制粉系统运行方式对锅炉燃烧的影响及其调整

      漳泽发电厂1，2号100MW机组采用武汉锅炉厂生产的WGZ-410/100-4型锅炉，燃烧器为四角布置直流煤粉燃烧器，均等配风，悬浮燃烧方式。1号炉每台燃烧器布置有3个一次风口、4个二次风口和1个三次风口，；2号炉每台燃烧器有3个一次风口、3个二次风口和1个三次风口。煤粉气流四角射入炉膛后形成两个假想切圆，1，3号角煤粉气流沿小切圆(￠470)射入，2，4号角煤粉气流沿大切圆
  
  (￠700)射入。每台炉配备2套筒式钢球磨中间储仓式制粉系统，制粉乏气作为三次风沿对应大小切圆射入炉膛，以利用未分离掉的煤粉。运行中发现1，2号炉制粉系统的运行方式对锅炉燃烧和参数影响较大，1号制粉系统单独运行时对锅炉燃烧扰动较小，两侧主汽温偏差不大，锅炉运行相对平稳，基本能满足机组低负荷运行要求；但2号制粉系统单独运行时，对锅炉燃烧的扰动明显增大，锅炉燃烧稳定性变差，且两侧主汽温度偏差大，1号管汽温较低，不能满足最低参数要求。
  
  1 制粉系统运行方式对锅炉燃烧的影响
  
  中间储仓式制粉系统对锅炉燃烧和参数的不利影响，根本原因是其乏气作为三次风进入炉膛后降低了炉内温度，对炉内燃烧产生了较大扰动，使燃烧不稳，煤粉着火推迟，火焰中心上移，缩短了煤粉在炉内的燃烧时间，导致不完全燃烧损失增大、锅炉排烟温度升高、飞灰含碳量增大，使机组运行安全性和经济性受到不同程度的影响。
  
  1.1三次风对锅炉燃烧的扰动
  
  三次风是将制粉系统的乏气送入炉膛燃烧，以利用乏气中的煤粉，它具有风量大、风速高、风温低的特点。由于制粉系统的给煤槽不是封闭的，系统运行中大量冷风由下煤管处进入，直接降低了干燥风温；同时制粉系统漏风量增大，也减少了高温风的进入，使作为三次风的制粉乏气温度较低。三次风温度低、煤粉含量大，着火困难，加上锅炉燃煤与设计煤种相差较大，最终降低了炉内煤粉气流着火、燃烧的稳定性。
  
  三次风对炉内燃烧扰动不仅与其本身特点有关，而且与三次风口布置的位置有关，1号制粉系统所对应的1，3号三次风沿小切圆射入，射流距炉内火焰中心位置相对较近，着火燃烧较快，对炉温影响较小，对炉内燃烧的扰动就小；而2号制粉系统对应的2，4号三次风是沿大切圆射入的，射流距炉内火焰中心位置相对较远，所携带的煤粉不能及时达到着火温度。
  
  1.2三次风对锅炉飞灰含碳量的影响
  

  飞灰含碳量是由于煤粉在炉内燃烧不完全造成的。由于制粉系统运行引起的飞灰含碳量增加，总的说来是由于大量低温三次风进入炉膛，降低了炉内温度，推迟了煤粉气流着火，使煤粉在炉内的燃烧时间缩短，从而增大了煤粉含量(主要是三次风所携带的大量低温煤粉的不完全燃烧量)，增大了飞灰含碳量。制粉系统的不同运行方式造成飞灰含碳量增大的程度也有所不同。1号制粉系统运行时，1，3号三次风射入，离火焰中心较近，加热快、着火迅速，煤粉在炉内的燃烧完全程度高，飞灰含碳量变化不大；2号制粉系统运行时，其所对应的2，4号三次风沿大切圆射入，煤粉气流离火焰中心位置较远，着火时间推迟，不完全燃烧增大，飞灰含碳量增大。双制粉系统运行时，由于三次风量进入炉膛较多，炉内温度相对降低多，煤粉在炉内的着火、燃烧推迟，加上三次风中的大量煤粉不能及时着火燃烧，不完全燃烧量大幅上升，飞灰含碳量增加。

