低一次风压节能降耗技术

低一次风压节能降耗技术

候宗帅

候宗帅

（大唐林州热电有限责任公司河南456500）

摘要：文章针对大唐林州热电有限责任公司2号锅炉在同一负荷（180MW）下，降低一次风压燃烧调整试验，得出了低一次风压在直吹式制粉系统、四角切圆燃烧锅炉中节能降耗的可行性。该方法能有效降低供电煤耗，降低煤粉细度，降低排烟温度，提高机组再热汽温，降低厂用电率，降低燃煤锅炉NOx产生量，提高锅炉燃烧效率。

关键词：低一次风压，煤粉细度，供电煤耗，厂用电率，再热汽温，节能技术，低NOx,经济效益

一、锅炉概况：

大唐林州热电有限责任公司2号锅炉为上海锅炉厂生产的350MW超临界压力直流锅炉，采用单炉膛四角切圆燃烧方式，一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构、露天布置、II型燃煤锅炉。设计煤种为山西贫煤。两台一次风机为单吸离心式风机，全压15Kpa，采用入口导叶调整方式，额定电流123A。在正常运行中，采用变频运行方式，通过调整电机转速改变一次风机出力来调节一次风压。

配5台中速碗式磨煤机，型号HP863,此磨煤机主要是利用磨辊与磨碗对它们之间的煤的压碎和碾磨两种方式来实现磨煤的。每台磨煤机供给四角一层燃烧器煤粉，磨煤机采用冷、热风调整门来分别调整磨煤机出口温度和磨煤机风量，采用调整磨煤机出口分离器转速来调节磨出的煤粉细度。2台密封风机一运一备，密封风机提供密封风，对磨煤机磨碗、弹簧加载装置、磨辊、磨煤机出口门进行密封。给煤机采用电子计量式，通过改变给煤机转速控制给煤量，控制锅炉负荷，给煤机密封风来自冷一次风。燃烧方式采用低NOx同轴燃烧系统，20只直流式燃烧器分5层布置与炉膛下部四角。一、二次风间隔布置，每相邻两层煤粉燃烧器之间布置有一层辅助风喷嘴，上部设有二层紧凑燃烬风（CCOFA),CCOFA的上部设置三层可水平摆动的分离燃烬风（SOFA),整组一、二次风喷嘴可上下摆动。一次风喷嘴采用上下浓淡分离式，有利于防止炉膛结焦、高温腐蚀，有利于降低NOx排放和稳定燃烧。采用石子煤输送系统输送煤粉磨制过程中产生的石子煤。

再热汽温采用燃烧器摆动调节，再热器进口连接管道上设置事故喷水，事故喷水取自给水泵中间抽头。

烟气脱硝装置采用选择性催化还原法，采用的脱硝还原剂液氨有效成份为NH3，反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间。烟气脱硫装置采用石灰石-石膏湿法脱硫装置，每炉设置一座吸收塔，全烟气脱硫，不设烟气旁路和增压风机。

二、问题的提出：

一次风作为煤粉的干燥风和携带风，风温影响煤粉干燥，风压影响煤粉刚性和细度，风量影响携带煤粉多少的能力。一次风将磨煤机内磨制的煤粉送入炉膛内燃烧，并提供煤粉燃烧初期所需风量。若风压过高，将使煤粉颗粒变粗，容易磨穿煤粉管弯头，同时煤粉刚性增大，推迟煤粉在炉膛的着火，煤粉在炉膛内停留时间相应缩短，燃烧不够充足完全，煤粉贴壁燃烧，易造成壁温超温，受热面结焦。若风压过低，容易堵塞煤粉管，刚性减弱，易引起火焰回火烧损燃烧器，严重的将导致堵塞磨煤机、粉管堵塞，炉膛燃烧工况恶化，锅炉灭火、磨煤机损坏等较大事故。

调整锅炉燃烧的主要工作是保证炉膛煤着火、燃烧稳定，蒸汽参数满足机组负荷需要，保护水冷壁、过热器、再热器等受热面的安全，不超温超压，不高温腐蚀，燃烧调整适当，燃料燃烧完全，炉膛温度场、热负荷分布均匀，同时提高燃烧经济性，减少不完全燃烧损失和排烟热损失，降低厂用电率，降低供电煤耗。面对日益严峻的环保要求，减少煤粉燃烧过程中SOx、NOx等污染物的生成量工作也越来越引起高度重视。2号锅炉飞灰含碳量、排烟温度、一次风机电耗较高、煤粉细度较大，水冷壁后墙悬吊管管壁温度高，同时再热汽温偏低，造成2号锅炉热效率较低，锅炉安全稳定运行系数低。

