燃烧调整及低负荷稳燃报告.docx

1、燃烧调整及低负荷稳燃报告燃烧调整及低负荷稳燃报告项目名称：华能沁北电厂一期工程2600MW机组2号机组启动调试合同编号: TPRI/T8-CA-001-2004A报告名称：华能沁北电厂一期工程2600MW机组2号机组燃烧调整及低负荷稳燃报告项目承担单位：西安热工研究院有限公司锅炉专业负责人: 王红雨主要工作人员：王红雨 周广仁 佟 强 赵景涛 项目起迄时间：2004年3月2005年1月报告编写：王红雨报告校阅: 周广仁审 核: 李续军批 准: 1 概述华能沁北电厂一期工程2600MW 超临界机组锅炉系东方锅炉（集团）股份有限公司与日本巴布科克-日立公司及东方-日立锅炉有限公司合作设计、联合制造

2、的DG1900/25.4-II1型单炉膛、一次再热，超临界本生直流锅炉。 机组进入整套试运行带负荷后，着手对2号锅炉进行了初步燃烧优化调整。调整后2号锅炉炉内燃烧稳定、不结渣、不超温，锅炉达到设计参数并带满负荷进入168小时试运行。利用锅炉带低负荷的机会，断油全烧煤运行，进行了锅炉不投油最低稳燃负荷试验。不投油最低稳燃负荷试验试验于2004年11月23日2:08至6:08进行，平均负荷303MW，锅炉连续运行4小时，运行中炉内燃烧基本稳定。2主要设备技术规范2.1系统简介一期工程锅炉系DG1900/25.4-II1型单炉膛、一次再热，超临界本生直流锅炉。锅炉全钢构架，固态排渣，平衡通风，露天布

3、置。炉膛宽19419.2mm，深15456.8mm，高度67000mm。炉膛四周为全焊式膜式水冷壁，由下部螺旋盘绕上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁组成。沿烟气流程依次布置屏式过热器、高温过热器、高温再热器。竖井为双烟道结构，前/后烟道深分别为6604/8331.2mm，前烟道布置低温再热器、后烟道布置低温过热器和省煤器，其后布置三分仓回转式空气预热器。锅炉设计主要参数见表1。锅炉设计燃用晋南、晋东南地区贫煤、烟煤的混合煤种，煤质及灰成分特性见表2。燃烧器布置图见图1。2.2燃烧系统及燃料锅炉采用ZGM113型中速磨正压直吹式制粉系统，每台锅炉配6台磨煤机，其中1台备用。配24只HTNR3低NOx

4、燃烧器，采用前后墙对冲燃烧方式。燃烧器分三层布置在炉膛前、后墙上，上部布置有12只燃烬风（SAP和AAP）喷口，每台磨煤机对应前墙或后墙的一层燃烧器。燃烧器设计参数见表3。设计煤粉细度为200目筛通过率80%（R75=20）。锅炉设24只简单机械雾化点火油枪，12只蒸汽雾化启动油枪。燃油为轻柴油，燃油特性见表4。点火油枪位于三次风通道，出力250kg/h，每只HT-NR3燃烧器装有1支点火油枪用于点火。启动油枪位于煤粉燃烧器的中心，出力32004700 kg/h，锅炉前墙中、下层和锅炉后墙中层装有启动油枪用于暖炉和低负荷稳燃。每只油枪配有自身的高能点火器，锅炉不投油最低稳燃负荷不大于45%B-

5、MCR。表1 锅炉设计主要参数（设计煤种） 负 荷项 目单位BMCRECRBRL高加 切除75%BMCR50%BMCR30%BMCR过热蒸汽出口流量t/h1900.01660.81807.91470.21425.0950.0570.0过热器蒸汽出口压力MPa25.525.225.425.022.915.59.1过热器蒸汽出口温度571571571571571571569再热蒸汽流量t/h1607.61414.11525.51470.21225.6836.4511.9再热蒸汽进口压力MPa4.714.154.474.243.592.451.5再热蒸汽出口压力MPa4.523.984.294.06

6、3.542.341.42再热器蒸汽进口温度322307316314305313324再热器蒸汽出口温度569569569569569569539给水温度284275280189266242215过热器一级喷水量（取自省煤器出口）t/h76.066.472.358.957.038.034.2过热器二级喷水量t/h76.066.472.358.771.347.622.8再热器喷水量（取自给水泵抽头）t/h0000000空气预热器进口一次风温30292929292826空气预热器进口二次风温25242424242321空气预热器出口一次风温329324327323318297273空气预热器出口二次

