600MW锅炉优化运行.pdf

第 1期 2 0 1 2年 1 月 锅炉制造 BOI LER MANUFACTURI NG No ． 1 J a n ． 2 0 1 2 文章编号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 2 0 1 0 0 2 1 0 4 6 0 0 MW 锅炉优化运行 李慧珍 ， 高卫明 ， 董珍柱 1华电青岛发电有限公 司， 山东 青岛 2 6 6 0 3 1 ； 2山西华光发电有限责任公司， 山西 柳林 0 3 3 3 1 4 摘要 华光 6 0 0 MW 亚临界锅炉运行调整及部分结构优化 ， 调整后锅炉燃烧效率、 灰渣损失、 厂用电等参数 对比， 锅炉经济性明显提高， 一次风管及受热面磨损得到有效控制。 关键词 6 0 0 M W 锅炉； 制粉系统 ； 漏风； 锅炉效率 中图分类号 T K 2 2 3 文献标识码 A Op t i ma l Op e r a t i o n o f Hu a g ua n g Ut i l i t y Bo i l e r Li Hu i z h e n ， Ga o We i mi n g ， Do n g Zh e n z h u 。 1 ．Hu a d i a n Q i n g d a o E l e c t ri c C o m p a n y ， Q i n g d a o 2 6 6 0 3 1 ， C h i n a ； 2 ．S h a n x i H u a g u a n g E l e c t ri c C o m p a n y L i m i t e d ， L i u l i n 0 3 3 3 1 4 ， C h i n a Ab s t r a c t H u a g u a n g 6 0 0 MW s u b c ri t i c a l b o i l e r h a s b e e n r u n n i n g p a r t o f t h e s t ruc t u r e a d j u s t m e n t a n d o p t i mi z a t i o n ， b y a d j u s t i n g t h e f r o n t and r e a r b o i l e r c o m b u s t i o n e f fi c i e n c y ， a s h l o s s ， a u x i l i a r y p o w e r a n d o t he r p ara me t e r s o f c o n t r a s t ， t h e b o i l e r e c o n o my h a s i mpr o v e d s i g ni fic a n t l y， t h e p r i ma r y a i r t u b e a nd t h e h e a t i n g s u r f a c e we ar u n d e r e f f e c t i v e c o n t r o 1 ． Ke y wo r d s 6 0 0MW b o i l e r ； e ff i c i e n c y ； b o i l e r mi l l i n g s y s t e m； l e a k a g e 0 引 言 华光电厂锅炉是 由上海锅炉厂生产的亚临界 参数 型汽包炉 ， 采用控制循环 、 一次 中间再热 、 单炉膛 、 四角切 圆燃烧方式 、 正压直吹式制粉 系 统 、 燃烧器摆动调温 、 平衡通风、 固态排渣、 全钢悬 吊结构 、 半 紧身封闭布置 的燃煤锅 炉 ， 锅炉 型号 为 S G一 2 0 9 3 ／ 1 7 ． 5一M9 1 3 。 