1、大型燃煤發(fā)電機(jī)組風(fēng)煙系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行王維海（華能德州電廠山東德州253024）摘要：介紹了華能德州電廠#6機(jī)組風(fēng)煙系統(tǒng)的配置情況，從設(shè)備檢修維護(hù)、運(yùn)行方式調(diào)整的角度分析了影響其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的因素，提出了風(fēng)煙系統(tǒng)節(jié)能降耗的運(yùn)行技術(shù)措施。關(guān)鍵詞：風(fēng)煙系統(tǒng)；漏風(fēng)率；配風(fēng)；排煙損失；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行0 引言在火力發(fā)電廠的生產(chǎn)運(yùn)行中，風(fēng)煙系統(tǒng)是必不可少的重要輔助系統(tǒng)。風(fēng)煙系統(tǒng)耗電量一般占到單元機(jī)組所有輔機(jī)設(shè)備總耗電量的2535，風(fēng)煙系統(tǒng)運(yùn)行方式對(duì)灰渣含碳量及排煙溫度高低影響很大，可以說，風(fēng)煙系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能夠直接影響到鍋爐乃至整臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行效率。因此，對(duì)風(fēng)煙系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究，是發(fā)電廠降低發(fā)電成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

2、的一項(xiàng)十分重要的任務(wù)。1華能德州電廠#6機(jī)組設(shè)備簡(jiǎn)介華能德州電廠#6機(jī)組（700MW）是山東電網(wǎng)單機(jī)容量最大的兩臺(tái)火力發(fā)電機(jī)組之一，鍋爐為德國(guó)巴布考克（BABCOCK）公司制造的亞臨界參數(shù)自然循環(huán)汽包爐，風(fēng)煙系統(tǒng)（如圖1所示）配有兩臺(tái)BABCOCK32VNT2060型號(hào)三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器、兩臺(tái)BABCOCKFAF30.15.1型號(hào)動(dòng)葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)BABCOCK 14144Z/2360型號(hào)入口靜葉調(diào)節(jié)雙吸離心式引風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)BABCOCK14144BA/1416型號(hào)入口靜葉調(diào)節(jié)離心式一次風(fēng)機(jī)。鍋爐燃燒器噴口采用前后墻錯(cuò)列布置（如圖2所示），風(fēng)粉混合物吹入爐膛對(duì)沖燃燒。華能德州電廠#6機(jī)組

3、投產(chǎn)運(yùn)行幾年來，技術(shù)人員不斷挖掘設(shè)備節(jié)能潛力，在風(fēng)煙系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)整上積累了一些有益經(jīng)驗(yàn)，主要包括：降低空預(yù)器漏風(fēng)率和風(fēng)機(jī)電耗、合理選擇鍋爐燃燒配風(fēng)方式、減少鍋爐排煙損失等等。 圖1風(fēng)煙系統(tǒng)簡(jiǎn)圖圖2鍋爐燃燒器配風(fēng)口設(shè)置2 風(fēng)煙系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行措施 2.1優(yōu)化運(yùn)行調(diào)整，加強(qiáng)設(shè)備治理，降低風(fēng)機(jī)電耗風(fēng)煙系統(tǒng)是火電機(jī)組主要耗電用戶之一，送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)耗電量占單元機(jī)組全部輔機(jī)耗電量的2535左右，因此，深挖風(fēng)機(jī)節(jié)電潛力，減少風(fēng)煙系統(tǒng)輔機(jī)耗電量，可以有效降低機(jī)組廠用電率。 減少二次風(fēng)擋板節(jié)流損失，降低送風(fēng)機(jī)電耗#6機(jī)組送風(fēng)機(jī)為定速、電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸流式動(dòng)葉可調(diào)送風(fēng)機(jī)，由于DCS內(nèi)部原設(shè)計(jì)二次風(fēng)壓偏高，低

4、負(fù)荷時(shí)二次風(fēng)擋板節(jié)流較大，增加了送風(fēng)機(jī)電耗。對(duì)此，結(jié)合鍋爐燃燒情況，技術(shù)人員將各燃燒器二次風(fēng)口手動(dòng)調(diào)節(jié)擋板由原50開度增大到80100開度，同時(shí)修正了DCS內(nèi)部二次風(fēng)壓曲線，將滿負(fù)荷時(shí)，二次風(fēng)壓2.5千帕降為1.85千帕1，使運(yùn)行中二次風(fēng)電動(dòng)擋板開度由3040增大到60以上，減少了二次風(fēng)擋板節(jié)流帶來的廠用電損耗。 加強(qiáng)空預(yù)器漏風(fēng)及積灰治理，減少漏風(fēng)損失，降低空預(yù)器通流阻力#6機(jī)組投產(chǎn)初期，存在著空預(yù)器漏風(fēng)率大，蓄熱片積灰嚴(yán)重的缺陷。實(shí)測(cè)漏風(fēng)率高達(dá)1016，遠(yuǎn)高于6的初始設(shè)計(jì)值。同時(shí)由于空預(yù)器吹灰器運(yùn)行異常，造成部分蓄熱片損壞、腐蝕、積灰2，致使機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)空預(yù)器煙側(cè)壓差一度高達(dá)2.42.5千帕

