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600MW 亚临界锅炉燃烧系统改造优化

【摘 要】通过对平圩发电有限责任公司国产首台600MW 机组锅炉燃烧系统改造后进行的运行分析、冷

态

试验、燃烧调整试验和基准试验，确定燃烧系统改造对改变燃烧热偏差大、锅炉排烟温度高、NOx、SO2 减排等效

果，确定机组整体经济性水平的优化。

【关键词】燃烧调整 浓淡型燃烧器 燃烧热偏差 排烟温度

前 言

平圩发电有限责任公司国产首台600MW 亚临界燃煤机组自投运以来锅炉燃烧系统一直存在着一

些问题，主要表现在炉内燃烧热偏差大、锅炉排烟温度高、NOx、SO2 排放浓度高等；另外锅炉过

热器、再热器管壁局部有超温现象。这些都给机组安全运行带来十分不利的影响，机组运行的经济

性也因此有一定程度的下降。 根据这一情况，平圩发电有限责任公司会同北京哈宜节能环保科技开发有限公司成立了锅炉整

体燃烧优化项目组，明确了工作目标，并拟定了研究方案，从机组运行的基础数据出发，对锅炉燃

烧风量监测装置、燃烧器、锅炉燃烧运行方式等逐一进行了试验和参数优化。通过上述工作并进行

相应的分析整改后，困扰电厂运行的以上问题均已得到改善，机组运行的安全性和经济性也得到了 很大提高。

设备概况

平圩发电有限责任公司国产首台600MW 锅炉为哈尔滨锅炉厂HG-2008/186-M 型亚临界压力、一

次中间再热、单炉膛、单汽鼓、强制循环悬吊式汽包炉。设计煤是潘集煤，制粉系统采用6 台RP1003

中速碗式磨正压直吹系统，24 只浓淡型直流摆角式燃烧器，采用四角六层布置,每层布置4 只,切圆

燃烧。锅炉主要设计参数如表1 所示： 表1 锅炉主要设计参数

名 称 单位 100%MCR 90%MCR 过热蒸汽流量 t/h 2008 1815.3 过热器出口蒸汽压力 MPa 18.29 17.32 过热器出口蒸汽温度 oC 540.6 540.6 再热蒸汽流量 t/h 1634 1496 再热器进口蒸汽压力 MPa 3.86 3.49

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名 称 单位 100%MCR 90%MCR

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再热器出口蒸汽压力 MPa 3.64 3.30 再热器进口蒸汽温度 oC 315 313.3 再热器出口蒸汽温度 oC 540.6 540.6 省煤器进口给水温度 oC 278.3 272.23

锅炉燃烧系统改造概述 2010 年9 月，在机组U104A 检修中对锅炉燃烧系统实施改造。将A 层除外的20 只燃烧器改为

浓淡型燃烧器，并改变其传动方式；改进过燃风水平摆动结构，确保水平摆动能在-11°～-22°度

范围内有效调节；二次风从D 层向上逐步加大反切角度，以加强反切消旋力度；将二次风门挡板改

造为耐高温电动调节型执行机构，提高了二次风门挡板配风的精确性，减少漏风。燃烧器仍采用CE

传统的大风箱结构，由隔板将大风箱分隔成若干风室，在各风室的出口布置数量不等的燃烧器喷嘴，

一次风喷嘴可上下摆动各27°。二次风喷嘴可作上下各30°的摆动，顶风喷嘴可作向上30°向下5

°的摆动，以此来改变燃烧中心区的位置，调节炉膛内各辐射受热面的吸热量，从而调节再热汽温。

本次改造将中间空气风室喷口改造为一个大喷口，喷口的设计为12°反切。上端部二次风的两个喷

口也合并成一个整体喷口，喷口设计为12°反切。

图1：将原中间二次风风室由三组喷口改造成中间二次风喷口为整体一个二次风喷口，全部二

次风都经过喷口进行反切，能够最大限度的实现反切动量。 图2 为改造后燃烧器各风室分布图

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锅炉燃烧调整

锅炉燃烧调整试验是在摸底试验、风量标定试验、冷态试验等工作的基础上，通过对影响机组

经济性的各个单项因素的调整，提高锅炉机组的整体运行水平。燃烧调整试验的主要调整因素包括：

锅炉总风量调整、磨煤机一次风量调整、旋流燃烧器调整、层二次风开度调整、过燃风开度调整、

一次风炉膛差压调整等。根据这些单项调整试验的结果，最终确定了各个控制参数的基准运行方式。

冷态空气动力场试验及性能计算汇总表包括：

表2 燃烧及制粉系统性能计算汇总表（MCR 工况）

序号 项目 符号 单位 设计煤种 1 锅炉计算燃煤量 Bj T/h 269.9 2 理论空气量 V0 Kg/kg 8.881 3 理论烟气量 V0

Y Kg/kg 9.622

2

4 空预器进／出口二次风温度 ℃ 22.8/313.9 5 空预器进／出口一次风温度 ℃ 26.1/302.8 6 锅炉排烟温度 Tpy ℃ 135 7 一次风份额 R1 ％ 20.2 8 二次风份额 R2 ％ 74.8 9 周界风份额 Rzj ％ 14.6 10 炉膛漏风 Rlf ％ 5

11 炉膛出口过量空气系数 α 1.2 12 磨煤机最大出力* Bm T/h 13 煤粉细度 R90 ％ 18 14 磨煤机出口风温 Tm ℃ 76.7 16 干燥剂热风份额 Rr ％ 70.68

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表3 炉膛及燃烧器设计参数

项 目 单 位 数 值 炉膛宽度 mm 18540 炉膛深度 mm 16430 一次风速 m/s 25 一次风温度 ℃ 76.7 一次风风率 ％ 20.2 二次风速 m/s 47.5 二次风温度 ℃ 313.9 二次风风率 ％ 74.8 周界风速 m/s 47.5 周界风率 ％ 14.6

注：*炉膛高度为从炉底冷灰斗拐角到分割屏下沿的距离 表4 锅炉预期性能计算数据表

负 荷 工 况 名 称 单位 100%MCR 90%MCR 蒸汽流量 T/h 2008 1815.3 给水温度 ℃ 278.3 272.2

过热蒸汽出口温度 ℃ 540.6 540.6 过热蒸汽出口压力 Mpa 18.3 17.3 再热蒸汽流量 T/h 1634 1496 再热蒸汽进口压力 Mpa 3.86 3.49 再热蒸汽出口压力 Mpa 3.64 3.3

整体燃烧优化试验中几个关键性工作介绍如下： 炉内热偏差大

燃烧系统改造前，锅炉两侧烟温非常大。机组高负荷时两侧烟温最高可达230℃，造成过热器、

再热器两侧汽温偏差大，减温水流量大，给机组安全稳定经济运行带来不利局面。防止烟温偏差的

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