燃燒調(diào)整的目的是在保證鍋爐設(shè)備安全、滿足汽輪機對鍋爐參數(shù)要求的前提下，調(diào)整燃燒器各層的燃料分配，調(diào)整一、二次風的分配，以達到爐膛熱負荷均勻、爐膛受熱面不結(jié)渣、火焰不沖刷水冷壁、低NOx排放，使鍋爐在最安全、經(jīng)濟的條件下運行。給水控制系統(tǒng)投入穩(wěn)定運行是超臨界直流爐安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，通過對超臨界直流爐給水控制系統(tǒng)的深入研究、控制參數(shù)整定及優(yōu)化改進，系統(tǒng)能長期投入穩(wěn)定運行，保證了機組的安全經(jīng)濟運行。

1 設(shè)備概述

我公司二期工程為2×630MW國產(chǎn)超臨界燃煤機組，采用哈鍋型號為HG-1970/25.4-PM18超臨界參數(shù)變壓運行直流爐，單爐膛、一次再熱、平衡通風、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐，爐頂采用大罩殼密封結(jié)構(gòu)，前后墻對沖燃燒方式，前后墻燃燒器各4層。最大連續(xù)蒸發(fā)量1970t/h，額定蒸發(fā)量1912.6t/h。

制粉系統(tǒng)：正壓直吹式，由兩臺動葉調(diào)節(jié)軸流式一次風機提供介質(zhì)流動動力，每臺爐配置4臺雙進雙出磨煤機，BMCR工況設(shè)計煤種下四臺磨煤機全部投入運行無備用。

汽水系統(tǒng)：設(shè)內(nèi)置式啟動系統(tǒng)，包括四個啟動分離器、一個貯水箱、一臺爐水循環(huán)泵、水位控制閥、截止閥、管道及附件等。

風煙系統(tǒng)：配有兩臺動葉調(diào)節(jié)軸流式送風機，兩臺動葉調(diào)節(jié)軸流式引風機?？諝忸A熱器為三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預熱器。

2 燃燒調(diào)整

我公司的MGS-4360雙進雙出鋼球磨煤機銘牌出力75t/h，正常運行時(鍋爐負荷大于50%)磨煤機出力在額定出力的50%-100%、差壓料位在400-800Pa之間運行。

2.1制粉系統(tǒng)運行投運方式：

鍋爐正常運行時，根據(jù)負荷指令不同，磨檢修、檢查的需要，磨的運行方式有：

①A、B、C、D運行：此運行方式一般在機組負荷大于500MW或煤質(zhì)較差時，過熱度要求一般在45℃左右，鍋爐各受熱面壁溫水平較高，汽溫比較好控制，各磨負荷風門開度均大于40%,一次風機出力余度一般較大。

②A、B、C運行：此運行方式對過熱度要求一般在30℃以上，水冷壁壁溫一般較高、汽溫水平不高，此方式的調(diào)節(jié)要點在于加大運行磨每層二次風門開度，A磨出力相對來說減小，燃料成倒三角控制，將爐膛火焰中心上移。

③A、B、D運行：此運行方式對過熱度要求一般在15℃左右，水冷壁壁溫一般也較高、汽溫水平適中，此方式的調(diào)節(jié)要點在于加大運行磨每層二次風門開度，A、B磨出力相對來說減小，D磨出力加大。

