循环流化床锅炉降低床温燃烧调整试验研究

循环流化床锅炉降低床温燃烧调整试验研究

艾磊

（神华神东电力萨拉齐电厂内蒙古包头014100）

摘要：我国将长期使用火力发电，火力发电是主要的能源。为了全面减少污染，保证效率，需要优化设施，优化和提高技术能力，提高锅炉燃烧的有效性，促进火电厂的持续发展。

关键词：循环流化床锅炉；降低床温；燃烧调整

前言

循环流化床(CFB)锅炉可燃烧劣质煤，且调峰性能比煤粉炉好，污染物原始排放低，近年来得到快速发展。其中，带外置床的CFB锅炉很好地解决了CFB锅炉大型化受热面布置不足的问题，但是目前国内多数火电厂存在着煤质偏离设计煤种，导致运行参数不合理的问题。因此，有必要对锅炉进行燃烧优化调整，提高锅炉运行的经济性。

1锅炉燃烧问题

自锅炉投运以来，一方面，由于对燃烧器旋流挡板调整、风粉配合运行掌握不好，导致锅炉燃烧温度场不均，水冷壁壁温偏差大，左、右墙水冷壁垂直管管壁超温，使主蒸汽、再热蒸汽温度无法压红线运行；另一方面，由于燃烧器内部二次风配比不合理，导致燃烧器喷口结渣、烧损变形，两侧烟温偏差大，飞灰含碳量偏高且偏差大，降低了锅炉运行的经济性，影响了锅炉的效率。

2原因分析

由于燃烧器内部配风机构调节不合理，未充分考虑高挥发分煤质及轴流燃烧器内、外二次风旋流强度及风量，导致部分燃烧器旋流强度过大、燃烧距离过近、中心管风量不足，造成喷口区域温度过高、喷口回火、结焦严重、燃烧器口变形。这不仅降低了燃烧效率，导致燃烧和温度场分布不均，烟气中的CO含量偏差大；还造成锅炉水冷壁受热不均，壁温差增大以及局部超温。在锅炉运行中，缺乏对煤质和燃烧器一、二次风配风的分析和调整，未根据给煤量变化及时调整控制一次风风压及风量，也未根据煤质化验结果及时调整燃烧，一次风出口温度过高，造成提前着火。同时，二次风旋流强度大，使燃烧器出口整体旋流扩散角增大，推迟了一次风与二次风的混合，增加了煤粉气流不完全燃烧程度。且存在个别燃烧器配风机构挡板不一的情况，进一步增加了燃烧不均匀性，使得炉内烟气流场分布不均，降低了煤粉完全燃烧效率，导致受热面局部超温、烟气温差大，飞灰含碳量增加，也造成过热器受热面汽温偏差等一系列后果，降低了锅炉效率。未根据锅炉实际负荷考虑低NOX燃烧对受热面的影响。燃用含硫量小于1、的高挥发分烟煤，会使锅炉水冷壁出现高温腐蚀的现象，且程度严重；对超临界锅炉机组的影响更大，燃烧器喷口着火距离过近使周围水冷壁区域出现严重的局部高温现象以及水冷壁垂直管圈的局部超温现象，更易造成受热面高温腐蚀的发生。锅炉低负荷运行缺乏对SOFA(SeparatedOverFireAir，分离燃尽风)燃尽风的调整控制，基本不对燃尽风进行调整。在总风量并不大的状况下，仍然保持燃尽风全开状态运行，造成燃烧器二次风量不足、二次风刚性降低，减弱了一、二次风配合，使二次风滞后混入和燃烧器出口严重缺氧燃烧。这虽然进一步降低了NOX的生成，但也使得煤粉在炉内不能完全燃烧，造成烟气飞灰含碳量增大，降低了锅炉效率。另外，飞灰含碳量的增大，造成锅炉两侧烟道脱硝催化剂的局部磨损加剧。

3火电厂锅炉燃烧优化主要技术

3.1通过试验调整优化锅炉燃烧的技术

火电厂锅炉燃烧运行，需要全面保证科学稳定，才能确保运行品质，实现设备性能的良好配合。要想全面解决优化问题，避免出现不确定因素，则需要通过良好的科学试验，提取对应参数，才能进行推广与利用。对锅炉燃烧优化调整试验非常重要，试验过程中，需要提取相关技术参数，找到最合理的风煤比例系数，有效提取锅炉燃烧设备设置的运行最佳参数，制定合理科学的计算机控制曲线，只有全面取得技术参数，才能形成良好的曲线控制与指导，确保锅炉燃烧运行的稳定性。通过专业人员大量有效的单因素实验，拿到有效的标准，有效提高新机组试运行水平、保证旧机组设备正常使用、提取燃料种类配合比，确保新旧机组良好运行。