5、，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值1.2千帕。這些原因?qū)е嘛L(fēng)機(jī)電耗大大增加。對(duì)此，在機(jī)組檢修期間，將空預(yù)器密封裝置加以更換、調(diào)整，替換了已腐蝕損壞的蓄熱片，使檢修后空預(yù)器漏風(fēng)率降低到2.54左右；同時(shí)，將空預(yù)器蒸汽吹灰取消，增加了乙炔脈沖吹灰裝置，優(yōu)化了吹灰運(yùn)行方式，使空預(yù)器運(yùn)行積灰情況得到控制，煙側(cè)壓差可以長(zhǎng)期維持在1.2千帕以下，有效降低了空預(yù)器的通流阻力。這些措施執(zhí)行后，各大風(fēng)機(jī)出力明顯降低，減少了電耗損失。2.2 合理選擇鍋爐燃燒配風(fēng)方式，降低灰渣含碳量 在鍋爐各項(xiàng)熱損失中，固體未完全燃燒熱損失所占的比例較大，而固體未完全燃燒熱損失的大小主要取決于灰渣中的含碳量。影響灰渣含碳量的因素很多，選擇合理的二次風(fēng)

6、配比方式，維持經(jīng)濟(jì)氧量是降低灰渣含碳量的一個(gè)重要手段。由于#6爐膛設(shè)計(jì)了過多衛(wèi)燃帶的原因，德州電廠#6鍋爐投運(yùn)后存在較為嚴(yán)重的結(jié)焦問題，為減輕鍋爐結(jié)焦，同時(shí)降低灰渣含碳量，提高鍋爐效率，運(yùn)行部門分別進(jìn)行了“正塔型”、“倒塔型”和“腰鼓型”3的配風(fēng)試驗(yàn)。結(jié)果表明，對(duì)于燃用煤種為貧煤的#6爐，“倒塔型”和“腰鼓型”配風(fēng)方式的著火穩(wěn)定性較好，但中部燃燒區(qū)結(jié)焦較重，運(yùn)行中經(jīng)常落大焦，嚴(yán)重威脅鍋爐安全運(yùn)行；采用“正塔型”的配風(fēng)方式，能夠托起顆粒較粗的煤粉，防止煤粉離析，有效降低灰渣含碳量，但上部燃燒區(qū)仍有較大結(jié)焦。結(jié)合#6爐衛(wèi)燃帶改造情況和實(shí)際結(jié)焦特點(diǎn)4，運(yùn)行部門采取了類似于“正塔型”的“凸”型二次風(fēng)配

7、風(fēng)方式，即鍋爐正常運(yùn)行中投入的下部四層燃燒器，控制二次風(fēng)量/煤粉量5/1的配風(fēng)比例，上部備用燃燒器層及過燃風(fēng)區(qū)二次風(fēng)量控制在2 0Kg/s，根據(jù)負(fù)荷情況控制不同的過量空氣系數(shù)，使鍋爐在經(jīng)濟(jì)氧量下運(yùn)行（如表1所示）。實(shí)踐證明，這樣的配風(fēng)、氧量控制方式，減輕了#6爐膛內(nèi)還原性氣氛，降低了爐膛溫度，燃燒器水冷壁結(jié)焦嚴(yán)重的狀況得以緩解，同時(shí)飛灰含碳量能夠控制在3左右，在保證鍋爐運(yùn)行安全的前提下提高了鍋爐效率。表1：機(jī)組負(fù)荷和氧量關(guān)系負(fù)荷（MW）400-450450-500500-550550-600>600氧量（%）2.3引風(fēng)機(jī)偏置運(yùn)行，減少排煙損失排煙損失是電廠鍋爐各項(xiàng)熱損失中最大的一項(xiàng)，約占

8、5-12。研究表明：排煙溫度每增加1020，可使排煙損失增加1。因此，降低排煙溫度是減少排煙損失的主要措施之一。對(duì)于鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行來說，排煙溫度并非越低越好，降低排煙溫度受到空預(yù)器冷端受熱面低溫腐蝕的制約，根據(jù)#6機(jī)組設(shè)計(jì)要求：空預(yù)器冷端組合溫度（空預(yù)器入口二次風(fēng)溫排煙溫度）應(yīng)大于150，以避免空預(yù)器冷端受熱面的低溫酸性腐蝕。因此，當(dāng)空預(yù)器入口二次風(fēng)溫與排煙溫度之和低于150時(shí)，就需要投入送風(fēng)機(jī)入口的蒸汽暖風(fēng)器，以提高空預(yù)器入口二次風(fēng)溫，使空預(yù)器冷端組合溫度高于150。但機(jī)組運(yùn)行中，A、B兩側(cè)排煙溫度卻有較大偏差，環(huán)境溫度20、滿負(fù)荷時(shí)，B側(cè)排煙溫度可達(dá)到150以上，而A側(cè)排煙溫度卻只有