④A、C、D運行：此運行方式機組負荷不應(yīng)太低，一般400MW左右，主要是入爐燃料煤質(zhì)所致。

⑤B、C、D運行：此運行方式對過熱度要求一般在10℃左右，水冷壁壁溫比較好控制，但屏過壁溫不太好控制，一級減溫水調(diào)門開度較大。

鍋爐配煤方式及發(fā)熱量

根據(jù)機組運行經(jīng)驗的積累，一般在A磨運行時，前墻垂直水冷壁壁溫比較難控制，究其原因還是配煤方式及雙進雙出鋼球磨特性的影響，經(jīng)過試驗調(diào)整，在相同的磨出力的情況下偏置A1\A2負荷風門開度得出：適當減小A2負荷風門開度，壁溫水平會往下降。通過數(shù)學空間建模分析，在磨內(nèi)一個動態(tài)過程呈現(xiàn)，磨內(nèi)高貧和劣質(zhì)在磨內(nèi)經(jīng)過鋼球研磨，經(jīng)A1分離器吹出的粉通過A1-A4分管輸送至前墻，經(jīng)A2分離器吹出的粉通過A5-A8分管輸送至后墻。在A1\A2負荷風門開度相等時，由于輸送至后墻阻力難度較前墻大，此時前墻出粉相對較多，熱負荷較強，致使前墻壁溫高;減小A2負荷風門開度，此時磨內(nèi)粉趨于A2側(cè)，A1側(cè)粉濃度變小，但A1側(cè)相對風速、風壓加大，爐膛火焰拉長，前墻熱負荷降低，壁溫下降。同樣的原理可以引申到B、C、D磨。

2.2風量及二次風的調(diào)整：

爐膛出口過量空氣系數(shù)21/(21-O2)(氧量)的調(diào)整：鍋爐運行時一次風量的比例變化不大，因此控制爐膛出口過量空氣系數(shù)主要靠調(diào)整二次風量。本爐設(shè)計爐膛出口過量空氣系數(shù)為1.19。運行中，保持合適的過量空氣系數(shù)可以獲得較高的鍋爐熱效率，燃燒調(diào)整時，可以通過觀察爐膛火焰，及時查看飛灰、爐渣含碳量，來確定合理的過量空氣系數(shù)。根據(jù)本爐投運來的運行經(jīng)驗，額定負荷600MW附近，爐膛出口過量空氣系數(shù)為1.13—1.17(氧量在2.5—3.0左右)時，負荷500MW左右，爐膛出口過量空氣系數(shù)為1.2(氧量在3.5左右)時，負荷400MW左右，爐膛出口過量空氣系數(shù)為1.24—1.27(氧量在4—4.5左右)時，負荷300MW左右，爐膛出口過量空氣系數(shù)1.31—1.35(氧量在5—5.5左右)時，各項參數(shù)均較好。

二次風擋板的控制：各層二次風擋板運行時的開度為入爐煤量的函數(shù)，通過燃燒器各擋板開度的調(diào)節(jié)來達到分級配風，以調(diào)節(jié)一次風氣流的著火點、抑制燃燒中心NOx的生成及進入爐膛的風量。由于邏輯設(shè)計當中沒有考慮二次風箱結(jié)構(gòu)的特點，導致運行時上層燃燒器二次風量偏大，下層偏小，運行時可適當通過偏置來調(diào)節(jié)。投運以來，本爐存在前墻熱負荷較其他均大，通過調(diào)節(jié)二次風擋板開度及燃燒強度可以在一定程度緩解，當然還需調(diào)整磨兩側(cè)出力降低前墻熱負荷。

2.3 NOx的調(diào)整：

①在燃燒初期，燃燒區(qū)域可以采用低氧燃燒，適當降低氧量;②燃燒后期增大風量，即適當開大燃盡風;③降低停運燃燒器的漏風量;④及時調(diào)整燃燒器運行方式;⑤根據(jù)情況降低運行最上層燃燒器風量;⑥保證脫硝系統(tǒng)正常運行。

3 給水控制分析

超臨界直流鍋爐的運行調(diào)節(jié)特性有別于汽包爐，給水控制與汽溫調(diào)節(jié)的配合更為密切，下面談一下自己的認識。

根據(jù)鍋爐的運行方式、參數(shù)可分為三個階段：啟動及低負荷運行階段;亞臨界直流爐運行階段;超臨界直流爐運行階段。每個階段的調(diào)節(jié)方法和側(cè)重點有所不同。

