1、前言
    焦煤集團(tuán)熱電廠130t/h煤粉爐是為25MW汽輪發(fā)電機配置的煤粉爐，燃用無煙煤，投產(chǎn)后的一段較長時期內(nèi)，燃燒不穩(wěn)，多次發(fā)生滅火事故，在滿負(fù)荷下不能將全部制粉乏氣投人爐內(nèi)燃燒，負(fù)荷在110t/h以下必須投油助燃，機械不完全燃燒熱損失。高達(dá)17.4%，鍋爐熱效率僅有78.3%，月燃油消耗達(dá)70余t，一次冷態(tài)啟動耗油約15t，點火甚為困難。為達(dá)到節(jié)能降耗、安全生產(chǎn)的目的，從提高燃燒效率、降低生產(chǎn)消耗人手，對鍋爐運行情況進(jìn)行了分析，并采取了有效的措施。
2、低效高耗的原因分析
2.1 -、二、三次風(fēng)混合距離雜亂無章
燃燒器各股射流噴出后的混合距離，一方面受射流湍流強度的影響，另一方面受射流方向的影響。當(dāng)射流動量和煤粉濃度變化不大時，射流的湍流強度也不會有很大變化，因而此時的多股射流混合距離主要受制于射流方向。燃燒器的上、中二次風(fēng)及三次風(fēng)設(shè)計成上下擺動loo時，可以調(diào)整射流噴口的傾角來改變射流的混合距離，而擺動角度的調(diào)節(jié)是靠手動蝸輪蝸桿來帶動噴嘴轉(zhuǎn)動的，從面達(dá)到噴嘴擺動的目的。然而，蝸輪與蝸桿之間有一定的間隙，蝸輪與噴嘴之間的結(jié)合有時不牢，造成傳動機構(gòu)有一定的空行程，而且實際水平位置與指示零位有很大的差別，且差別大小不一，因而造成噴燃器傾角調(diào)整依據(jù)不可靠，混合距離長短不一，雜亂無章。若氣粉混合提前，則煤粉著火前一次風(fēng)就摻人大量較冷的空氣，降低了噴燃器區(qū)域的溫度，待煤粉運動到較高的溫度區(qū)域，吸收足夠的熱量才能著火。這樣，煤粉在爐內(nèi)的燃燒時間相對縮短，燃盡程度變差，飛灰可燃物含量增大。若氣粉混合推遲，則煤粉著火后得不到及時補氧，噴燃器區(qū)域呈現(xiàn)還原性氣氛，容易結(jié)渣，待煤粉運動到富氧區(qū)域后，才能發(fā)生強烈的氧化反應(yīng)，火焰中心偏上，煤粉在爐內(nèi)燃燒時間較短，也使飛灰可燃物含量增大�；旌暇嚯x雜亂無章時，爐內(nèi)燃燒強度分布不均勻性增大，局部區(qū)域易于結(jié)渣，局部區(qū)域不易著火，火焰總是偏上，引起較大的飛灰熱損失，降低了鍋爐熱效率。
富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
2.2入爐風(fēng)組織不合理
    鍋爐冷態(tài)試驗時，采用熱球風(fēng)速儀進(jìn)行了風(fēng)門特性的試驗工作，給出了風(fēng)門開度與測量風(fēng)速之間的關(guān)系。但是，試驗時測量點少，而且位置不合適，沒有反映噴燃器出口氣流的真實速度，加之風(fēng)門的空行程較大，回復(fù)重線性較差，致使按風(fēng)門特性曲線來調(diào)各噴燃器風(fēng)量時，誤差太大，人爐風(fēng)的組織分配達(dá)不到預(yù)期目的，造成配風(fēng)不合理。同層噴燃器的風(fēng)量不均勻，射流也就強弱不一。風(fēng)量大的地方，噴燃器區(qū)域溫度水平低，煤粉不易著火，燃燒遲延而且不穩(wěn)定，煤粉著火后在爐內(nèi)燃燒時間短，燃盡程度差；風(fēng)量小的地方，煤粉著火不能及時補氧，局部缺氧運行，而且煤粉氣流著火后，沒有足夠的湍流強度，得不到強烈的擾動與混合，不能創(chuàng)造煤粉顆粒與氧氣充分接觸的機會，均會使燃燒的不完全程度增加，形成了較大的機械不完全燃燒熱損失，降低了鍋爐熱效率。
