高林峰

（山西阳光发电有限责任公司， 山西 阳泉 045000）

引言

山西阳光发电有限责任公司2号炉为东方锅炉(集团)股份有限公司设计制造，2号锅炉此前完成了机组烟气超低排放改造与二次风风箱结构改造。为了降低炉膛出口氮氧化物浓度、减少锅炉受热面气温偏差与壁温超温、控制SCR出口烟气氨气逃逸率、缓解锅炉结焦等问题，因此开展了2号锅炉冷态动力场及燃烧优化调整试验。本文结合试验和改造的过程对锅炉的动力场测试和锅炉燃烧改进的方式方法进行介绍，以期为相关技术人员进行实践提供参考。

1 锅炉设备概况

2号炉为东方锅炉(集团)股份有限公司设计制造的DG1025/18.2-Ⅱ7型“W”火焰燃煤锅炉，增容改造为330 MW汽轮发电机组；锅炉采用亚临界压力、一次中间再热、自然循环、双拱型单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢构架、悬吊结构、尾部双烟道；尾部烟道布置三分仓容克式回转空气预热器、布袋除尘器、脱硝装置等。

2 锅炉冷态试验方式及试验结果分析

2.1 磨煤机入口风量标定结果

为保证表盘显示风量准确表征磨煤机内实际通风量，对磨煤机风量测量装置进行校核标定。方法是用标准风量测量元件皮托管准确测量磨煤机出口的一次风量，扣除密封风后同表盘风量显示值进行比较，必要时对流量系数进行修正，以保证表盘风量显示值的准确性，为以后的热态试验和锅炉运行提供依据[1]。

冷态下，启动引风机、一次风机，维持适当的炉膛负压，采用标准毕托管按等面积圆环法测量磨煤机出口各一次风管的风速并计算总一次风流量，以标定表盘磨煤机入口一次风量测量装置的流量系数。测试过程中根据各磨煤机出口一次风速，对各磨煤机出口粉管风速进行调平。根据试验结果，A、B、C磨煤机入口风量显示偏大，D磨煤机偏小，各磨煤机入口风量标定系数分别为 0.95、0.83、0.92、1.22。

2.2 一次风管冷态调平试验

在不同风量下，测量磨煤机出口4根一次风管流量，计算各自的风速及流量偏差，测定磨煤机出口各煤粉的风量分配特性，如果风速偏差超过5%,可通过一次风管上的可调缩孔进行调节，使得风速偏差在规定范围内，同时对各一次风管靠背管进行标定，计算各一次风靠背管系数。

调整前A、B、C磨煤机出口粉管一次风速偏差超过了±5%，通过调整磨煤机粉管缩孔开度，已将各磨煤机出口粉管一次风速偏差调整到了国标要求的范围内（±5%），D磨煤机出口粉管一次风速偏差达到了国标要求范围内，未进行调整。

2.3 二次风风门特性试验

冷态时，在二次风风门常用开度范围内，调整二次风风门开度分别为15%、35%与50%，对炉内各层二次风喷口风速进行实际测试，得到各二次风喷口的风门特性。测试内容包括所有辅助风风门与燃尽风风门。

冷态下，分别在A、B侧二次风量表盘显示值分别为400 kN·m3与465 kN·m3左右时对其进行标定，A、B侧二次风量表盘显示值偏大，实测风量比表盘显示值小，调整A、B侧二次风量表盘值标定系数分别为0.9、0.88，之后满足要求。

3 锅炉燃烧优化调整试验探究

3.1 原锅炉运行中存在问题

2号炉改造后，运行期间暴露出诸多问题。

1）2015年度运行期间，发生过三次炉膛负压高灭火：6月28日、8月9日、8月24日。另外，运行期间，锅炉发生约23次无故冒正压（其中有两次冒正压较高，濒临灭火：8月9日，+1 483 Pa；8月29日，+1 379 Pa）。

