低氮燃燒器運行后降低飛灰含碳量的措施

1、低氮燃燒器運行后降低飛灰含碳量的措施許耀華(徐州華鑫發(fā)電有限公司)【摘要】運用精益管理知識，對低氮燃燒器的運行方式進行優(yōu)化，主要從煤質(zhì)邊界條件進行燃煤摻配、低氮燃燒器再優(yōu)化、氧量、煤粉細度、調(diào)整配風方式等著手，取得了一定的效果。【關(guān)鍵詞】低氮燃燒器 配風方式 氧量 燃煤摻配前言低氮燃燒器是近幾年新上的項目，沒有太多的運行經(jīng)驗，而且各臺鍋爐的特性不同，安裝施工水平各異，所以對鍋爐的燃燒特性也有所不同，但是低氮燃燒器運行后普遍存在飛灰含碳量高，嚴重影響了機組煤耗，下面就低氮燃燒器如何降低飛灰含碳量經(jīng)驗做些分享。一、 設(shè)定主題華鑫公司#1鍋爐于12年9月份停運大修同步進行低氮燃燒器改造，11月份機組

2、啟動運行。#2鍋爐于13年4月份停運6月份機組啟動運行。兩臺鍋爐運行后存在的同樣的問題是飛灰含碳量偏大，較改造前平均上升約2%左右，影響供電煤耗上升約2.5g/KWh，因此部門將降低飛灰含碳量作為主攻目標，成立了以降低飛灰含碳量為目的的SDA小組，開展活動。二、 現(xiàn)狀把握現(xiàn)狀一：低氮燃燒器改造技術(shù)不成熟，改造后普遍存在飛灰含碳量高的問題;現(xiàn)狀二：低氮燃燒器對煤質(zhì)約束條件較多，現(xiàn)存煤質(zhì)結(jié)構(gòu)不能很好適應(yīng)低氮燃燒器運行需求;現(xiàn)狀三：低氮燃燒器運行時間短，運行經(jīng)驗欠缺;現(xiàn)狀四：自從低氮燃燒器改造后，煤質(zhì)條件相同情況下飛灰含碳量同比居高不下三、 設(shè)定主題降低飛灰含碳量：2014年飛灰含碳量控制在2%以內(nèi)

3、四、 要因分析影響飛灰含碳量的因素很多，燃煤摻配、低氮燃燒器、配風方式、氧量、燃燒器擺角、一次風率、煤粉細度等等還有其很多細節(jié)因素，都會導致飛灰含碳量偏大，各個因素都會影響，但是所有的因素混合發(fā)生作用時可能也會相互干擾。1)低氮燃燒器改造后，對煤質(zhì)的制約因素較多，需要對煤質(zhì)約束形成邊界條件，并在此基礎(chǔ)上進行合理的燃煤摻配;2)低氮燃燒器改造后，需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進行再優(yōu)化，以適應(yīng)煤質(zhì)需求。3)需要對現(xiàn)有的燃燒調(diào)整進行優(yōu)化，包括煤粉細度、氧量、一次風率、配風方式等。五、 對策制定1)在煤質(zhì)邊界約束條件下，進行燃煤摻配試驗，確定合理的摻配方式;2)利用機組停運時機對低氮燃燒器再優(yōu)化改造，主要從兩個方

4、面進行一是要在NOx值可控的基礎(chǔ)上適度增加燃燒中心氧量，這個可以考慮將貼壁風噴口與爐膛夾角由現(xiàn)在的0°適當加大;二為適當加大切圓直徑，在不影響NOx值和汽溫情況下;3)對影響飛灰含碳量的因素進行試驗，確定合理值;經(jīng)過不斷地試驗、總結(jié)，制定出具體的技術(shù)措施，降低飛灰含碳量。六、 對策實施低氮燃燒器改造煤質(zhì)邊界條件根據(jù)目前我司實際用煤、摻燒情況和運行結(jié)果，制定如下煤質(zhì)邊界條件：1) 摻配方式：A磨和C磨1:1摻配劣質(zhì)煤(揮發(fā)分12%Vd14%)，保證入爐劣質(zhì)煤摻燒比例25%、入爐混煤Vd16%、入爐混煤低位發(fā)熱量(4500大卡Qnet,ar5000大卡)的情況下，鍋爐飛灰含碳量2%;2)

5、 低位發(fā)熱量高于5500大卡或低于4300大卡的煤炭摻燒率達到50%的情況下，鍋爐飛灰含碳量2%。(一)燃煤摻配試驗;在煤質(zhì)邊界約束條件下，進行燃煤摻配試驗，確定合理摻配方式;摻配思路：(1)全取和摻配：主要考慮#1倉、#3倉、#4倉全取，但是從鍋爐燃燒安全的角度#3倉全取被排除;(2)在哪個倉摻配效果更佳;結(jié)論：從摻燒試驗結(jié)果看#1倉全取較#4倉全取，對飛灰更有利;從全取和摻配試驗結(jié)果看摻配比全取更有利。不同煤倉摻配的最佳組合;主要考慮#1倉和#3倉摻配對飛灰的影響;從原理上講#1倉是最下層，煤粉在爐內(nèi)停留時間相對最長燃盡最有利，但是#3倉處于火焰中心若是上下均有高揮發(fā)分煤質(zhì)助燃，燃盡效果應(yīng)