华光锅炉采用 冷一次风 正压直吹式 制粉 系 统 ， 配有六 台上海重型机器厂生产 的 H P 1 0 0 3型 中速磨 煤机布置在炉前 ， 五 台磨煤可带 MC R负 荷 ， 一台备用 ， 燃烧器 四角布置 ， 切向燃烧 ， 每台磨 煤机出口由四根煤粉管接至一层煤粉喷嘴， 采用 浓淡分离宽调节 比 WR 煤粉 喷嘴， 在一次风 喷 口周 围布置有周界风 ； 在 A B 、 C D、 E F三层二次风 风室 内设有启动及助燃机械雾化油枪 ， 两层同心 反切加燃尽风 O F A1 、 O F A 2、 和部分消旋二次风 F F 层 ， 使炉内气流的旋转强度具有一定的可 调性， 燃烧器沿炉膛高度方向自下而上分别编号 为 A A、 A、 A B、 B、 B C、 C、 C D、 D、 D E、 E、 E F 、 F 、 F F及 O F A1 、 0 F A 2 ； 其中 A、 B 、 C、 D、 E、 F层为煤粉燃烧 器 ， A A、 A B 、 B C 、 C D、 D E、 E F 、 F F层为辅助风 ， 下部 的启转二次风与一次风喷嘴偏转 4 ． 5 。 ， 上部消旋 风二次风与一次风喷嘴 向另一方偏转 2 0 。 ， 燃烧 器一次风喷嘴采用等间距布置。 设计、 校核煤种 离柳矿区所产的洗中煤及劣 收稿 日期 2 0 1 11 1 1 6 作者简介 李慧珍 1 9 7 1 一 女， 山西夏县人， 毕业于哈尔滨工业大学热能与动力工程专业， 统计师， 现在华电青岛发电有限公司从事能 源管理 工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 2 锅炉制造 总第2 3 1 期 质动力煤 。 锅炉 尾 部 烟 道 下 方 设 置 两 台 转 子 直 径 1 3 4 9 2 m m三分仓 受热 面旋 转容 克式 空气 预 热 器 ， 转子反转 ， 一次风分隔角度为 5 0 。 。 华光电厂 S G一2 0 9 3 ／ 1 7 ． 5一M9 1 3型亚临界 汽包炉， 自投产以来， 存在着炉内燃烧效率偏低， 大渣含碳量偏高 ， 水冷壁积渣严重 ， 一次风管和受 热面磨损严重 ， 电除尘输灰困难 、 厂用电率偏高等 问题 ， 严重制约机组出力 ， 影响锅炉的安全经济运 行。在 2 0 1 1年 4月份委托 山西 电科 院对锅炉燃 烧及运行调整进行优化。 1 制粉系统优化 由于煤炭市场原 因， 锅炉燃烧煤种采用内蒙 和陕西的劣质烟煤和本地洗中煤混合掺烧 ， 掺烧 热值在 3 3 0 0 k e a l ／ k g左 右 ， 满 负荷 需要 3 6 0～ 3 9 0 t ／ h煤 ， 实际运行 中六 台磨煤机全 出力运行 ， 一 旦有一台故障就不能满足满负荷要求。设备长 期处于高负荷运转 ， 加上磨损严重 ， 可靠性 、 经济 性及机组出力都受到很大影响。制粉系统优化采 取的措施主要有 1 ． 1 优化煤场配煤 考虑煤质发热量 、 全水 、 硫分 的搭配 ， 同时考 虑负荷调峰变化 ， 采用分煤场存煤 ， 同一煤场混合 调整煤质均匀 、 两煤场同时上煤调整上煤水分 、 硫 分的匹配两次混合 ， 按照机组负荷计划调整人炉 煤热值 ， 保证高峰煤质相对较好。 1 ． 2 磨煤机风环改造 由于运行 中一次风管和磨煤 机部件磨损严 重 、 石子煤量大、 灰重输灰系统堵管频繁 ， 参照磨 煤机出厂说明书的设计决定进行磨煤机风环间隙 改造 ， 将风环间隙由原来 的 6 5 m m改为 9 0 m m， 使风环面积增加3 8 ％， 一次风量一定的条件下磨 煤机人 口一次风压降低约 1 k P a ， 石子煤排放量 由 原来的 2 ． 5 ％左右增加至 4 ％左右 ， 输灰空压机 由 原先的六台运行变为 四运两备 ， 设备磨损漏粉情 况明显改善 ； 1 ． 