2）锅炉结焦严重，有大焦多次掉落在2C渣斗中。另外，拱部区域结焦，频繁堵塞火检孔。

3）锅炉右侧8 m看火孔看火，火焰表现为下冲过大。渣斗水封槽右侧钢板偶尔烧红。

4）二次风箱压力低。相对1号炉同等负荷，低负荷（180 MW）低 70 Pa、高负荷（290 MW）低 200 Pa。风箱压力最高时只有800 Pa。

5）2015年9月8日因锅炉爆管停运。锅炉冷却后进行检查发现：水平烟道底部新加的吹灰器蘑菇头掉落，造成受热面吹损引发锅炉爆管。

6）受热面壁温超温。高温过热器出口第15片管屏4号、5号管最高达到了597℃，高温再热器出口第24片管屏6号管最高达到了600℃，高再热器第26片2号、42片1号、2号、5号、6号、42片2号、6号、54片6号最高达到了600℃，高再热器第42片、54片5号最高达到了633℃；超温时间长，超温程度严重。

3.2 拱上风风门开度优化调整

优化调整前，锅炉各燃烧器拱上风门开度长期均等开度，基本保持在35%～40%范围内均等配风，且随着负荷变化，拱上风开度基本保持不变，未投用磨煤机各燃烧器拱上风门开度基本与投用磨煤机各燃烧拱上风风门开度相同[2]。

首先将未投用磨煤机各燃烧器拱上风门开度恢复至冷却位置，开度保持在20%，其次将3号与6号所有燃烧器喷口拱上风门开度加+5%偏置，4号加-5%偏置，其他未增加任何偏置。从拱上风门开度优化前后锅炉沿宽度方向烟气氧量及CO分布测试可以看出，优化后锅炉沿宽度氧量分布不均现象有所改善，最左侧烟气CO浓度有所降低。

3.3 运行氧量优化调整

机组负荷290 MW时，将表盘二次风量由750 kN·m3/h升高至780 kN·m3/h左右时，表盘氧量由3.0/2.6L升高至3.4/3.0L，A、B侧脱硝入口烟气NOx质量浓度分别由763 mg/m3、660 mg/m3升高至794 mg/m3、679 mg/m3，均升高了30 mg/m3左右，炉膛32 m看火孔部分实测烟气温度平均降低50～80℃左右，8 mA、B侧看火孔实测炉膛温度由876℃、881℃降低至854℃、864℃，均降低了20℃左右。

3.4 粉管缩孔调整对燃烧的影响

由于A5、A6粉管缩孔基本全关，单独调整D2粉管缩孔达到全关状态（关20圈左右）可以实现D2粉管风速在18 m/s以上，粉量降低至该工况下D磨煤机各粉管平均水平，由于观察时间较短，暂未发现对锅炉燃烧有明显促进作用，运行24 h后恢复。

机组负荷280 MW左右，4台磨煤机投用，依次关闭A4、B4、C4、D4粉管关断门，考察这4根粉管对锅炉右侧火焰下冲的影响规律。测试得到关闭D4对右侧8 m处炉膛温度影响较大，由1 052℃降低至952℃，单独关闭其他3根粉管关断门，对右侧8 m看火孔观测到的炉内燃烧状况与该出炉膛温度测试结果影响较小。

3.5 燃尽风开度调整

机组负荷291 MW，4台磨煤机投用，保持，锅炉各主要运行参数保持不变，燃尽风开度由50%升高至60%，调整前脱硝入口A、B侧烟气氮氧化物质量浓度分别为820 mg/m3、680 mg/m3，调整后脱硝入口A、B侧烟气氮氧化物质量浓度分别为750 mg/m3、700 mg/m3，高再48片5号管壁温由612℃降低至607℃，降低了5℃左右。燃尽风开度增加10%后，可以有效地降低脱硝入口A侧烟气氮氧化物浓度，同时对缓解脱硝入口A、B侧烟气氮氧化物浓度偏差有明显作用。

4 结语

通过对2号锅炉进行的冷态动力场测试，可以及时分析一、二次配风的有效性和合理性，便于及时调整。燃烧优化措施的改进可以减少锅炉运行中的污染物排放，改进锅炉的燃烧经济性，提升运行过程中的稳定性。

[1]李智，王义松，宋振宇.350 MW超临界四角切圆锅炉冷态空气动力场试验及仿真研究[J].热能动力工程，2016，31（9）：113-118.

[2]王勇.300 MW对冲燃烧锅炉燃烧优化调整试验研究[D].沈阳：沈阳工程学院，2017.