6、該最好結(jié)論：從摻燒效果看#1倉摻配較#3倉摻配對飛灰更有利，從鍋爐燃燒安全角度#3倉不進行劣質(zhì)煤的摻燒，若劣質(zhì)煤較多，考慮#1、#4倉摻配。燃煤摻配結(jié)果確認：1. 進行煤質(zhì)摻配試驗時，要連續(xù)跟蹤參數(shù)變化情況，對于可以確認的因素要進行適當調(diào)整后再觀察運行效果;2. 要及時檢查跟蹤參數(shù)變化情況，排除因為人員調(diào)整差別引起的飛灰差異，因為這會干擾對主要因素的判斷;3. 對一些不太好量化的煤質(zhì)指標但可能會引起飛灰變化較大的因素如煤的可磨系數(shù)不太好對所有的煤質(zhì)都進行量化，但是可以根據(jù)磨煤機的參數(shù)變化如差壓大、電流大、磨煤機出力加不上等異常參數(shù)及時發(fā)現(xiàn)判斷，然后對此類煤質(zhì)的摻配比例進行適當?shù)恼{(diào)整;根據(jù)煤質(zhì)邊

7、界條件和每天日跟蹤實際摻燒試驗結(jié)果，形成一套行之有效的燃煤摻配細則燃煤摻配實施細則1. 入爐煤摻配原則：(1) 每個原煤倉進煤Vdaf30%;(2) #1爐入爐煤平均含硫量0.8%，#2爐入爐煤平均含硫量1.0%;(3) #2原煤倉原則上只許加入符合要求流動性好的火車或汽運原煤：低位發(fā)熱量Qnet,ar在4700Kcal/Kg 5500Kcal/Kg之間，Vdaf35%;(4) 入爐煤低位發(fā)熱量Qnet,ar在4700Kcal/Kg 5000Kcal/Kg之間;(5) 入爐煤全水份10%;(6) 火車或汽車煤直供必須在有明確的化驗報告后進行。2. 對于Vdaf25%的煤種，原則上只可和Vdaf

8、35%可磨性好的煤種1：1摻配進底層磨;3. 對于Vdaf30%的煤種，可和Vdaf35%的煤種1：1摻配進各臺磨;4. 各原煤倉進煤控制Vdaf原則為：#15磨運行時#2最高，依次為#5、#4、#3、#1;#2-5磨運行時#2最高，依次為#5、#3、#4;5. 各原煤倉進煤流動性應(yīng)按照#2#5#3#4#1順序從好到壞進行摻配;6. 任何情況下單臺磨Vdaf25%的煤種和Vdaf35%煤種的摻配比例不得大于1：1，每臺爐Vdaf25%的煤種和Vdaf35%煤種摻配對應(yīng)的磨煤機數(shù)量不允許大于兩臺，#2、#5磨煤機任何情況下都不允許摻配Vdaf25%的煤種;7. 監(jiān)盤人員根據(jù)運行參數(shù)判斷煤質(zhì)異常后

9、應(yīng)及時向燃運專工反饋;8. 嚴格執(zhí)行上煤計劃三級審核，即計劃制訂人制定計劃審核人審核批準人批準值長執(zhí)行;(二)低氮燃燒器優(yōu)化改造第一次改造：在#1爐實施，將貼壁風噴口與爐膛的夾角由原來的0°調(diào)整為15°，目的是增加爐膛燃燒中心的氧量，使煤粉充分燃燒;二為將二次風與一次風夾角由原來的逆向10°改為0°，目的是相對增加切圓直徑，使燃燒更充分，經(jīng)過#1爐實施后，飛灰含碳量較改造前下降0.3-0.5，但未能根本改變飛灰高的趨勢;經(jīng)過討論后在#2爐實施的將二次風與一次風夾角由原來的逆向10°增加為順向5°。(三)燃燒調(diào)整優(yōu)化試驗(1)煤粉細度試

10、驗：煤粉細度和均勻性對飛灰含碳量的影響尤為巨大，由于目前煤粉細度的測量準確性、數(shù)據(jù)可信性不高，所以公司專門委托方天試驗單位對鍋爐煤粉細度進行了測試，根據(jù)細度測試結(jié)果，對磨煤機進行了煤粉細度的調(diào)整。(1) 氧量優(yōu)化試驗：低氮燃燒器的原理之一是燃燒中心缺氧運行，而飛灰含碳量的高低卻直接與此有關(guān)，所以這是一個矛盾統(tǒng)一體，氧量過大造成NOx值高，噴氨大隨之而來的是空預(yù)器堵塞，氧量低直接的就是飛灰大和高溫腐蝕，所以合適的運行氧量值對鍋爐的運行至關(guān)重要，但是由于氧量反應(yīng)較為遲緩且機組負荷是隨著AGC的變化而變化，所以鍋爐氧量較難與實際負荷相一致，針對這種情況，我們在規(guī)定氧量負荷對應(yīng)的前提下，直接規(guī)定了引風