1.3制粉系统运行对排烟温度的影响
  
  制粉系统运行时系统漏风，尤其是1，2号炉制粉系统给煤槽不封闭，从下煤管处进入大量冷风，减少了空气预热器的进风量，使排烟温度升高。大量低温三次风进入炉膛，降低了炉膛温度，使着火推迟，炉膛火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，也导致排烟温度上升。制粉系统漏风越大，火焰中心越上移，排烟温度上升幅度越大。所以双制粉系统比单制粉系统运行时的排烟温度上升幅度大。
  
  1.4制粉系统对过热蒸汽两侧温度差的影响
  
  沿炉膛宽度烟气温度和烟气流速的不同，是导致两侧过热器吸热不均产生热偏差的原因之一。制粉系统运行方式的不同，引起两侧主汽温偏差的大小也不同，这是由于三次风对炉内烟气旋转动量的影响不同所致。1号制粉系统运行时，1，3号三次风沿小切圆进入，对炉内烟气的旋转力矩小，炉内烟气的旋转动量增加不多，炉膛出口烟气旋转小，烟气偏差小，所以过热蒸汽两侧温度偏差小。2号制粉系统运行时，其所对应的2，4号三次风沿大切圆射入，较高的三次风压对炉内烟气旋转力矩较大，在炉膛出口产生的较大旋转，使两侧过热蒸汽温度偏差增大。双制粉系统运行时，1，3号三次风与2，4号三次风相互干扰，对炉内烟气旋转力矩较小，所以两侧的过热蒸汽偏差较小。
  
  2 采取的措施
  
  (1)合理调整制粉系统运行方式。低负荷时尽可能单制粉系统运行，降低三次风对锅炉燃烧的扰动。封闭给煤槽，保证制粉系统严密性，减少外部空气漏入制粉系统，及时对预热器受热面进行清灰，增加受热面传热能力，提高热风温度，以利于三次风煤粉着火燃烧，减少对炉膛燃烧的扰动。三次风喷口改造为水平浓淡相喷嘴，使浓相煤粉气流进入炉膛时在向火侧，淡相煤粉气流在背火侧，以利于煤粉及时着火燃烧，从而减少因三次风煤粉着火困难对炉内燃烧的影响。低负荷运行时，在保证制粉干燥风温的前提下，合理开启制粉系统再循环风门，减少三次风量，降低三次风对锅炉燃烧的扰动，保证锅炉低负荷稳燃。
  
  (2)合理调整燃烧。双制粉系统运行时，减少上排给粉量，增加下排给粉量，降低火焰中心位置，延长煤粉在炉内的燃烧时间。合理配风，保证炉内气粉混合良好，保持炉膛出口最佳过剩空气系数。
  
  (3)确保制粉系统的严密性，减少系统漏风，增加空气预热器进风量，提高三次风温，减少因三次风进入而引起的炉温降低，加快煤粉气流着火燃烧速度，降低火焰中心位置，使炉膛出口烟气温度降低，同时减少烟道各部漏风，保持受热面清洁，以达到降低排烟温度的目的。
  
  (4)均匀炉膛热负荷，降低炉内烟气旋转动量。合理配风，使各层喷燃器出口风速一致，煤粉浓度相同。调整炉内火焰，使其分布均匀，火焰中心位置适当。由于2号制粉系统单独运行时，两侧主汽温偏差较大，在2号制粉系统单独运行时，适当开启制粉系统再循环风门，降低三次风射流对炉内烟气的旋转力矩，并适当关小对应2，4号角上二次风挡板，降低对应角的射流强度，减少炉内烟气的旋转动量，使炉膛出口烟气偏差减小，实现两侧主汽温基本平衡。