7、风温339333337322326303278空气预热器出口烟气温度(未修正)12712412511911710287实际燃料消耗量t/h224.3201.0216.2211.1177.1124.680.6炉膛截面热负荷MW/m25.04.54.84.63.92.81.8炉膛容积热负荷kW/m389798581484931炉膛有效投影辐射受热面热负荷（EPRS）kW/m2224.3201216.2211.1177.1124.678燃烧器区域面积热负荷MW/m21.060.951.020.970.820.590.38NOX排放浓度(以O2=6%计)mg/Nm3500500500500500500

8、500锅炉计算热效率(按低位发热量)%93.0793.3193.3093.3593.3493.0192.55炉膛出口过剩空气系数1.141.141.141.141.161.301.50省煤器出口过剩空气系数1.151.151.151.151.171.311.51图1 燃烧器布置图表2 煤质及灰成分特性项 目单 位设计煤种校核煤种一校核煤种二工业分析收到基低位发热值Qnet.arkJ/kg243602310026290收到基全水份Mt%5.886.293.53收到基灰份 Aar%22.2221.9219.34可燃基挥发份Vdaf%14.4420.1510.84空气干燥基水份Mad%0.510.7

9、31.38元素分析收到基碳Car%64.2561.7071.08收到基氢Har%3.553.412.71收到基氧Oar%2.625.051.81收到基氮Nar%1.151.191.05收到基全硫St.ar%0.330.440.48可磨性系数HGI-717360炉内气氛-弱还原性弱还原性弱还原性灰变形温度 DT(T1)145013251450灰软化温度 ST(T2)150013901500灰熔化温度 FT(T3)150014651500表 3 燃烧器设计参数项 目风 率 风 速 m/s风 温 阻 力 Pa备 注一次风19.319901050燃烧器区域的过量空气系数：0.75-0.9二次风80.7

10、373351600三次风403351600燃烬风353351600表4 燃油特性项目单位数值项目单位数值运动粘度(20时)mm2/s3.08.0低位发热值Qnet.arkj/kg 46158 实际胶质mg/l700凝固点0酸度mgKOH/l100闭口闪点65硫含量%1.0水份痕迹机械杂质无每台锅炉配置2台成都电力机械厂生产的轴流式引风机，上海鼓风机厂有限公司生产的2台轴流式送风机和2台一次风机。由刮板捞渣机将炉渣先输送至渣仓，然后由汽车运输的方式除渣。采用人工小车接取磨煤机石子煤。设置两台双室四电场干式静电除尘器，采用密相正压气力输送方式除灰。3 试运中的燃烧调整启动调试过程中，通过对带负荷后

11、锅炉进行初步燃烧调整，使煤粉细度合格，省煤器出口氧量在正常范围，燃烧器喷口着火良好，炉内燃烧稳定、不结渣，受热面管壁不超温，锅炉达到设计参数并带满负荷进入168小时试运行。调整主要围绕以下几方面展开：（1）煤粉细度的调整。（2）过量空气系数 (氧量)的调整。 （3）燃烧器一、二次风率及二、三次风门调整。（4）各燃烧器的负荷分配调整。3.1 煤粉细度调整煤粉细利于燃烧，但会影响磨煤机出力，制粉电耗也会增加；煤粉粗，磨煤机出力增大，电耗虽小，而不利于燃烧，甚至引起炉内结渣。为求得炉内燃烧的经济与安全性，应维持合理的煤粉细度。就2号锅炉所燃用的煤质，设计煤粉细度R75=20（R9013）。2号锅炉磨

12、煤机启动前，根据1号锅炉煤粉较细的情况, 将各磨煤机出口分离器折向挡板由45均调至50。由于磨煤机振动，磨辊加载力按设计曲线手动加载，加载力等于或小于设计值。满负荷试运阶段对E磨进行了煤粉取样,分析结果如下:12月7日 E磨出力33.7t/h,R200=0.1% R90=4.9%；12月10日 E磨出力42.6t/h, R200=0% R90=4.5%；12月14日 E磨出力54.7t/h, R75=10.3%（R905.3%）。随着磨煤机出力增加，煤粉细度未有明显变化，目前的取样装置取样位置不甚合理，取样是否有代表性有待确认。3.2 过量空气系数的调整过量空气系数过大，排烟热损失及Nox排放

13、量会增加，过小则固体未完全燃烧热损失和化学未完全燃烧热损失会增大。一定负荷应对应一适宜的过量空气系数，使 ( q2 + q3 +q4 ) 最小。参照设计值，试运期间600MW负荷时锅炉省煤器出口氧量维持2.83.0。3.3燃烧器一、二次风率及二、三次风门调整本锅炉燃烧器设计为前、后墙对冲的HT-NR3低NOX燃烧器。试运中磨煤机通风量维持5560kNm3/h，据估算，600MW负荷省煤器出口氧量维持2.83.0时，一次风率略低于设计一次风率，实际上二次风率增大了，这也符合该燃烧器的设计思想。运行中二、三风门及风箱各层风门的调整原则：（1）燃烧器二次风手动叠置挡板全开，维持入炉总风量或省煤器出口

