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摘要：目前，我国电厂的锅炉机组运行效率普遍不高，引进超临界、超超临界锅炉对于提升运行经济性节约不可再生能源十分必要，本文结合600MW超临界直流锅炉进行分析，以燃烧调整为切入点对锅炉运行过程中的稳定性和经济性进行分析。通过对燃烧初期和燃烧过程中的调整方式分析介绍，可以得出有效地提升锅炉运行经济性的手段，另外也为有效控制氮氧化物的排放提供依据。
关键词：超临界锅炉；燃烧调整；直流锅炉
1引言
目前，我国的电力能源主要来自于燃煤火力发电。而一般情况下，火力发电电厂均面临着一个问题，即发电效率不高，存在较大的改善空间。提升电厂发电效率的一个方法就是引进超临界机组。通过对比机组设计运行情况和实际运行情况分析发现，机组运行还存在许多需要改进之处。对超临界机组的设计和运行进行优化研究，更好的促进超临界机组的高效运行和效率提升，本文针对锅炉燃烧调整问题对600MW超临界锅炉运行进行分析改进，更好地提升了锅炉的运行稳定性和效率。
2锅炉概况及运行特点
本单位选用超临界本生（Benson）直流锅炉，型号：HG1890/25.4-YM4。一次中间再热、滑压运行，配内置式再循环泵启动系统，固态排渣、单炉膛、平衡通风、Ⅱ型布置、全钢构架悬吊结构、露天布置。
水冷壁采用膜式水冷壁，下部水冷壁及灰斗采用螺旋管圈，上部水冷壁为垂直管屏。过热器受热面采用辐射对流型布置。再热器分为低温再热器和高温再热器两段布置，低温再热器布置于尾部双烟道中的前部烟道，末级再热器布置于水平烟道中。燃烧方式为前后墙对冲燃烧，采用30只低NOX轴向旋流燃烧器，前后墙各15只，分三层对称布置。A层燃烧器配有5支油枪，油枪采用机械雾化喷嘴，B层燃烧器配等离子点火装置。燃烧器上部前后墙各布置两层OFA装置，每层15只，共60只。
锅炉汽水分离器形式采用内置式汽水分离器。直流锅炉的启动系统按照分离器的不同可以分为内置式分离器启动系统和外置式分离器启动系统。外置式分离器启动系统一般在启动或者低负荷运行时使用，适用于定压运行机组。内置式分离器启动系统是指在机组正常运行时，从水冷壁出来的微过热蒸汽经过分离器，进入过热器，最终获得具有一定能量的蒸汽。此时的分离器起到分离和连接的作用，一般情况下，内置分离器一般分为扩容器式分离器、启动疏水热交换器式和再循环泵式换热器。在机组运行和启停过程中，内置启动式分离器均投入运行，因此该工艺方法具有控制效果好，过热器带水运行情况发生率低等特点。
直流锅炉的运行与汽包锅炉的运行相比有以下优点：
（1）直流锅炉的运行更为简单，操作维护工作量小，造价低，人工操作投入少。
（2）直流锅炉运行配置启动循环泵，因此水循环特性好，启动用水量和工质损失少。
（3）水冷壁下采取内螺纹管水冷壁，不设置节流圈，因此安全性高。
（4）直流锅炉的启动时间少，惯性小。
3锅炉冷态通风试验
锅炉进行检修后，根据需要进行冷态通风试验。测试结果应该满足启动要求，才可进行锅炉的启动。锅炉冷态通风试验的目的：
（1）核实锅炉燃烧系统的一次、二次风门挡板的安装位置，角度是否设置正确，调节是否合理。
（2）核对一次风、二次风的风压和风量、风速等数据是否在合适的范围，以保证燃烧要求。
4锅炉启动初期的燃烧调整