3.1鍋爐啟動及低負荷運行階段

不同容量的鍋爐其轉(zhuǎn)干態(tài)直流運行的最低負荷有所不同，一般在25%～35%BMCR之間，在濕態(tài)情況下，其運行方式與強制循環(huán)汽包爐是基本相同的。汽水分離器及儲水箱就相當于汽包，但是兩者容積相差甚遠，儲水箱的水位變化速度也就更快。由爐水循環(huán)泵將儲水箱的水升壓進入省煤器入口,與給水共同構(gòu)成最小循環(huán)流量。其控制方式較之其它超臨界直流鍋爐(不帶爐水循環(huán)泵，儲水箱的水經(jīng)361閥直接排放至鍋爐疏擴等)有較大不同，控制更困難。給水主要用于控制儲水箱水位，爐水循環(huán)泵出口調(diào)閥控制省煤器入口流量保證鍋爐的最小循環(huán)流量，儲水箱水位過高時則通過溢流閥排放至鍋爐疏水擴容器，此階段汽溫的調(diào)節(jié)主要依賴于燃燒控制，通過投退油槍的數(shù)量及層次、投粉數(shù)量、減溫水，煙氣擋板等手段來調(diào)節(jié)主再熱蒸汽溫度。

此階段貯水箱小溢流調(diào)閥投自動(調(diào)節(jié)范圍6030—8500mm);爐水泵出口調(diào)閥投自動(調(diào)節(jié)范圍2000—6000mm);給水走給水旁路，由于給水旁路調(diào)閥調(diào)節(jié)特性不太好使，手動控制(控制好前后差壓8-10MPa，但隨著負荷及給水量的增加，要控制好旁路調(diào)閥的開度以使此差壓要逐漸減小);汽泵投自動，給水通過給水控制來控制，但在加水的過程中要監(jiān)視好汽泵的轉(zhuǎn)速，通過控制汽泵再循環(huán)調(diào)閥維持汽泵轉(zhuǎn)速在穩(wěn)定區(qū)。

在此階段需要掌握好的幾個關(guān)鍵點：

①工質(zhì)膨脹：工質(zhì)膨脹產(chǎn)生于啟動初期，水冷壁中的水開始受熱初次達到飽和溫度產(chǎn)生蒸汽階段，此時蒸汽會攜帶大量的水進入分離器，造成儲水箱水位快速升高，鍋爐有較大排放量，此過程較短一般在幾十秒之內(nèi)，具體數(shù)值及產(chǎn)生時間與鍋爐點火前壓力、溫度、水溫度、投入油槍的數(shù)量等有關(guān)。此時要及時排水，同時減少給水流量，在工質(zhì)膨脹階段附近，應(yīng)保持燃料量的穩(wěn)定，此時最好不要增投油槍。

②虛假水位：虛假水位在此階段都有可能產(chǎn)生，汽壓突然下降出現(xiàn)的情況較多，運行中應(yīng)對虛假水位有思想準備，及時增加給水滿足蒸發(fā)量的需要，加強燃燒恢復汽壓。運行中造成汽壓突然下降的原因主要有：汽機調(diào)門、高旁突然開大、安全閥動作、機組并網(wǎng)，切缸過中都有可能造成虛假水位，這一點和汽包爐是基本相同的。

③投退油槍的時機及速度：投退油槍時要及時協(xié)調(diào)溝通，及時增減給水。保持一定的水煤比就基本上能維持汽溫的穩(wěn)定。為保持水位穩(wěn)定，應(yīng)避免在低水位時連續(xù)投入數(shù)支油槍，或者水位很高調(diào)節(jié)困難時連續(xù)退出油槍。

④投入制粉系統(tǒng)：投入煤粉后汽壓會升高很快，儲水箱水位波動很大，很難控制。此時最重要的是要控制好給煤量和一次風量，避免進入爐膛的煤粉過多。同時控制好升壓速度，及時控制給水，必要時退掉油槍(尤其是上層油槍)。投入減溫水控制汽溫，防止超溫及主機差脹增大。

⑤并網(wǎng)及帶初負荷：機組并網(wǎng)及負荷過程中負荷上升很快，此時應(yīng)加強燃燒，及時增加給水。必要時手動關(guān)小高旁，穩(wěn)住汽壓避免汽壓下降過大。

⑥并給水泵：并泵時，保持鍋爐負荷穩(wěn)定，減少擾動。運行給水泵投自動，待并入泵手動，打開待并入泵出口門，勻速提高待并泵的轉(zhuǎn)速升高泵出口壓力，監(jiān)視運行泵轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速下降，降低出口流量，兩臺泵的增減速度協(xié)調(diào)，保持穩(wěn)定的一個給水流量，加減轉(zhuǎn)速，不可太快、太猛，防止其出口壓力激增造成另一臺泵出口逆止門關(guān)閉給水流量劇減。由于是低負荷并泵，所以在并泵的過程中泵的再循環(huán)閥(最小流量閥)保持大開度基本不變。兩臺汽泵并列運行時盡量保持兩臺小機轉(zhuǎn)速相同，偏差不要太大。