11、機電流值與負荷的對應(yīng)值，這樣就能確保氧量及時迅速的補充進燃燒進程，確保了飛灰值的可控和廠用電率的控制。結(jié)論：機組負荷220MW時，氧量值對應(yīng)4.5時，飛灰含碳量走平，進一步提高氧量飛灰下降趨勢不明顯;機組負荷240MW時，氧量值4.0時飛灰值走平，進一步提高氧量飛灰下降趨勢不明顯;結(jié)論：機組負荷280MW時，氧量值對應(yīng)3.0時，飛灰含碳量走平，進一步提高氧量飛灰下降趨勢不明顯;機組負荷3000MW時，氧量值2.8時飛灰值走平，進一步提高氧量飛灰下降趨勢不明顯;根據(jù)試驗結(jié)果，給出氧量值和對應(yīng)的引風機電流匹配值機組負荷鍋爐氧量300MW以上2.5-2.7270MW-300MW2.8-3.5240M

12、W-270MW3.5-4.1220MW-240MW4.1-4.5200MW-220MW4.5-5.0機組負荷(MW)引風機電流(A)(運行高限)引風機電流(A)(正常值)200MW135A133210MW140A135220MW145A140230MW150A145240MW155A153250MW165A160260MW170A167270MW175A173280MW180A177290MW190186300MW200A193310MW210A198320MW215A205(2) 一次風率;一次風對爐膛而言是冷風，過多對燃燒不利，降低一次風率能控制煤粉細度(前提是保證粉管不能堵管和磨煤機不能

13、堵磨)同時在總風量一定的前提下降低一次風率能增加二次風量，有利于降低飛灰含碳量;我們從兩個方面著手控制一次風率l 控制一次風壓力;在保證粉管不能堵管和磨煤機不能堵磨的前提下，將可能降低一次風率;將一次風壓力與機組負荷相對應(yīng)機組負荷(MW)一次風壓力(KPa)200-2206.5-6.7220-2506.7-6.9250-2806.9-7.3280以上7.3-7.5l 控制磨煤機運行參數(shù)：從磨煤機出口溫度、冷熱風調(diào)門開度上給予明確要求;對煤質(zhì)揮發(fā)分Vdaf35%的煤質(zhì)，磨煤機出口溫度90-95，磨煤機正常運行中不允許開啟冷風調(diào)節(jié)門(3) 二次風配比試驗;在290MW負荷下，觀察輔助風風風門開度對

14、汽溫、氮氧化物和飛灰含碳量的影響。試驗中燃盡風四層均保持70%開度，OFA開度保持為95%， EE、DE、BC、AB、AA層風門開度分別保持為50%、50%、50%、50%、100%，A、B、C、D、E層輔助風風門開度分別為30%、30%、30%、30%、30%在290MW負荷下，燃盡風四層均保持100%開度，OFA開度保持為95%， EE、DE、BC、AB、AA層風門開度分別保持為100%、100%、100%、100%、100%，A、B、C、D、E層輔助風風門開度分別為30%、30%、30%、30%、30%結(jié)論：輔助風門開度大飛灰有明顯下降，但同時NOx值會上升較多和汽溫值會下降(4) 燃盡

15、風門;SOFA風門的配風;SOFA風門的開度分幾種情況進行試驗，優(yōu)先關(guān)閉下兩層SOFA風門優(yōu)先關(guān)閉最下層和最上層SOFA風門優(yōu)先關(guān)閉上兩層SOFA風門同步關(guān)閉SOFA風門,;這種試驗結(jié)果偏差不大，考慮到煤粉的后段燃盡性，我們要求燃盡風單獨全開這樣能保證足夠的動量和穿透力。結(jié)論：根據(jù)幾組風門擋板的開度試驗情況看，均等配風對飛灰含碳量較為有利，但是NOx值會升高;SOFA風門開度較小時對飛灰較為有利但NOx上升較為明顯;所以綜合看來在控制NOx合理范圍內(nèi)(我們規(guī)定NOx值不超過350mg/m3時，適當關(guān)閉SOFA風，加大燃燒中心的氧量，降低飛灰含碳量(5) 燃燒器擺角試驗在270MW負荷下，考察了主燃燒器豎直擺角對氮氧化物和飛灰含碳量的影響。試驗中燃盡風四層均保持100%開度，OFA開度保持為60%，EE、DE、CD、BC、AB、AA層風門開度分別保持為62%、30%、75%、35%、35%、100%，A、B、C、D、E層輔助風風門開度分別為11%、38%、38%、50%、38%，比較主燃燒器豎直擺角分別為30%、50%時各種指標的