14、氧量前提下，不同层二次风量依据各层燃料量大小由大风箱各层风门控制。根据过热汽温情况，适当调整上下层燃料量分配，进而调整不同层大风箱风门开度。（2）燃烧器三次风门按设计的煤位/油位设定（投煤/油时）。（3）就地风门已按设计初步调好，大风箱燃烬风门开度依汽温及Nox排放控制，须保持一定开度，满负荷时开度会增大。（4）停运磨煤机层大风箱二次风门仅留约5开度。 2号锅炉飞灰可燃物（灰库取样）和炉渣可燃物分别为：12月10日，Cfh=5.54/5.88%，Clz=0.69%；12月12日，Cfh=5.31/4.6%。炉渣可燃物较小，飞灰可燃物略偏大。 3.4 各燃烧器的负荷分配试运中各喷燃器的负荷分配调

15、整依据的原则：（1）汽温许可的情况下，各层燃烧器的出力力求均匀，避免局部热负荷集中及各水冷壁管间过大的壁温偏差。（2）依汽温情况适当调整上下层燃烧器的热负荷分配。（3）前、后墙投运的燃烧器及其出力尽量匹配。4 低负荷稳燃试验2004年11月22日20:00，机组负荷410MW，2号机组首次断油全燃煤粉，投入C、D、E、F四台磨煤机(A磨因振动停止，B磨液压油站电机故障)。23日0:20机组开始降负荷，按甲方要求，尝试进行了2号锅炉不投油低负荷稳燃试验。2:06负荷降至300MW, 投C、D、E、F四台磨煤机，低负荷稳燃试验计时。低负荷试验由23日2:08持续至6:08，平均负荷303MW，锅炉

16、连续运行4小时，运行中炉内燃烧基本稳定。锅炉运行主要参数见表5及表6,试验时入炉煤质特性见表7。表5 低负荷稳燃试验期间锅炉运行主要参数（SIS系统统计）试验期间机组平均负荷MW303分离器压力MPa15.8主汽流量t/h1068A引风机挡板开度%53.8主汽压力MPa14.85B引风机挡板开度%52.8主汽温度550.5A送风机挡板开度%36再热器入口压力MPa2.36B送风机挡板开度%36.2再热器出口压力MPa2.08A一次风机挡板开度%49.6再热器入口温度304B一次风机挡板开度%50.1再热器出口温度547.6炉膛负压Pa-100过热器减温水量/t/h131/54预出口二次风压kP

17、a0.80再热器减温水量t/h0预出口一次风压kPa11.0烟气挡板（再侧/过侧）51/49预出口二次风温315给水温度189.6预出口一次风温309.4高温过热器壁温558省煤器出口氧量3.76高温再热器壁温567排烟温度116表6 低负荷稳燃试验期间磨煤机运行主要参数（SIS系统统计）磨煤机CDEF磨煤机入口温度 181175180236磨煤机出口温度 85848588磨煤机入口风量 kNm3/h(为风量装置改前风量)76798475磨煤机入、出口差压 kPa4.04.464.94.55磨煤机入口压力 kPa8.879.247.958.33磨入口热风门开度 43473637磨入口冷风门开度

18、 63615476表7 低负荷稳燃试验期间入炉煤质情况项目MadMtAdVdafSt,dQnet,ar单位%kj/kg分析值0.923.530.2216.570.3822610可看出，初步调整后，入炉煤无灰干燥基挥发分较设计煤略偏高，煤质灰份偏高，热值偏低，投入C、D、E、F四台磨煤机情况下，2号锅炉维持303MW连续运行4小时，炉膛压力和炉内燃烧工况基本稳定。低负荷稳燃试验期间高温过热器和高温再热器管壁未超温。低负荷稳燃试验期间过热器减温水量略偏大，通过烟气挡板和汽温定值的适当调整，过热器减温水量还可减小。5 结论5.1初步调整后，各层燃烧器着火良好，炉内燃烧稳定、不结渣，受热面管壁不超温。5.2调整后使锅炉达到设计参数并带满负荷进入168小时试运行。5.3煤粉细度在设计值范围，入炉总风量（氧量）接近设计值，炉渣可燃物较小，飞灰可燃物略偏大。5.4在入炉煤质与设计值略有偏差，投入C、D、E、F（偏置）四台磨煤机情况下，2号锅炉维持303MW连续4小时运行，炉内燃烧工况基本稳定。5.5 303MW负荷运行时，高温过热器和高温再热器管壁不超温。