⑦給水主旁路切換：此時應(yīng)保持鍋爐負荷穩(wěn)定，切換過程中勻速穩(wěn)定，保持省煤器入口足夠流量及儲水箱水位的穩(wěn)定，必要時排放多余給水。水位下降時及時提高電泵轉(zhuǎn)速，開大調(diào)門。建議切換時就地手動開大給水主電動門，每開一點，就關(guān)小一點旁路門，可以在相當長的時間內(nèi)保持給水主旁路都有一定的開度，這樣調(diào)節(jié)起來裕度較大，安全性更高。

鍋爐點火后要密切監(jiān)視過熱器、再熱器的金屬壁溫和出口汽溫，具體應(yīng)注意以下三點：

出口汽溫忽高忽低，說明還有積水，應(yīng)加強疏水;出口汽溫穩(wěn)定上升，說明積水已經(jīng)消除。

各受熱面的金屬壁溫在點火后會出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，如水冷壁一般中間溫度高，兩側(cè)溫度低。這時不應(yīng)再增加燃料，當所有溫度均超過該汽壓下對應(yīng)的飽和溫度40℃，以及各管間最大溫差在50℃以內(nèi)時，才允許增加燃燒強度。

從增加省煤器入口給水流量到儲水箱水位增加要經(jīng)過比較長的時延，所以在手動控制給水時重在提前干預，根據(jù)水位變化速度，蒸汽流量(主汽流量及高旁流量)變化，燃燒情況等提前調(diào)節(jié)，否則很難調(diào)平衡。此時小溢流閥投自動，爐水循環(huán)泵出口調(diào)閥自動，單調(diào)給水，控制水位，必要時可有一定排放。給水旁路調(diào)閥前后保持一定壓差，但也不應(yīng)太高，以免造成調(diào)門開度過小工作在非線性區(qū)域，使調(diào)門工作環(huán)境惡劣減少使用壽命。此過程中要始終保持省煤器入口流量 ，在大于鍋爐MFT流量以上的一個數(shù)值，一般來說高出100t/h就可以。隨著負荷逐漸上升，爐水循環(huán)泵出口流量逐漸減少，應(yīng)注意出口流量突然變化對省煤器入口流量的影響。

3.2亞臨界直流運行階段

在負荷大于25%～35%BMCR 以上時鍋爐即轉(zhuǎn)入直流運行方式，此后鍋爐運行在亞臨界壓力以下。鍋爐進入直流狀態(tài)，給水控制與汽溫調(diào)節(jié)和前一階段控制方式有較大的不同，給水不再控制分離器水位而是和燃料一起控制汽溫即控制水煤比。如果水煤比保持一定，則過熱蒸汽溫度基本能保持穩(wěn)定;反之，水煤比的變化，則是造成過熱汽溫波動的基本原因。因此，在直流鍋爐中汽溫調(diào)節(jié)主要是通過給水量和燃料量的調(diào)整來進行。但在實際運行中，考慮到上述其它因素對過熱汽溫的影響，要保證水煤比的精確值是不現(xiàn)實的。特別是在燃煤鍋爐中，由于不能很精確地測定送入爐膛的燃料量，所以僅僅依靠水煤比來調(diào)節(jié)過熱汽溫，則不能完全保證汽溫的穩(wěn)定。一般來說，在汽溫調(diào)節(jié)中，將水煤比做為過熱汽溫的一個粗調(diào)，然后用過熱器噴水減溫做為汽溫的細調(diào)手段。

