隨著電力體制改革及電源建設(shè)步伐的加快，電力供需矛盾基本緩和，但是由于用電結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，日負(fù)荷曲線中峰谷差呈逐年增大的趨勢。預(yù)測2000年，每年的最小負(fù)荷率將低于0.6，規(guī)劃中的機(jī)組必須具有40%以上的深度調(diào)峰能力。而大容量機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行時煤耗量是隨著負(fù)荷降低而逐步上升的。據(jù)統(tǒng)計，一臺300 MW機(jī)組在120 MW出力時煤耗高于125 MW機(jī)組的平均水平，而100 MW機(jī)組啟停比較方便，調(diào)峰作用比大機(jī)組如600MW機(jī)組帶到35%負(fù)荷調(diào)峰經(jīng)濟(jì)性要好，適應(yīng)性要強(qiáng)，因此挖掘鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃能力和節(jié)能降耗是100 MW機(jī)組當(dāng)前最重要的工作。
    娘子關(guān)電廠3號爐為HG-410/100-8型鍋爐，與100 MW汽輪發(fā)電機(jī)組成單元機(jī)組。在1999年大修中，對鍋爐本體及其輔機(jī)作了較大規(guī)模技改，為3號爐的深度運(yùn)行調(diào)整試驗(yàn)提供了技術(shù)保障。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1、技改后設(shè)備概況
    娘子關(guān)電廠3號爐為超高壓自然循環(huán)固態(tài)排渣煤粉爐，爐膛寬9.98 m，深9.98 m，高27.2m，運(yùn)行煤種為陽泉無煙煤，燃料元素分析見形穩(wěn)燃器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。在爐膛四角噴燃表1。燃燒器布置在爐膛正四角，假想切圓直徑為980 mm，在中、下一次風(fēng)噴口中裝有船器兩側(cè)從標(biāo)高11 630 mm向上的水冷壁上敷設(shè)有110m2衛(wèi)燃帶。在燃燒器區(qū)域前后墻下一次風(fēng)標(biāo)高(12m)和兩側(cè)墻上二次風(fēng)標(biāo)高(14 m)共安裝有8只爐膛蒸汽吹灰器。燃燒器設(shè)計參數(shù)見表2。尾部豎井煙道中省煤器和空預(yù)器分別更換為鰭片式省煤器和熱管式空預(yù)器，以減輕積灰和低溫腐蝕，提高熱風(fēng)溫度。冷灰斗排渣口由冷灰斗簡單接沖渣溝結(jié)構(gòu)改為撈渣機(jī)水封結(jié)構(gòu)，爐膛密封性能變好。
    制粉系統(tǒng)采用鋼球磨中閥儲倉式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)，粗粉分離器由徑向型更換為WL-CB-L4385多通道軸向型，均勻性指數(shù)1.0～1.15，R90=8%～12%，分離效率≥70%，細(xì)粉分離器分離效率≥90%。配有兩個煤粉倉，l號煤粉倉供l4、24角6個噴口；2號煤粉倉供34、44角6個噴口。
2、試運(yùn)行狀況及結(jié)渣原因分析
2.1試運(yùn)行狀況
    3號爐大修后試運(yùn)行發(fā)現(xiàn)火焰不穩(wěn)定，火色偏紅，爐內(nèi)燃燒工況整體較差，結(jié)渣嚴(yán)重，頻繁發(fā)生掉渣滅火，飛灰含炭量10%—12%。
2.2結(jié)渣原因分析
2.2.1  風(fēng)速、煤粉濃度的影響
    風(fēng)速調(diào)整前運(yùn)行人員習(xí)慣于送風(fēng)總風(fēng)壓3.8～4 kPa，一次風(fēng)門擋板全開，上上二次風(fēng)門關(guān)閉，上二次風(fēng)門擋板開度較小，氧量維持很低(2%～3%)，偏二次風(fēng)不投，經(jīng)在97 MW負(fù)荷下測試發(fā)現(xiàn)：
    (1)一次風(fēng)速（見表3）高于設(shè)計值，且有較大偏差，造成在下一次風(fēng)標(biāo)高火焰中心靠近前墻，在中、上一次風(fēng)空間假想切圓被破壞，高溫火焰靠近前后墻，再加上低氧燃燒產(chǎn)生的還原性氣氛使灰熔點(diǎn)降低，從而導(dǎo)致火焰不穩(wěn)定，前后墻尤其是后墻大量結(jié)渣，發(fā)生掉渣滅火現(xiàn)象；相應(yīng)的一次風(fēng)量大使所需著火熱增大，導(dǎo)致煤粉著火推遲，火焰中心上移，引起燃燒不穩(wěn)定：使?fàn)t內(nèi)實(shí)際切圓直徑變大，易引起爐內(nèi)結(jié)渣。