2.3一次風(fēng)粉分配不均
    鍋爐的給粉量是靠調(diào)整給粉機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)的，而給粉機的給粉量與其刮板機特性、轉(zhuǎn)軸實際速度、煤粉倉的粉位等因素有關(guān)，控制盤的轉(zhuǎn)速表不能完全克服上述因素的影響，也就不能準(zhǔn)確地反映出每臺給粉機給粉量的大小，造成一次風(fēng)粉分配不均。一次風(fēng)粉分配不均，必然會出現(xiàn)局部風(fēng)多粉少或粉多風(fēng)少。風(fēng)多粉少時，會使燃燒器區(qū)域溫度水平降低，著火延遲，燃燒惡化；粉多風(fēng)少時，煤粉濃度大，煤粉時而受重力的影響而沉積，時而受湍流的作用卷入爐膛，形成脈動燃燒，威脅著燃燒的穩(wěn)定性。而且煤粉的燃燒處在還原性氣氛之中，爐內(nèi)容易結(jié)渣。無論是著火推遲還是爐內(nèi)結(jié)渣都將使火焰中心上移，飛灰可燃物和排煙溫度都會增加。另外，假如將各角風(fēng)量調(diào)整均勻，各股射流的動量差別很小，雖然煤粉濃度有所差別，但相互間的擴散也會由湍流擴散變?yōu)閷恿鲾U散，煤粉與空氣的混合強度變?nèi)�，削弱了碳的氧化反�?yīng)，增加了不完全燃燒程度。
2.4煤粉細(xì)度大
    煤粉細(xì)度與制粉系統(tǒng)通風(fēng)量、粗粉分離器折向擋板的開度等有關(guān)。依靠調(diào)節(jié)粗粉分離器折向擋板的開度來使煤粉細(xì)度降到Rm≤9%時，會使制粉系統(tǒng)的出力降低許多，無法滿足鍋爐運行的需要。排粉風(fēng)機通風(fēng)量為39910m3/h，鍋爐設(shè)計三次風(fēng)量對角為16494m3/h，運行中沒有排粉機的風(fēng)量特性曲線參考調(diào)整，制粉通風(fēng)量組織不合理，致使煤粉細(xì)度小( Rm≥15%)。較大的煤粉顆粒加熱到著火溫度時，需要更多的熱量，在大致相同的爐內(nèi)加熱條件下，加熱到著火溫度就需要較長的加熱時間，因而使著火推遲，而且煤粒著火后，表面形成熔渣層包覆內(nèi)部，氧就不容易滲入內(nèi)部與可燃成分發(fā)生反應(yīng)，相當(dāng)一部分碳不能燃燒，從而降低了煤的燃盡程度，增加了熱損失。同時，較大的煤粉顆粒受重力作用，在著火前就容易落人冷灰斗排出爐外，降低了鍋爐熱效率。
2.5工業(yè)水系統(tǒng)運行方式不舍理
    工業(yè)供水主要用于汽機凝汽器、大型回轉(zhuǎn)機械和化學(xué)取樣器等的冷卻、化學(xué)制水、除灰除渣系統(tǒng)沖灰沖渣。工業(yè)供水設(shè)計為循環(huán)水重復(fù)使用，機械設(shè)備和化學(xué)取樣器冷卻水排人灰漿池隨除塵灰漿一起排出，這樣，冷卻水就沒有很好地利用。運行中3臺深井泵必須啟動兩臺才能滿足除灰、冷卻等的需要，致使工業(yè)水泵用電量很大（占發(fā)電量的3.5%）。
3、采取的措施
3.1調(diào)整噴燃器傾角
    用水平儀實地標(biāo)定噴燃器水平位置，然后分段標(biāo)定傾角度數(shù)。檢查傳動機構(gòu)的重線性，對于重線性不好的調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行檢修處理，使同層燃燒器噴嘴傾角相同，且保證一、二次風(fēng)在煤粉著火后混合。無煙煤有火和燃盡困難等特點，在射流剛性不變的情況下，燃燒器的傾角應(yīng)為中二次風(fēng)下傾較小，上二次風(fēng)下傾較大，以達(dá)到入爐煤粉迅速著火強化燃燒的目的。