對于直流鍋爐來說，在本生負荷以上時，汽水分離器出口汽溫是微過熱蒸汽，這個區(qū)域的汽溫變化，可以直接反映出燃料量和給水蒸發(fā)量的匹配程度以及過熱汽溫的變化趨勢。所以在直流鍋爐的汽溫調(diào)節(jié)中，通常選取汽水分離器出口汽溫做為主汽溫調(diào)節(jié)回路的前饋信號，此點的溫度稱為中間點溫度，而我廠主要是通過分離器出口焓值修正以及低過出口溫度△T進行修正對燃料量和給水量進行微調(diào)。直流鍋爐一定要嚴格控制好水煤比和中間點過熱度。一般來說在機組運行工況較穩(wěn)定時只要監(jiān)視好中間點過熱度就可以了，不同的壓力下中間點溫度是不斷變化的，但中間點過熱度可維持恒定，一般在30℃左右，中間點過熱度是水煤比是否合適的反饋信號，中間點過熱度變小，說明水煤比偏大，中間點過熱度變大，說明水煤比偏小。在運行操作時要注意積累中間點過熱度變化對主汽溫影響大小的經(jīng)驗值，以便超前調(diào)節(jié)時有一個度的概念。但在機組出現(xiàn)異常情況時，如給煤機、磨煤機跳閘等應(yīng)及時減小給水，保持水煤比基本恒定，防止水煤比嚴重失調(diào)造成主蒸汽溫度急劇下降。總之，水煤比和中間點過熱度是直流鍋爐監(jiān)視和調(diào)整的重要參數(shù)

從轉(zhuǎn)入直流到鍋爐滿負荷，水煤比因煤質(zhì)變化、燃燒狀況不同、爐膛及受熱面結(jié)焦程度等不同有較大變化，一般從7.6～9.0不等。 如果機組協(xié)調(diào)性能不好，可在鍋爐轉(zhuǎn)入直流狀態(tài)后手動控制，通過手動增減小機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)給水，控制中間點溫度。負荷變動過程中，利用機組負荷與主蒸汽流量做為前饋粗調(diào)，主蒸汽流量是根據(jù)調(diào)節(jié)級壓力計算出來的不是很準確，推薦使用機組負荷做為前饋粗調(diào)整用。一般用機組負荷(萬kW)乘以30t，得出該負荷所對應(yīng)的大致給水流量，然后根據(jù)分離器出口溫度細調(diào)給水流量。調(diào)整分離器出口溫度時，包括調(diào)節(jié)給水時都要兼顧到過熱器減溫水的用量，使之保持在一個合適的范圍內(nèi)，不可過多或過少，留有足夠的調(diào)節(jié)余地。同時還要監(jiān)視好再熱汽溫度、受熱面壁溫等，嚴防超溫，汽溫也不可過低。鍋爐升降負荷過程中，燃料變化很快鍋爐的負荷波動也較大。由于使用雙進雙出鋼球磨，從啟動給煤機加煤到磨制出煤粉需要建立煤位的時間，停止給煤后磨煤機內(nèi)仍有較多的存粉，因此給煤量并不等于實際進入爐膛的煤量，不易及時判斷出此時的升降負荷速度。推薦看分離器壓力及其變化速度來控制給水流量。分離器出口溫度建議看到小數(shù)點后的位數(shù)，做曲線時區(qū)間盡量小一些。再熱汽溫主要靠煙氣擋板來調(diào)整，時滯性較大，一定要提前調(diào)整，在投停高加時要加強對主再熱汽溫的調(diào)整。

3.3超臨界直流運行階段

在機組負荷達75%MCR左右時轉(zhuǎn)入超臨界狀態(tài)。從理論上講，機組過臨界時存在一大比熱區(qū)，蒸汽參數(shù)如比容、比熱變化較大，實際運行情況是基本上無明顯變化，原因是鍋爐的蓄熱減緩了影響，而且協(xié)調(diào)方式下參數(shù)的自動調(diào)整在一定程度上彌補了波動。第三階段運行調(diào)節(jié)情況和第二階段無明顯區(qū)別。

4 結(jié)束語

鍋爐運行，本質(zhì)就是燃料與給水的配合，掌握燃料調(diào)整和給水控制策略，為機組的安全經(jīng)濟運行提供了保障。

摘要：我公司#3、4爐投產(chǎn)后，鍋爐SCR入口NOX經(jīng)多方試驗調(diào)整，仍不能滿足設(shè)計要求，較設(shè)計排放值偏高，#3爐通過對燃盡風的技改和發(fā)電部實行合理的指標評價體系，使得目前#3爐的SCR入口NOX排放值大幅降低，降低了噴氨量，有效的防止了空預器堵塞，同時也為地方環(huán)保做出了貢獻。本文介紹了超臨界直流鍋爐燃盡風技改前后和發(fā)電部實行合理的指標評價體系前后的比對，總結(jié)出了對于600MW超臨界直流爐SCR入口NOX排放值高的技改建議和運行調(diào)整建議。