3 优化制粉系统出力 首先在炉四角一次风速调平的基础上 ， 严格控 制一次风速在 3 0 m／ s以内， 保证飞灰炉渣可燃物 的前提下适当放 宽煤粉细度 ， 增加制粉系统出力 同时降低制粉电耗 ， 有关结果见表 1和表 2所示。 表 1 磨煤机出口折向挡板开度与煤粉细度对照表 1 ． 4 减少制粉系统冷风掺入 适 当提 高磨 煤 机 出 口温度 至 9 0℃ 设 计 7 7 c C ， 减少密封风用量， 减少冷风掺人 同时降低 排烟损失。同时参照 电站锅炉运行与燃烧调 整 ⋯书中指导结合该公司设备情况修改风煤比 曲线， 同时在磨煤机大出力时 5 0 6 5 t／ h 提高 一 次风母管压力 0 ． 0 3 k P a ／ t ， 使风煤比调节更合 理 ， 调整后的结果见表 3和图 1 所示。 表 3 优化调整后风煤比及一次风量情况 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 李慧珍， 等 6 0 0 MW锅炉优化运行 2 3 1 2 O l 0 o 8 O 6 o 4 0 2 0 O 一▲ 1 I ． 63 ▲一 7 一 。 o 6 ．． 6 ． 一 I l l 一 次 风 量l l Z 3 4 5 6 7 图 1 优化调整后风 煤比及一次风量 曲线 2 锅炉本体 系统优化 2 ． 1 严格控制燃烧风量 二次风量调整 ， 控制过量空气系数在 1 ． 1 5～ 1 ． 2 5之间， 氧量维持过大 ， 增加受热面磨损 和风 机耗 电， 氧量维持太小又会带来高温腐蚀 ， 优化后 控制在 3 ． 0 ％ 一 4 ． 2 ％之间运行 ； 2 ． 2 喷燃器改造减少结渣 喷燃器结构 由垂直浓淡改为水平浓淡方式 ， 5 4 0 5 3 0 5 2 0 51 0 5 o 0 4 9 0 4 8 0 4 7 0 4 6 0 利用炉膛切 圆转 向减少火焰贴墙燃烧 ， 更好地实 现风包粉燃烧 ， 从而有效地减少了水冷壁结渣 ， 提 高 了换热效率 ， 改造后炉膛掉焦明显减少 ， 没有 出 现掉大焦情况 ， 飞灰 、 炉渣取样化验也得到明显改 善 ， 在不 同负荷下飞灰和大渣含碳量见表 4所示。 表4 在不同负荷下飞灰和大渣含碳量 2 ． 3 优化反切燃尽风的调整 通过优化燃尽风的调整 ， O F A 1 、 O F A 2两层燃 尽风在设计 随负荷升降开大 、 关小的基础上 ， 参照 两侧烟温变化和煤质变化调整， 低负荷时适当关 ， 高负荷适当增大； 煤质变好适当开大， 煤质差是根 据炉膛温度适当关小。燃尽风的调整同时使得再 热壁温和过热壁温最大值有不同程度 的减小 ， 见 图 2所示 。 -■ ■ 皇 ， ． ● t ． ．厂 ．1 ISK。 ’ ． ； ； 一 - 一 ‘ I 、 、 、 ； 二 1 I 一 一 ， r 、 ’ ， r - ’ 、 一 一．． _ 、 - ／ 一 ＼一 ／1 ’ c ＼ 弋 、 、 | | X 图2 屏再、 后屏过管排壁温随消旋风调整变化关系曲线 2 ． 4想尽办法减少锅炉漏风 减小锅炉漏风 ， 主要是定期维护炉底水封和 捞渣机水封的严 密性 ， 保证炉膛 负压不 冒正前提 下适当降低炉膛负压减少漏风； 空预漏风通过间 隙调整、 密封片修复 、 降低一次风母管风压 、 定期 高压水 冲洗空气 预热器 ， 减少 漏风使空预漏风维 持在 6 ％左右 。 2 ． 5减少工质损耗 利用机组检修对系统内漏阀门进行研磨和更 换， 尽可能减少系统工质损失； 运行中根据燃用煤 种 的灰分 、 结焦性能等情况 ， 以及烟气阻力 、 减温 水大小 、 各部积灰情况 ， 将每班多次吹灰次数 ， 减 少吹灰频率， 炉膛次数较多， 再热器和过热器区域 次数较少 。 2 ． 