为消除2号锅炉如上所述中存在的较多问题，运行人员尝试了大量的调整方式，摆高燃烧器摆角，尝试不同二次风门开度配比，改变磨煤机运行组合方式，适当提高送风机出力，适当提高炉膛含氧量，提高启动分离器出口过热度，减少给水量进而控制水冷壁吸热，调整锅炉受热面吹灰方式等，锅炉燃烧效率并没有明显提高，且烟气中空气污染物生产量较高，锅炉热效率提高不明显。

以上调整方式既然对提高锅炉热效率效果不明显，那就调整一次风压来试验对煤粉细度、飞灰含碳量、厂用电率、再热汽温、NOx生成量的影响。

三、低一次风压运行前提条件：

为了保证低一次风压运行过程中的安全稳定，必须保证：缓慢减小一次风机出力，缓慢减小运行磨煤机一次风量，磨煤机出口温度合适，运行磨煤机进出口差压在正常范围内，磨煤机出口压力在正常范围内，运行磨煤机电流稳定，石子煤排放正常，各磨煤机出口火检强度高，炉膛负压摆动在正常范围内，烟气含氧量在正常范围内，通过火焰电视观察炉膛内燃烧稳定良好。

四、锅炉低一次风压运行工况分析：

2号锅炉保持B、C、D磨运行，负荷维持在180MW左右。入炉煤煤质基本保持不变，磨煤机旋转分离器转速不变，

在保证不堵磨安全运行的前提下，通过降低一次风机变频出力，降低一次风压，关小磨煤机冷热风调节挡板，降低运行磨煤机一次风量，降低运行磨出口温度，来试验一次风量的大小对机组安全经济运行的影响，试验对锅炉燃烧效率的影响。每台一次风机电流（开关电流)较同等负荷，同等燃料量时从67A降至50A,降低17A。一次风压从10Kpa降至7.5Kpa，降低2.5Kpa。磨煤机视出力情况，热风调节门最小关至45%，冷风调节门全关。运行磨一次风量小于100t/h,其中2B磨一次风量最小降至80t/h。磨煤机出口风压由2.3Kpa最小降至1.8Kpa。通过近四个月的试验，磨煤机运行稳定，电流正常，磨煤机进出口差压正常，没有发现堵煤现象。同时，在机组180MW负荷时，再热汽温能提高至558℃（额定值566℃），NOx生成量由650mg/Nm?降至600mg/Nm?，排烟温度能降低至112℃。总煤量每小时能减小2-3T。炉膛燃烧稳定良好，启动分离器出口过热度稳定，机组负荷稳定。

五、低一次风压可能存在的问题和对策

1、煤质较差和煤质较湿时，可能发生堵磨堵粉管事故，应及时根据运行磨煤机一次风量、磨进出口差压、磨出口温度、磨煤机电流的变化，适当提高一次风压。

2、燃烧器有可能回火烧坏的可能，应根据烟气含氧量的变化，增大二次风量，增大火焰刚性，避免回火发生。

3、石子煤生成量增大，应保证石子煤排放及输送系统正常运行。

六、低一次风压运行总结：

在保证不堵磨的前提下，降低一次风压的好处：

1、炉膛内燃烧稳定良好，炉膛负压摆动正常，磨煤机出口火检强度正常，火焰电视显示炉膛内燃烧工况良好，机组负荷稳定。

2、一次风机电流大大降低，节省了大量的厂用电，厂用电率较同等负荷下下降约0.04%。

3、一次风量的降低，燃烧区域弱氧燃烧，NOx含量降低。一次风量减小，在燃烧含氧量不变的情况下，二次风量增大，二次风温度较一次风温高，提高了炉膛内煤粉燃烧的稳定性，同时因烟气中NOx含量小，锅炉燃烬二次风门开度关小，炉膛内火焰中心位置提高，煤粉主燃区空气量增大，再热汽温升高，降低了供电煤耗，供电煤耗下降约1.02g/kwh。

4、因煤粉刚性减弱，火焰贴壁情况减弱，降低了水冷壁壁温。

5、一次风量的降低，一次风压降低，煤粉细度减小，煤粉更易着火燃烧和燃烬，降低了机械不完全燃烧热损失和排烟热损失。

七、结束语

实践研究结果表明：低一次风压节能技术的应用能显著提高大唐林州热电有限责任公司2号锅炉运行安全经济性，提高其经济效益和综合效益，在1号锅炉的试验中同样受用，应当引起足够重视。总而言之，本文针对低一次风压技能技术在火电厂应用的相关问题进行了简单的分析和说明，希望能为以后火电厂节能减排相关的研究和实践工作提供一定的帮助和参考。

参考文献：

[1]蔡新颜.大唐林州热电有限公司集控运行规程

[2]大唐集团公司集控值班员理论题库

[3]朱全利.北京；锅炉设备及系统运行；中国电力出版社

[4]孙剑锋.锅炉低一次风压技术在平凉电厂中的运用

[5]周琪.低一次风压节能技术在火电厂中的应用