3.2重新組織入爐風(fēng)量
    為了更加可靠地測量噴燃器各股射流的流量，在風(fēng)管道上就地安裝均速管，配用U型壓力計測量流體的動壓值。為保證測量的準(zhǔn)確性，在噴口用標(biāo)準(zhǔn)畢托管對均速管進(jìn)行修正，并作曲線擬合，通過計算，將同層噴燃器噴口風(fēng)速調(diào)整一致，并以設(shè)計值為參考，根據(jù)無煙煤的燃燒特點，采用W3>W2上>W2T> w2+的配風(fēng)方案，對各層噴燃器的風(fēng)量進(jìn)行了重新分配。煤粉進(jìn)入爐膛后，較弱的中二次風(fēng)干擾小，能迅速著火，其流動譜型是旋轉(zhuǎn)上升，動量較大的上二次風(fēng)和三次風(fēng)能有力地穿透火炬，形成強烈的擾動混合，強化燃燒，增加煤粉燃盡程度。適中的下二次風(fēng)，可以有足夠的剛性拖住一次風(fēng)煤粉，又不會形成很強的卷吸將煤粉卷入下部，且氣流射人爐膛后向上彎曲，達(dá)到分段送風(fēng)的目的，有助下部燃燒，提高燃燒效率。獲得較好的風(fēng)量配比后，燃燒的穩(wěn)定性大大增強，可以增大爐膛出口過�？諝庀禂�(shù)，得到較為理想的過�？諝饬俊�
3.3調(diào)整一次風(fēng)粉分配的均勻性
    在一次風(fēng)門前安裝風(fēng)壓測點，測量不同風(fēng)速下管道的阻力，繪制風(fēng)壓一風(fēng)速關(guān)系曲線，這樣，就可以根據(jù)一次空氣流速，查得各管道的相對煤粉濃度。由于各一次風(fēng)管同時投入運行，且其流阻基本相同，在運行中保持各管道一次風(fēng)壓一致，就能達(dá)到風(fēng)粉分配均勻的目的。
3.4調(diào)整制粉系統(tǒng)
    制粉系統(tǒng)對電廠經(jīng)濟性的影響，主要表現(xiàn)在制粉電耗和機械不完全燃燒熱損失兩個方面。影響制粉電耗的因素主要有制粉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特性、制粉通風(fēng)量、煤質(zhì)、鋼球裝載量、煤粉細(xì)度等；影響機械不完全燃燒熱損失的因素主要表現(xiàn)在三次風(fēng)量和煤粉細(xì)度上，因此，在制粉管道上安裝測速管，測量三次風(fēng)量，對調(diào)整煤粉細(xì)度有重要的意義。調(diào)整制粉系統(tǒng)使其在計算通風(fēng)量，鋼球載量不變工況下運行，調(diào)整粗粉分離器折向擋板，得到無煙煤的推薦煤粉細(xì)度Rm= 8%，然后調(diào)整制粉系統(tǒng)的通風(fēng)量，得到不同的煤粉細(xì)度，制粉電耗和鍋爐熱效率。
4、結(jié)論與建議
    (1)噴燃器下傾程度，以不影響著火為宜，向下傾斜的空氣射流能夠促進(jìn)煤粉的燃盡。
    (2)選取較小的中二次風(fēng)速，對無煙煤著火十分有利。
    (3)較強的三次風(fēng)和上二次風(fēng)可以強化煤粉燃燒，降低飛灰可燃物。
    (4)保持合理的煤粉細(xì)度，對鍋爐的經(jīng)濟運行和安全運行有著重要作用。
    (5)-次風(fēng)粉均勻，不僅能使鍋爐燃燒穩(wěn)定，也能使鍋爐燃燒效率提高。
    (6)對工業(yè)水及排污水的綜合利用，可以降低廠用電率，收到良好的經(jīng)濟效益。
    (7)就地安裝風(fēng)速測量裝置，對加強現(xiàn)場監(jiān)督，保證鍋爐經(jīng)濟運行有著積極作用。