锅炉的点火一般采用等离子点火，在满足点火条件后，将燃烧器二次风挡板置点火位。启动密封风机（一运一备），启动一次风机，对B磨煤机进行暖磨。开始空预器辅助蒸汽吹灰管道暖管，点火后投入空预器吹灰。联系汇报后投入除尘、除灰系统运行。投入B磨暖风器运行，对B磨要充分暖磨，确保煤粉管壁温均大于70℃，保证等离子燃烧器快速稳定着火。点火时，B磨初始煤量控制为25t/h，待着火稳定后可降至15～20t/h，必要时隔绝1只等离子燃烧器，保证其他各只燃烧器的煤粉浓度。调整一次风量，密切观察各角燃烧器燃烧状况，确保着火正常，并根据燃烧情况逐步适当调整煤量、一次风门及二次风门开度，使各燃烧器燃烧稳定。锅炉进入升温、升压阶段。通过增减煤量控制升温升压速度，这阶段做好等离子的监视，发现断弧，及时拉弧。
在整个运行过程中，容易造成燃烧不完全或者分隔屏的过热器管壁出现超温现象，因此锅炉初期干态运行稳定性对锅炉的安全稳定运行至关重要，在燃烧调整上主要进行下述步骤：
（1）降低一次风量，一般设置在25m/s左右，另外增加对应层和上层二次风速，从而使得进风能够快速着火，另外，也能在炉膛内充分燃烧。
（2）提高一次风的温度，采用暖风器对一次风进行加热，提升磨粉机出口的风机混合物温度，使其粉管壁温维持在70℃左右，使得着火点提前，提高煤粉的燃烧稳定性和充分性。
（3）提升煤粉浓度，在锅炉升温升压曲线范围内，尽快磨粉机出口风粉混合物达到最佳煤粉浓度，确保其稳定燃烧。
（4）锅炉投煤初期，控制隔层燃烧器风门开度，降低炉膛火焰中心高度，从而有效降低分隔屏过热器底部温度。5鍋炉正常运行的燃烧调整
5.1风量及一次风、二次风调整。
（1）出口过量空气系数调整
锅炉运行时，一次风量的变化比例不大，控制炉膛出口处的过量空气系数主要依靠二次风量。运行时，保持过量的空气系数以保证锅炉的燃烧效率。燃烧过程调整时，需要依据炉膛火焰，测量飞灰和炉渣的含碳量，确定合理空气系数。
（2）一、二次风量调整
燃烧器的配风与燃烧需要的匹配性如果出现偏差，使得燃烧工况偏离设计值，导致燃烧的行程加长，炉膛出口处的温升较大。锅炉的各层一次风不均匀也极易导致燃烧中心发生偏斜，甚至贴壁燃烧，产生还原性气氛导致炉膛受热面结焦，最终使得水冷壁局部超温。
一般情况下，根据试验及调整经验总结的数据，可以将一次风速维持在25m/s左右。二次风挡板主要通过控制各层二次风门开度和炉膛差压，目的在于保持炉内的压力梯度：①保证进风量稳定，避免过剩系数过小或过大而出现燃烧效率降低；②保证炉内温度梯度稳定，有利于主、再热蒸汽温度平稳。二次风调整时，在不同负荷，参考最佳氧量调整。
（3）炉膛吹灰系统调整
保持炉膛内各个受热面的清洁，可以使煤粉燃烧后释放的热量更有效的吸收，提高锅炉效率。运行时，要保证炉膛内的负压的稳定性，吹灰过程中蒸汽吹扫受热面也会对炉膛负压产生一定影响，加强炉膛负压监视十分必要。负压的过大摆动都会对燃烧产生影响，负压过大，使得漏风量增加，负压摆动，各大风机出力不稳将加大安全隐患。每个班对空气预热器进行吹灰清洁，炉膛、水平及尾部的受热面每日白班、前夜班分层交替吹灰，基本可保证炉膛受热面足够清洁。
（4）制粉系统一次风量及磨煤机出口温度调整
热一次风与冷一次风混合后将煤粉吹入炉膛，一次风的风量和温度是影响煤粉在炉膛内燃烧好坏的关键。风量过高使煤粉气流行程长，会推迟着火使炉膛内火焰中心升高造成锅炉效率低、屏式过热器超温等；风量过低煤粉气流刚性不强，贴壁燃烧，容易产生还原性气氛造成受热面结焦。一般通过燃烧调整经验以及试验数据得出，维持一次风量与煤量风粉比为2.2左右、燃烧器风速25m/s为最佳。同时，提高磨煤机出口温度也是提高锅炉燃烧效率的手段之一，燃用特殊煤种时严格控制磨煤机出口温度，在保证安全运行的前提下提高经济性有利于锅炉平稳运行。
6结语
