600MW机组低氮燃烧器改造后汽温偏低的分析及防治 袁福计，王敬忠，盖科成，张延伟
华能平凉发电公司，甘肃省平凉市二十里铺，744000；
Analysis and prevention of low steam temperature after transformation of low nitrogen burner for 600MW unit
Yuan Fuji,Wang Jingzhong, Gai Kecheng，Zhang Yanwei
Huaneng Pingliang Power Generation Co., Ltd., Pingliang twenty shop, Gansu, China, 744000;
ABSTRACT:This paper analyzes the main reasons of reheat steam temperature low 600MW unit in Pingliang power plant boiler low NOx burners after transformation, combined with the actual operation of the boiler, summarizing the experience, take corresponding me
asures from aspects of operation adjustment, the reheat steam temperature low improved, this paper has certain reference significance to the relevant units of low steam temperature transformation burner of low nitrogen after.
KEY WORD: Reheated steam temperature；Low temperature of steam ；Low nitrogen combustion
摘要：本文分析了平凉电厂600MW机组锅炉低氮燃烧器改造后再热蒸汽温度偏低的主要原因，结合实际锅炉运行情况，总结经验，着重从运行调整方面采取相应的措施，使再热蒸汽温度偏低问题得到相应的改善，本文对低氮燃烧器改造后汽温偏低的相关机组有一定的参考意义。 关键词：再热汽温度；汽温偏低；低氮燃烧
1设备概况
华能平凉电厂2×600MW超临界燃煤空冷机组系二期扩建工程，以750kV电压向东输出电力，机组设计燃用华亭煤矿烟煤，装设两台660MW超临界直接空冷凝汽式燃煤发电机组，锅炉为HG-2072/25.4-YM12型超临界压力、循环泵式启动系统、前后墙对冲LYSC低NOX燃烧器、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、全钢构架的变压本生直流炉。锅炉以最大连续负荷(B-MCR)工况为设计参数，最大连续蒸发量2072T/H，过热器蒸汽出口温度为571℃，再热器蒸汽出口温度为569℃，给水温度294.8℃。锅炉采用全钢结构构架，高强螺栓连接，呈“П”型布置方式，锅炉前后墙对冲布置LYSC-I（等离子燃烧器）、LYSC-III型低NOX燃烧器，共三层三十只，配有六台中速磨煤机，OFA燃烬风喷嘴布置在燃烧器上方，前后墙共十只，左右墙布置防止水冷壁结渣
与高温烟气腐蚀的贴壁风喷口，共三层六只。A磨燃烧器采用等离子点火系统；其它磨燃烧器采用点火油系统，每台燃烧器配有一支油，油采用蒸汽雾化喷嘴，点火和油均为可伸缩式，油的最大出力按20％B-MCR工况设计。
图1：燃烧器、燃尽风布置图
采用LYSC型燃烧技术，其布置如图1所示，在前后墙水冷壁标高为37.052m位置处各布置5个内径为1.116m的LYOFA型燃尽风喷嘴，燃尽风风箱体积较大，最大的燃尽风风率达到35%；最下层燃烧器前墙改造为兼备等离子体点火系统的LYSC-Ⅰ型燃烧器；将其余25只燃烧器为LYSC-III型燃烧器；分别在锅炉A、B侧标高22.68、27.69和32.7m处配置贴壁风喷口。风量合理分配，通过调整主燃烧器二次风挡板开度、一次风可调缩孔大小来满足入炉煤种的燃烧特性；主燃烧器的二次风量适当减小，配合燃尽风风量，形成了空气分级。
2低氮燃烧器燃烧原理
图2：低氮燃烧器燃烧原理图
图3：炉内燃烧模拟图【3】
该低氮燃烧器技术以炉内影响燃烧的两大关键因素——炉膛空间和煤粉燃烧过程为重点研