6优化机组启停机操作 优化机组启停 ， 减少燃油 、 除盐水 、 厂用电、 辅 助蒸汽的消耗 ， 主要有 采用辅汽提高启动给水温 度减少启动用油 ； 串联 系统综合冲洗满足水质要 求前提下尽量减少用水 ； 单侧风机、 单 台泵启动点 火节约厂用 电； 合理安排启动操作缩短启动时间， 控制燃烧率 、 升温升压速度 、 启动期间合理安排系 统冲洗换水等。 一 2 ． 7 开展 日常对标管理。 优化机组效率 通过对标管理， 查找降低锅炉效率的各种因 素， 一一制定措施进行调整。每 日 进行能耗分析， 找出不足之处立即加 以改进 。如减温水偏大分析 低温过热器受热面吸热太多， 准备改造方案； 低负 [ 下转第 2 8 页] 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 8 锅炉制造 总第 2 3 1期 由于 3 样 、 4 、 7 、 8 梁 中间有 1 、 2 撑 梁 ， 无法加 载。3 样 、 4 样 、 7 、 8 样 梁有 限元计算与 1 梁、 2 梁加 载时3 、 4 、 7 、 8 实测值基本等效。 表 3 工况三 5 、 6 梁应力对照表 单位 M P a 表 4工况四 5 、 6 梁应力对 照表 单位 MP a 表 5 工况五 9 、 1 0 梁应 力对照表 单位 M P a 表 6 实测值与理论计算值及有限元计算值比较 注 为梁 中间均布荷载； 一 为梁偏置集 中荷载。 其中 实测值／ 铰接计算值x ％ 1 1 实测值／ 固接计算值x ％ 1 1 实测值／ 有限元计算值 x ％ 表7 上下层对应梁应力对照表 M P a 3 结 论 实验表明钢结构梁的应力介于简支和固支梁 之间 ， 接近简支梁的应力水平 ， 上层梁应力更接近 简支梁应力水平。 参考文献 【 1 ] S K i t i p o me h a i a n d S L C h a n ．N o n l i n e a r fi n i t e e l e m e n t a n a l y s i s o f a n g l e a n d t e e b e a mc o l u m n s [ J ] ．J ． S t r u c t ．E n g n g ． ， A S C E， 1 9 8 7 ， 1 1 3 4 7 2 1 7 3 9 ． [ 2 ] 陈骥．钢结构稳定理论与应用[ M] ． 科学技术文 献 出版社 ， 1 9 4 9 ． [ 3 ] 沈祖炎， 罗永峰．网壳结构分析中节点大位移迭加 平衡路径跟踪技术的修正 [ A] ． 新型空间结构论文 集[ C ] ． 浙江大学出版社 1 9 9 4 ． [ 上接第 2 3页] 荷再热汽温偏低 ， 采取停运下层喷燃器调节 ； 厂用 电率偏高采用低负荷单 电泵运行、 优化机组负荷 分配等节能降耗。 3 结 论 经过一系列 的改造调整 ， 该公司锅炉燃烧效 率明显提高， 在实际煤种严重偏离设计煤种的情 况下 ， 飞灰可燃物控制在 0 ． 5 ％左右， 炉渣可燃物 在 1 ％左右 依据煤炭地质研究所测试报告 ， 锅 炉效率 9 3 ． 5 ％左右。厂用电率 比调整前降低 0 ． 1 2 ％左右 ， 平均节约厂用电 2万度／ 天 ； 发电煤 耗调整前发电原煤耗 6 6 7 ． 2 5 g ／ k w h变为调整后 的6 6 2 ． 4 6 g ／ k w h ， 降低 4 ． 7 9 g／k w h ， 折合标 煤约 2 ． 2 5 g ／ k w h ， 按照每台机组每年 3 0亿度发电量计 算 ， 每年节约标煤约 6 7 5 0 t 。随着磨损 的大幅降 低， 制粉系统漏粉次数大大减少， 至小修计划停运 近半年时间未发生设备非停， 保证了锅炉的长周 期安全运行。 参考文献 [ 1 ] 黄新元． 电站锅炉运行与燃烧调整 [ M]．中国电 力出版社 2 0 0 7 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m