關(guān)鍵詞：超臨界直流爐 燃盡風NOX

1 概述

華潤電力登封有限公司的2臺630MW HG-1970/25.4-PM18型鍋爐為一次中間再熱、超臨界壓力變壓運行、帶內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動系統(tǒng)的直流鍋爐，單爐膛、平衡通風、爐底采用風冷排渣、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)、π型布置，露天布置。設(shè)計煤種、校核煤種為貧煤。32只低NOX軸向旋流燃燒器采用前后墻布置、對沖燃燒，4臺BBD4360型雙進雙出鋼球磨煤機配正壓直吹制粉系統(tǒng)。

2 燃盡風改造

針對公司#3、4爐SCR入口NOX偏離設(shè)計值問題，我司組織哈鍋、本公司專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)過多次的分析討論，充分考慮了各種改造的利弊后，決定對#3爐實施較為保守的改進，即只對燃盡風進行改造，增大燃盡風量，因考慮到改造燃燒器工期長、工程量大、改造后結(jié)焦可能性大，而未采用更換燃燒器的方法，下面主要對燃盡風的改造具體細述

OFA燃燒器改造方案(改：2223(寬)x2948(高))

登封電廠#3爐改造前，燃燒調(diào)整最佳工況為機組負荷為630MW、總一次風量為408t/h,總二次風量為1779t/h, OFA風量為442t/h，氧量(DCS)為2.5%，二次風擋板開度為35%。

改造前后最佳工況對比

對比改造前后的最佳試驗工況，在負荷相同，運行方式、運行氧量基本相同的情況下，OFA比率大幅提高，由20.2%提高到47.64%，從而使NOx濃度進一步降低。與此同時，送風機出口壓力大幅降低1.1KPa、送風機電流降低24A。另外，得益于排煙溫度的降低，在NOx降低的同時鍋爐效率并未下降?？梢?，改造效果相當理想。

3 運行技術(shù)管理措施優(yōu)化

在經(jīng)過以上的改造后，經(jīng)過一段時間的觀察，發(fā)現(xiàn)因受值際競賽中對汽溫考核指標比較較大，大家在調(diào)整時不愿意犧牲部分汽溫來降低SCR入口NOX，另外值際競賽中僅對SCR出口小時平均超過100 mg/Nm3進行考核，而未對入口NOX進行考核，發(fā)現(xiàn)以上問題后，專業(yè)迅速行動，降低了汽溫的考核權(quán)重，增加了SCR入口NOX五個值的均值，每月比均值高的運行值進行考核，我司有以下指標來指導運行人員操作。

自從實施了以上的引導措施后，#3爐SCR入口NOX指標下降幅度較大，調(diào)動了大家的積極性，各個值都在嘗試不同的降NOX的方法，其中最有效的是：(1)盡量保持ABC磨的運行方式;(2)ABC磨運行時退出兩到三個粉管;(3)合適的氧量;(4)二次風擋板保持35%同時開打燃盡風等等。下表為制定和實施以上措施前后的各值SCR入口NOX濃度對比。

通過以上兩個表圖我們可以明顯地看出在實施了新的值際指標評價體系后，#3爐SCR入口NOX均值各個運行值均有大幅度的下降，通過實施以上措施，收到了良好的效果。

4 結(jié)束語

華潤登封電廠#3機組通過燃盡風的成功技術(shù)改造和運行值際競賽指標的優(yōu)化，使得#3爐SCR入口NOX排放降低100 mg/Nm3左右，從而減少了氨的用量、減緩了空預器堵塞的可能，更加降低氮氧化物的排放。

所以華潤登封采用的從改造和運行兩方面降低NOX排放思路值得推廣和應(yīng)用，目前我司#4爐燃盡風的改造工作已經(jīng)開始實施。