  (2) 一次風(fēng)煤粉濃度（見表4 J較高，均超出設(shè)計計算值0.459 kg/kg。原因是滿負(fù)荷時只投10個火嘴，計算表明，此時平均單只火嘴熱功率為32 MW，而410 t/h鍋爐推薦值為l8.6～29 MW。燃燒器熱功率過大會使燃燒器區(qū)受熱面的局部熱負(fù)荷過高造成結(jié)渣，影響風(fēng)粉及時有效混合，不利于燃燒過程的發(fā)展；在低負(fù)荷時因切換火嘴而加重火焰偏斜程度，不利于火焰穩(wěn)定。
    (3)三次風(fēng)速分別為l#，37.6 m/s;2#，58.5m/s;3#，48.6 m/s;4#，51 m/s�？梢�，三次風(fēng)速也存在各角風(fēng)速不平衡問題。對于三次風(fēng)來說，風(fēng)速低于設(shè)計值是允許的，但4個角的風(fēng)速應(yīng)基本一致，否則會引起火炬偏斜，加大爐膛出口熱偏差。
2.2.2煤粉細(xì)度的影響
    根據(jù)運(yùn)行煤質(zhì)特性（難著火、難燃盡），最佳煤粉細(xì)度應(yīng)為R90=Va=10.7%左右，而測取的煤粉細(xì)度l#磨R90=19.5%～20.4%，2#磨Ro=15.6%。較粗的煤粉在高速一次風(fēng)帶動下易因慣性噴射到爐墻上引起結(jié)渣和磨損。同時，較粗的煤粉燃盡困難，是造成飛灰含炭量高的原因之一。
3、燃燒調(diào)整試驗(yàn)
    根據(jù)以上分析，對風(fēng)速、煤粉濃度及不同負(fù)荷下噴口投用組合進(jìn)行了調(diào)整。調(diào)整負(fù)荷范圍為100～60MW。
3.1  一次風(fēng)速、一次風(fēng)煤粉濃度的調(diào)整
    一次風(fēng)速受送風(fēng)總風(fēng)壓、一次風(fēng)擋板開度、一次風(fēng)管煤粉濃度和一次風(fēng)溫的影響。運(yùn)行中一次風(fēng)溫基本不變，為370～380℃，因此調(diào)整對象主要為前3項(xiàng)。調(diào)整后一次風(fēng)速、一次風(fēng)煤粉濃度見表5、表6。一次風(fēng)速調(diào)平后，負(fù)荷變化時可通過送風(fēng)總風(fēng)壓控制一次風(fēng)速，一次風(fēng)擋板不再參與調(diào)節(jié)。
3.2二次風(fēng)、三次風(fēng)的調(diào)整
    在一次風(fēng)擋板不參與調(diào)節(jié)的情況下，不同負(fù)荷下的二次風(fēng)速通過二次風(fēng)擋板開度來控制，使其達(dá)到設(shè)計值。不同負(fù)荷下二次風(fēng)擋板開度見表7�？梢钥闯觯�二次風(fēng)的配風(fēng)方式基本是下少上多，符合劣質(zhì)煤的一般規(guī)律，而且氧量表的氧量值上升到5%～6%，避免了缺氧燃燒。計算也證明氧量控制在這個范圍是合理的。
    經(jīng)調(diào)整三次風(fēng)門擋板開度后，三次風(fēng)速調(diào)整為l#，45.1 m/s;2#,47.5 m/s;3#,49.1 m/s;4#，48.8m/s，基本達(dá)到對角風(fēng)速均勻。
3.3燃燒組合
    計算表明，該爐在50%～l00%負(fù)荷范圍內(nèi)單只火嘴最大給粉量應(yīng)控制在3.9～4t/h，最小給粉量控制在2.7～2.75 t/h。可見，當(dāng)負(fù)荷變化時，可以用改變每只火嘴投粉量來調(diào)節(jié)，而其調(diào)節(jié)范圍有限，因?yàn)槌�出這個范圍將會因熱功率過大或過小引起結(jié)渣和燃燒不穩(wěn)定，同時一次風(fēng)量的減少也不能低于煤粉堵管的臨界值。但為保證燃燒穩(wěn)定，應(yīng)盡量避免缺角運(yùn)行方式，在負(fù)荷低到菲缺角運(yùn)行不可時，也要對角投停，以減少爐內(nèi)燃燒工況的不均勻性。實(shí)踐證明，在80MW以上負(fù)荷應(yīng)投3層12個火嘴；60～80MW停上層2個火嘴；60MW及以下負(fù)荷停上層4個火嘴，停上上二次風(fēng)，下層偏二次風(fēng)開度減少到30%，這有助于減少爐膛負(fù)壓擺動，有利于煤粉在爐膛溫度水平較低F的著火和穩(wěn)燃。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
4、結(jié)論
    (1)經(jīng)調(diào)整后，3號爐能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，燃燒工況組織更為合理和穩(wěn)定，爐內(nèi)結(jié)渣基本消除，鍋爐效率達(dá)到90.62% (70MW)—91.84%(100 MW)，比原設(shè)計值89.9%高l.94%。
    (2)整個升降負(fù)荷試驗(yàn)過程中，燃燒穩(wěn)定，可不投油助燃，節(jié)省大量燃油。
    (3) 60 MW負(fù)荷時爐膛最高火焰溫度達(dá)到1 400℃，說明燃燒強(qiáng)烈。
    (4)從調(diào)整后的數(shù)據(jù)可以看出，3號爐低負(fù)荷穩(wěn)燃性能仍有下調(diào)空間，待河北電網(wǎng)負(fù)荷寬松時可進(jìn)一步試驗(yàn)。