锅炉良好的燃烧状况对锅炉运行的稳定性和安全性具有关键性影响。另外，燃烧状况的不同也会引起排放物含量的差别，锅炉燃烧调整是降低氮氧化物排放的重要手段和方法。本文对锅炉运行燃烧初期和运行过程中的调整方式进行分析介绍，能够在一定程度上提升锅炉运行的效率和安全稳定性。
关键词：超临界锅炉；燃烧调整；直流锅炉
1引言
目前，我国的电力能源主要来自于燃煤火力发电。而一般情况下，火力发电电厂均面临着一个问题，即发电效率不高，存在较大的改善空间。提升电厂发电效率的一个方法就是引进超临界机组。通过对比机组设计运行情况和实际运行情况分析发现，机组运行还存在许多需要改进之处。对超临界机组的设计和运行进行优化研究，更好的促进超临界机组的高效运行和效率提升，本文针对锅炉燃烧调整问题对600MW超临界锅炉运行进行分析改进，更好地提升了锅炉的运行稳定性和效率。
2锅炉概况及运行特点
本单位选用超临界本生（Benson）直流锅炉，型号：HG1890/25.4-YM4。一次中间再热、滑压运行，配内置式再循环泵启动系统，固态排渣、单炉膛、平衡通风、Ⅱ型布置、全钢构架悬吊结构、露天布置。
水冷壁采用膜式水冷壁，下部水冷壁及灰斗采用螺旋管圈，上部水冷壁为垂直管屏。过热器受热面采用辐射对流型布置。再热器分为低温再热器和高温再热器两段布置，低温再热器布置于尾部双烟道中的前部烟道，末级再热器布置于水平烟道中。燃烧方式为前后墙对冲燃烧，采用30只低NOX轴向旋流燃烧器，前后墙各15只，分三层对称布置。A层燃烧器配有5支油枪，油枪采用机械雾化喷嘴，B层燃烧器配等离子点火装置。燃烧器上部前后墙各布置两层OFA装置，每层15只，共60只。
锅炉汽水分离器形式采用内置式汽水分离器。直流锅炉的启动系统按照分离器的不同可以分为内置式分离器启动系统和外置式分离器启动系统。外置式分离器启动系统一般在启动或者低负荷运行时使用，适用于定压运行机组。内置式分离器启动系统是指在机组正常运行时，从水冷壁出来的微过热蒸汽经过分离器，进入过热器，最终获得具有一定能量的蒸汽。此时的分离器起到分离和连接的作用，一般情况下，内置分离器一般分为扩容器式分离器、启动疏水热交换器式和再循环泵式换热器。在机组运行和启停过程中，内置启动式分离器均投入运行，因此该工艺方法具有控制效果好，过热器带水运行情况发生率低等特点。
直流锅炉的运行与汽包锅炉的运行相比有以下优点：
（1）直流锅炉的运行更为简单，操作维护工作量小，造价低，人工操作投入少。
（2）直流锅炉运行配置启动循环泵，因此水循环特性好，启动用水量和工质损失少。
（3）水冷壁下采取内螺纹管水冷壁，不设置节流圈，因此安全性高。
（4）直流锅炉的启动时间少，惯性小。
3锅炉冷态通风试验
锅炉进行检修后，根据需要进行冷态通风试验。测试结果应该满足启动要求，才可进行锅炉的启动。锅炉冷态通风试验的目的：
（1）核实锅炉燃烧系统的一次、二次风门挡板的安装位置，角度是否设置正确，调节是否合理。
（2）核对一次风、二次风的风压和风量、风速等数据是否在合适的范围，以保证燃烧要求。
4锅炉启动初期的燃烧调整
锅炉的点火一般采用等离子点火，在满足点火条件后，将燃烧器二次风挡板置点火位。启动密封风机（一运一备），启动一次风机，对B磨煤机进行暖磨。开始空预器辅助蒸汽吹灰管道暖管，点火后投入空预器吹灰。联系汇报后投入除尘、除灰系统运行。投入B磨暖风器运行，对B磨要充分暖磨，确保煤粉管壁温均大于70℃，保证等离子燃烧器快速稳定着火。点火时，B磨初始煤量控制为25t/h，待着火稳定后可降至15～20t/h，必要时隔绝1只等离子燃烧器，保证其他各只燃烧器的煤粉浓度。调整一次风量，密切观察各角燃烧器燃烧状况，确保着火正常，并根据燃烧情况逐步适当调整煤量、一次风门及二次风门开度，使各燃烧器燃烧稳定。锅炉进入升温、升压阶段。通过增减煤量控制升温升压速度，这阶段做好等离子的监视，发现断弧，及时拉弧。
