摘要：本文以连续运行725天的华能渑池热电厂1号机组为研究对象，从机组长周期运行期间锅炉调整策略入手，讨论研究了消除锅炉燃烧偏烧、金属壁温超限、炉膛结焦及还原区高温腐蚀的运行调整策略。
关键词：超临界机组；长周期运行；锅炉运行；燃烧调整
1引言
华能渑池热电厂1号机组在2018年5月25日启动，截止2020年5月18日连续安全稳定运行725天，创造了同类机型运行最长记录。锅炉燃烧运行复杂多变，且2019年以来为实现经济运行开始掺烧煤泥、市场煤、铜川煤，发热量、挥发份、灰份与设计煤种偏差大，且煤质不稳定，经常性出现燃烧器喷口结焦、前后墙热负荷偏差大、金属壁温超限等一系列问题，对锅炉运行产生极大安全隐患，本文从锅炉燃烧调整入手讨论了消除锅炉燃烧偏烧、金属壁温超限、炉膛结焦及还原区高温腐蚀的运行调整策略。
2设备概况
华能渑池热电厂两台350MW机组锅炉型号为HG-1164/25.4-PM1，锅炉采用前后墙对冲燃烧方式，共布置5层燃烧器，前墙三层，后墙两层，每层布置4只，共20只低NOx轴向旋流燃烧器。制粉系统采用中速磨煤机正压直吹式冷一次风机系统，每台锅炉配5台中速磨煤机，4运1备，设计煤种为贫煤，热值在3800~4100大卡左右，挥发分在35~40%之间，灰分熔点在1280℃左右。
3锅炉长周期运行存在的问题及原因简析
2019年以来为实现经济运行开始掺烧煤泥、市场煤、铜川煤，发热量、挥发份、灰份与设计煤种偏差大，且煤质不稳定，经常性出现燃烧器喷口结焦、前后墙热负荷偏差大、金属壁温超限等一系列问题，对锅炉运行产生极大安全隐患，极易造成四管泄漏、恶性结焦和炉膛灭火等恶性事故造成机组非计划停运。
3.1 制粉系统相关分析
不同磨组运行方式下，煤种煤质不同，加之磨出口粉管一次风速不均匀导致携带的煤粉量不均匀，导致炉膛内的热负荷分布不均匀，造成局部水冷壁区域辐射换热增强，工质质量流速不变的情况下，引起锅炉偏烧，继而引起管壁超温和气温偏差等现象。
3.2 二次风及燃尽风相关分析
锅炉采用前后墙对冲燃烧方式，共布置5层20只低NOx轴向旋流燃烧器。该燃烧器主要由中心风、一次风、二次风、三次风道以及启动油枪和点火油枪组成。因管道布置阻力及燃烧器旋流强度不同导致炉内各层二次风及燃尽风流量不同，二次风是燃煤燃烧的主要供氧方式，燃尽风为煤粉燃尽提供最后的氧量，所以，当二次风及燃尽风分配不均就会导致炉内燃烧强度、热负荷不均，从而导致偏烧等问题。
3.3 锅炉运行氧量相关分析
锅炉运行氧量过高不仅增加送、引风机出力，不经济，而且NOX排放增加，环保性能降低。锅炉运行氧量过低，会降低炉温，使燃烧不够充分，由于还原性气体增加，使锅炉更加容易结焦，更容易发生和加速高温腐蚀，长时间运行壁温运行条件也比较恶劣，同时会使锅炉的燃烧稳定性降低，不利于炉膛的安全，易发生爆燃、灭火等恶性事故[1]。
4针对存在问题的燃烧调整策略研究
根据以上叙述锅炉长周期运行存在的一些问题，通过不断地燃烧调整试验，且通过足够长时间运行观察，锅炉偏烧、金属超温等问题得到了很大程度的改善，极大降低了锅炉长周期运行风险，具体讨论如下：
4.1制粉系统相关调整
根据测算，五台磨煤机出口粉管一次风速不平（同一台磨煤机最高风速偏差17%，最低风速偏差-17%），导致单个燃烧器功率不平衡。通过燃烧调整，磨煤机一次风速偏差均已控制在10%以内，经过产生长时间观察，燃烧有很大改善。与此同时，适当提高燃烧器一次风量，防止着火距离过近导致燃烧器喷口烧损及严重结焦。
渑池热电锅炉设计煤种为贫煤，热值在3800~4100大卡左右，而经济煤种铜川煤发热量极高，可达6000大卡以上，燃运铜川煤的燃烧器会造成局部热量过高，增大偏烧、超温风险，故而将高热值铜川煤与低热值煤泥按1:1比例掺混，使热值接近设计煤种，极大改善锅炉运行工况。
4.2二次风及燃尽风相关调整
二次风和燃尽风由各自的旋流器产生必要的旋转，通过燃烧器内同心的环形通道，在燃烧的不同阶段进入炉膛，有助于NOx总量的降低和燃料的燃尽。通过不断地对二次风及燃尽风的旋流强度进行调整观察，使炉内燃料同烟气充分混合，既可保证水冷壁区域呈氧化性特性，防止结渣和高温腐蚀；同时可保证炉膛中心不缺氧，即达到高燃烧效率，也减少NOx的生成，提高环保经济性[2]。
4.3氧量相关燃烧调整
根据锅炉低温省煤器出口及SCR入口、SCR出口氧量对比分析，若出现较大偏差，一般伴随着同侧垂直水冷壁超温及氧量低，说明锅炉确已发生偏烧，氧量低的一侧燃烧剧烈，此时应及时提高氧量低侧的燃烧氧量，即提高该侧进入锅炉的二次风量，降低炉内平均温度，对壁温超温、偏烧及结焦有很大缓解作用。
因炉内燃烧情况复杂，烟气成分复杂，从而导致省煤器出口氧量经常出现不准，值班员应根据以往经验、脱硝出口氧量、NOx、CO含量综合判断氧量测点是否准确，若不准及时联系热工校正氧量测点，以保证测点数据准确为燃烧调整提供数据依据。
关于锅炉运行氧量大小的控制要严格按照燃烧调整的试验结果调整，因渑池热电为热电联产机组，带有采暖及工业供气，故仅根据电负荷来调整氧量大小就不能满足燃烧调整的需求，所以应按照给水流量来调节，具体数据见下图1：
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图1：给水流量与氧量对应曲线
5结语
锅炉燃烧运行复杂多变，且2019年以来为实现经济运行开始掺烧经济煤种，经济煤种在发热量、挥发份、灰份及灰熔点等参数与设计煤种偏差大，且煤质不稳定，故而锅炉易出现燃烧器喷口结焦、前后墙热负荷偏差大、金属壁温超限等一系列问题，对锅炉运行产生极大安全隐患，本文从制粉系统调整、二次风和燃尽风调整及锅炉运行氧量调整等方向进行锅炉燃烧调整，经过不断试验和观察，逐渐积累经验，进而总结出规律措施，通过应用上述措施，在很大程度上消除了锅炉燃烧偏烧、金属壁温超限、炉膛结焦及还原区高温腐蚀等燃烧异常，达到预期效果，为华能渑池热电1号机组725天长周期运行做出不可磨灭的贡献。
参考文献：
[1] 林树亮, 李建军. 350MW超临界直流锅炉结焦原因分析与改进[J]. 山东工业技术, 2018, No.273(19):173.
[2] 李勇．燃煤电站锅炉低氮燃烧系统改造研究[D]．广州：华南理工大学,2013．