3.2基于燃烧理论的锅炉燃烧建模优化技术

火电厂锅炉燃烧优化是一个系统的工程，需要根据不同的机组形态做好技术选择，要充分结合各方面的理论研究成果，把理论转化成现实，通过理论指导做好建模技术运用，理论研讨主要是针对燃烧理论，按照燃烧理论标准，做好模型求解，保证模拟锅炉燃烧符合实际需求，这样通过建模研究，形成可以利用的锅炉燃烧优化模式与路径。这种方法虽然取得了一定的成效，但推进缓慢，因为计算复杂、耗时较长，对一些理论不成熟的机组，不能进行全面的推广与应用，更不能建立完善的锅炉模型，在线建模和燃烧优化主要应用范围是离线分析及高仿真研究上。

3.3基于燃烧设备改造的燃烧优化技术

燃烧设备需要符合时代需要，在长期的使用中，有一些功能已经无法满足生产需要，需要通过燃烧设备设计与改造做好性能提升，以此全面实现锅炉燃烧优化。对燃烧设备的改造能够大大提高运行整体效率，提升燃烧设备整体水平，随着技术的不断成熟与发展，已经投入生产建设中，但是在实际应用中，还需要把握好技术应用范围，避免出现后期运行的麻烦，此种技术主要应用在燃烧器设计及改造方面，但应用中会受煤种类型及燃烧制粉系统影响，整体运行不够稳定。

3.4基于检测技术的锅炉燃烧优化技术

锅炉检测至关重要，检测能够确保锅炉运行安全，及时发现问题，解决问题，使锅炉运行更加稳定可靠。那么，进行锅炉燃烧优化中，对检测系统的优化是一个主要的方面，通过利用检测技术改进与提高，全面实现燃烧优化目标。进行优化过程中，要利用锅炉炉膛内火焰检测技术、风煤测量技术、煤分析技术及锅炉燃烧排放物实时检测技术等来进行系统分析，提取相关的影响参数，保证参数合理性、可行性，最终实现锅炉的燃烧优化。锅炉燃烧运行需要有效的监测，相关技术人员需要时刻保证良好运行，通过实时监测烟气含氧量、燃烧煤粉浓度、飞灰含碳量及火线图像等相关参数控制，进一步调节好锅炉燃烧程度，全面达到合理运行，提升煤炭燃烧效果。一些电厂安装的参数测量仪不够准确，运行过程中的测量效果不好，影响设备功能，只有全面提升测量精准度，才能有效提升燃烧效率，实现设备优化调整。

3.5利用火焰检测技术实现锅炉燃烧优化

传统火电厂发电运行过程中，需要做好严格的检测，通过各方面的检测与观察，才能保证燃烧质量。运行过程中，需要通过火焰检测技术对火电厂锅炉燃烧情况做系统全面的监测，这样，当锅炉出现点火不当或处于长时间低负荷运行时，就能有效避免出现锅炉炉膛爆炸问题，对锅炉运行整体情况进行控制。火焰检测技术的优化能够全面提高锅炉燃烧效率，要在实际运行过程中，对锅炉炉膛安全做好监测，形成技术支撑。随着技术的不断进步与发展，各种新技术、新方法层出不穷，当前，应用比较广泛的火检技术主要是数字式火检技术及图像式火检技术，通过数字检测能够提取有效参数，对运行过程进行调整与控制，图像技术更能够直观看到运行出现的问题，保证锅炉运行的稳定，虽然很多电厂主要把火检技术应用在炉膛安全监视上，但是还存在非常多的问题，这些问题将会在发展中得到有效解决。

结束语

通过对锅炉旋流燃烧器优化调整，对不同的煤质采取合理调整旋流燃烧器配风方式及燃尽风量在不同负荷工况下的调整方式，有效提高了锅炉的燃烧工况和效率，降低了锅炉飞灰含碳量及对冲燃烧前后左、右墙水冷壁壁温偏差；提高了受壁温制约的主、再热蒸汽温度，降低了发电煤耗；解决了锅炉实际运行中燃烧异常以及锅炉受热面的安全隐患问题，降低了NOX排放。

参考文献

[1]向柏祥，李建峰，杨海瑞，等．大中型循环流化床锅炉机组运行现状分析[J]．锅炉技术，2016，47(5):31－42．

[2]孙献斌，胡昌华，李星华，等．600MW超临界循环流化床锅炉外置床壁温特性分析[J]．电力建设，2014，35(4):6－9．