在整个运行过程中，容易造成燃烧不完全或者分隔屏的过热器管壁出现超温现象，因此锅炉初期干态运行稳定性对锅炉的安全稳定运行至关重要，在燃烧调整上主要进行下述步骤：
（1）降低一次风量，一般设置在25m/s左右，另外增加对应层和上层二次风速，从而使得进风能够快速着火，另外，也能在炉膛内充分燃烧。
（2）提高一次风的温度，采用暖风器对一次风进行加热，提升磨粉机出口的风机混合物温度，使其粉管壁温维持在70℃左右，使得着火点提前，提高煤粉的燃烧稳定性和充分性。
（3）提升煤粉浓度，在锅炉升温升压曲线范围内，尽快磨粉机出口风粉混合物达到最佳煤粉浓度，确保其稳定燃烧。
（4）锅炉投煤初期，控制隔层燃烧器风门开度，降低炉膛火焰中心高度，从而有效降低分隔屏过热器底部温度。5鍋炉正常运行的燃烧调整
5.1风量及一次风、二次风调整。
（1）出口过量空气系数调整
锅炉运行时，一次风量的变化比例不大，控制炉膛出口处的过量空气系数主要依靠二次风量。运行时，保持过量的空气系数以保证锅炉的燃烧效率。燃烧过程调整时，需要依据炉膛火焰，测量飞灰和炉渣的含碳量，确定合理空气系数。
（2）一、二次风量调整
燃烧器的配风与燃烧需要的匹配性如果出现偏差，使得燃烧工况偏离设计值，导致燃烧的行程加长，炉膛出口处的温升较大。锅炉的各层一次风不均匀也极易导致燃烧中心发生偏斜，甚至贴壁燃烧，产生还原性气氛导致炉膛受热面结焦，最终使得水冷壁局部超温。
一般情况下，根据试验及调整经验总结的数据，可以将一次风速维持在25m/s左右。二次风挡板主要通过控制各层二次风门开度和炉膛差压，目的在于保持炉内的压力梯度：①保证进风量稳定，避免过剩系数过小或过大而出现燃烧效率降低；②保证炉内温度梯度稳定，有利于主、再热蒸汽温度平稳。二次风调整时，在不同负荷，参考最佳氧量调整。
（3）炉膛吹灰系统调整
保持炉膛内各个受热面的清洁，可以使煤粉燃烧后释放的热量更有效的吸收，提高锅炉效率。运行时，要保证炉膛内的负压的稳定性，吹灰过程中蒸汽吹扫受热面也会对炉膛负压产生一定影响，加强炉膛负压监视十分必要。负压的过大摆动都会对燃烧产生影响，负压过大，使得漏风量增加，负压摆动，各大风机出力不稳将加大安全隐患。每个班对空气预热器进行吹灰清洁，炉膛、水平及尾部的受热面每日白班、前夜班分层交替吹灰，基本可保证炉膛受热面足够清洁。
（4）制粉系统一次风量及磨煤机出口温度调整
热一次风与冷一次风混合后将煤粉吹入炉膛，一次风的风量和温度是影响煤粉在炉膛内燃烧好坏的关键。风量过高使煤粉气流行程长，会推迟着火使炉膛内火焰中心升高造成锅炉效率低、屏式过热器超温等；风量过低煤粉气流刚性不强，贴壁燃烧，容易产生还原性气氛造成受热面结焦。一般通过燃烧调整经验以及试验数据得出，维持一次风量与煤量风粉比为2.2左右、燃烧器风速25m/s为最佳。同时，提高磨煤机出口温度也是提高锅炉燃烧效率的手段之一，燃用特殊煤种时严格控制磨煤机出口温度，在保证安全运行的前提下提高经济性有利于锅炉平稳运行。
6结语
锅炉良好的燃烧状况对锅炉运行的稳定性和安全性具有关键性影响。另外，燃烧状况的不同也会引起排放物含量的差别，锅炉燃烧调整是降低氮氧化物排放的重要手段和方法。本文对锅炉运行燃烧初期和运行过程中的调整方式进行分析介绍，能够在一定程度上提升锅炉运行的效率和安全稳定性。