3.2 化磨煤机的运行3.2.1 提高磨煤机出口温度蒲洲发电分公司锅炉燃用的煤种绝大多数为劣质烟煤，挥发份、发热量低，水分、灰分含量较大，原设计磨煤机出口温度为85℃，经过多方考证，将磨煤机出口温度提高至95℃，减少了煤粉的着火热3.2.2 提高磨煤机入口风温入口风温提高后，磨煤机的干燥出力增加，使磨煤机的磨煤出力、通风出力、干燥出力相协调，提高磨煤机出力，降低磨煤机电流，降低冷风用量，降低排烟温度。
3.2.3 重新调整磨煤机出力分配，加大下排磨煤机出力，减小上排磨煤机出力，既有利于燃料的完全燃烧，也增加了燃烧的稳定性3.2.4 根据磨煤机电流、石子煤量的多少，判断煤种磨制的难易程度，灵活改变磨煤机变加载力，对可磨性系数大的煤种，减小加载力，减少磨盘磨辊等研磨部件的磨损；对于可磨性系数小的煤种，增加加载力， 提高磨煤出力3.2.5 控制磨煤机通风量，降低一次风速，减少煤粉着火热，使煤粉提前着火，同时又降低了煤粉细度，增大煤粉的表面积，煤粉易于着火磨煤机出力和磨煤机入口风量之间的关系如下：煤量（t/h）0254050风量（t/h）505070833.3 优化锅炉配风3.3.1 锅炉负荷发生变化时，随着燃料量的变化，送风量也需进行相应的调整氧量是送风量否合适的参数，它与锅炉负荷、配风工况、燃料性质等因素有关锅炉负荷越大，氧量越小，以减少排烟热损失；锅炉负荷越低，炉膛温度低、扰动差，需要增加风量维持不致太差的炉内空气动力场，稳定燃烧、提高汽温，故氧量越大；煤质差，着火燃烧困难，需要较大的氧量运行中，按照氧量与负荷的对应关系控制氧量如下：主汽流量（t/h）04006008001000氧量(%)1064.84.53.53.3.2 运行中根据煤质合理掌握二次风的送入时机，及时、分批送入二次风，二次风送入太早，相当于增加了一次风量，使得着火推迟，二次风送入太迟，又会使得燃烧后期缺风，造成不完全燃烧。
所以，着火后二次风应及时混入二次风一下子全部混入一次风对燃烧也是不利的因为二次风的温度大大低于火焰温度，大量低温的二次风混入会降低火焰温度，使燃烧速度减慢，甚至造成灭火二次风最好能按燃烧区域的需要及时送入，做到燃烧不缺氧，又不会降低火焰温度，这样燃烧才能完全锅炉总体采用缩腰型配风，即下二次风AA风开度保持在（80—100）%之间，保证下排煤粉不下沉，减少大渣含碳量；中二次风适当减小，利于着火与燃烧；上二次风EE风开大，保证燃料完全燃烧，减少飞灰含碳量目前二次风采用如下控制方式：3.3.2.1 周界风和磨煤机出力关系煤量（t/h）0304050开度（%）53040403.3.2.2 二次风箱/炉膛差压△P的控制（kPa）主汽流量（t/h）03709501010二次风箱差压（kPa）0.380.380.900.903.3.2.3 二次风挡板的开度控制辅助风挡板指令（%）03080100二次风箱开度（%）303050503.3.2.4 。