究对象，全方面进行系统优化，达到防结焦、防高温腐蚀、燃尽、低NOx一体化的目的。首先将炉内整体空间作为研究对象，通过合理布置LYSC系列燃烧器位置及炉流合理组合，炉膛中心柱体区域形成具有较高温度、较高燃料浓度和较低氧量的区域；同时在炉膛中心柱体近壁区域形成具有较低温度、较低CO、较低颗粒物浓度、较高氧量的区域，使炉膛在空间中心柱区域和中心柱区域近壁处区域的温度场、速度场及颗粒浓度场特性差异化。贴壁风延程逐步掺入中心柱区域，阻止灰粒附壁，延长冷却路径的流场结构。其次在燃烧过程上对一二次风射流组合，采用LYSC系列燃烧器、LYOFA燃尽风及贴墙风等技术，强化煤粉燃烧、燃尽及NOx火焰内还原，使火焰走向可控柱体化，最终使锅炉高效稳定燃烧、防结焦、防高温腐蚀及低NOx多功能一体化燃烧系统，如图2、3所示。
3汽温偏低原因分析
低氮燃烧器改造后，负荷降至350MW以下时，再热汽温偏低，低于设计值10-15℃。通过对低氮燃烧器燃烧原理的分析，以及燃烧调整中对汽温波的影响，造成再热汽温偏低原因分析有以下几个方面：
1）制粉系统运行方式；
2）烟气量及两侧烟气温度；
3）锅炉受热面结渣积灰的影响
4）燃烧区域二次燃烧温度较低；
5）不同负荷，SOFA风对炉膛烟温影响较大；
6）一次风率较高，二次风调整作用弱；
7）过热度及屏过出口温度。
3.1制粉系统运行方式
当锅炉负荷较低时，可以将不同高度的燃烧器组投入或停止运行，来改变炉膛火焰中心的位置，达到调节汽温的目的，一般采取投运最上层燃烧器，停运最下层燃烧器的方法，该方法调温效果较为明显，尤其是#5炉。
3.2烟气量及两侧烟气温度
由于高温再热器与低温再热器都是作为对流受热面布置在炉内的，所以风量与配风越大，烟气量就越多，烟气流速越大，烟气温度就越高，则再热器的吸热量就越大，再热汽温就越高。但是风量太大烟气温度会下降，再热汽温也会降低，故综合考虑。
3.3锅炉受热面结渣积灰的影响
在锅炉正常运行中，如果各个受热面上的结渣积灰得不到有效及时的清理，对锅炉效率的影响是不言而喻的，对锅炉汽温的影响也是非常明显的，所以必须确保锅炉吹灰系统及各个吹灰器的正常运行，并且确认这项工作按规定认真执行了。
3.4 燃烧区域二次燃烧温度较低
根据低氮燃烧的特性，在燃尽区还应有一个热负荷中心，从而不会影响辐射受热面的吸热效果。若主燃烧区富氧燃烧，则相对减少了二次燃烧区域的热负荷，从而影响辐射受热面的热量吸收。
图4：低氮燃烧原理
针对这一情况，依据低氮燃烧原理，如图4【3】，首先从调整二次风配比入手，通过降低主燃烧区域二次助燃风、周界风达到降低燃烧区氧含量的目的，使二次燃烧区热负荷提高。从效果来看，能够提升再热汽温10℃左右，但随着下层二次风量的降低，对锅炉压力及飞灰的影响又呈负面增长，因此二次风量的调整是有局限性的。
3.5一次风率较高，二次风调整作用弱
我公司制粉系统管道较长，管阻较大，为达到额定的出口风速，一次风风量选择的比较大，一次风煤比控制在2.0-2.5之间，因此要降低主燃烧区域的氧含量，一次风率的降低也
是调整手段之一。通过对磨煤机液压加载系统、出口分离器转速等调整，将一次风率降至2.0，其影响效果在其它边界条件不变的情况下，能够提高炉膛出口温度2℃。
3.6SOFA风对炉膛烟温影响
不同负荷，SOFA风对炉膛烟温影响较大，特别是低负荷，我公司规定为了保证燃烧锅炉总风量不能低于1000T/H，而实际运行中一般达1100--1300T/H，这样的风量条件下，低负荷情况下难实现分级燃烧，故需要按改造前配合低氮燃烧方式来调整。
3.7过热度及屏过出口温度
直流炉过热度是影响汽温最重要的参数，结合给水流量同时兼顾壁温，及时加强对过热度调整，能起到事半功倍的效果；过热汽温减温水喷入过多特别是一级，对烟气温度影响很大，故在屏过温度较低的情况下，最好减少减温水的投入量，适当提高烟气温度。
4低负荷调整及效果
平凉电厂低氮燃烧器改造后，低负荷按低氮燃烧理论调整再热汽温很难达到设计值，本文
提出低负荷阶段按常规调整结合低氮燃烧理论相结合的方法结合过热度及屏过出口温度综合调整，现结合我公司实际情况，300MW时分两种情况进行实际调整。
4.1ABCF磨煤机工况下汽温调整
4.1.1风烟系统
ABCF下四层燃烧器运行，总风量1250T/H，煤量146T/H，磨煤机分离器转速430rpm，二次风与炉膛差压0.9KPa。
4.1.2给水系统
过热度40℃，给水流量820T/H；炉膛A侧壁温相对较高，最高425℃，均在可控范围之内。
4.1.3二次风、燃尽风系统
中心风开度15%，二次风开度35%，燃尽风开度15%。
4.1.4采取措施调整后的主再热汽温
调整后主再热平均汽温569℃、563℃，屏过出口温度540℃、530℃，再热器入口318℃。
小结：ABCF下四层燃烧器运行，首先对炉膛长吹进行吹灰，保持受热面干净；调整风量1
200—1300T/H，火焰中心上升，同时加强再热器对流换热；调整过热度30-40℃，适当减少给水流量，加强给水流量壁温监视；适当提高屏过出口温度，减少减温水喷入量，降低与烟气温差，提高烟气温度；适当关小二次风、燃烬风开度，提高二次风与炉膛差压，适当降低一次风率，进而提升送风量对燃烧火焰边界条件的影响。
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