9、120130。環(huán)境溫度20、400MW負(fù)荷時(shí)，A側(cè)排煙溫度甚至?xí)偷?10以下。這樣的現(xiàn)象對(duì)運(yùn)行調(diào)整非常不利：為避免A空預(yù)器的冷端受熱面低溫腐蝕，不得不投入A蒸汽暖風(fēng)器以提高A側(cè)空預(yù)器入口二次風(fēng)溫。輔助蒸汽消耗大，降低了鍋爐效率。而與此同時(shí)，B側(cè)排煙溫度偏高，排煙損失相應(yīng)增大。因此，采取措施均衡兩側(cè)排煙溫度，既可減少A側(cè)暖風(fēng)器蒸汽消耗，又可有效降低B側(cè)排煙損失。技術(shù)人員分析后認(rèn)為，兩側(cè)排煙溫差的產(chǎn)生，主要原因有5：鍋爐設(shè)計(jì)、燃燒調(diào)整原因?qū)е碌腻仩t運(yùn)行偏燒；A、B空預(yù)器通流阻力不均，A側(cè)通流阻力小，使A側(cè)冷二次風(fēng)流量大；A、B引風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率不均衡，B引風(fēng)機(jī)出力偏大，造成B側(cè)煙氣流量偏大。針對(duì)這

10、些原因，運(yùn)行部門為平衡兩側(cè)排煙溫度進(jìn)行了一系列調(diào)整：通過運(yùn)行燃燒調(diào)整減緩鍋爐偏燒，但此舉對(duì)降低兩側(cè)排煙溫差效果并不明顯；關(guān)閉二次風(fēng)道上的二次風(fēng)聯(lián)絡(luò)擋板，加強(qiáng)B空預(yù)器吹灰，均衡兩側(cè)冷二次風(fēng)流量；將A、B引風(fēng)機(jī)靜葉偏置由0設(shè)置為2.63，使A引風(fēng)機(jī)靜葉開度高于B引風(fēng)機(jī)56，均衡兩側(cè)引風(fēng)機(jī)出力。通過項(xiàng)措施，兩側(cè)排煙溫差由30左右減小到趨于均衡，環(huán)境溫度15以上時(shí)，A側(cè)蒸汽暖風(fēng)器即可停運(yùn)，不再消耗輔助蒸汽，同時(shí)，B側(cè)排煙溫度也降低了10左右，減少了鍋爐排煙損失。3結(jié)論和建議大型電站鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，直接關(guān)系到鍋爐效率的高低和機(jī)組經(jīng)濟(jì)性能的好壞。要實(shí)現(xiàn)風(fēng)煙系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，應(yīng)注意這樣幾方面：減少風(fēng)、煙

11、通道的節(jié)流損失，控制合理的過量空氣系數(shù)。在滿足燃燒條件下盡量減少送風(fēng)量，以降低風(fēng)機(jī)電耗；合理進(jìn)行燃燒配風(fēng)，根據(jù)煤種變化合理調(diào)整風(fēng)、粉配合比例，及時(shí)調(diào)整風(fēng)速和風(fēng)量配比，避免煤粉氣流沖墻，防止局部高溫區(qū)域的出現(xiàn)，減少結(jié)渣發(fā)生，降低固體不完全燃燒損失；加強(qiáng)空預(yù)器治理，減少漏風(fēng)率，有利于風(fēng)機(jī)電耗及排煙損失的降低；對(duì)存在偏燒的鍋爐，可通過風(fēng)煙系統(tǒng)運(yùn)行方式調(diào)整，合理設(shè)置煙氣偏流，降低排煙損失。風(fēng)煙系統(tǒng)作為火力發(fā)電廠主要的輔機(jī)系統(tǒng)，挖掘其節(jié)能潛力主要應(yīng)在加強(qiáng)運(yùn)行管理和設(shè)備改造等方面采取措施，由于設(shè)備改造需要工期長(zhǎng)，投資大，需要科學(xué)論證后在機(jī)組停機(jī)檢修期間完成。目前，德州電廠#6機(jī)組風(fēng)煙系統(tǒng)仍舊存在一些節(jié)能潛

12、力，有待論證后，利用適當(dāng)?shù)臋C(jī)會(huì)改造設(shè)備，調(diào)整運(yùn)行方式后實(shí)現(xiàn)。主要是：引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)為恒速運(yùn)行離心式風(fēng)機(jī)，機(jī)組60負(fù)荷時(shí)，風(fēng)機(jī)靜葉開度僅為4550，對(duì)于電網(wǎng)調(diào)峰機(jī)組來說，風(fēng)機(jī)效率低，電耗偏大，因此，可以考慮將風(fēng)機(jī)傳動(dòng)裝置改為液力耦合器方式，通過液力耦合器實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)變速調(diào)節(jié)，或改用高壓變頻電機(jī)，以降低風(fēng)機(jī)電耗。為進(jìn)一步降低排煙溫度，同時(shí)避免空氣預(yù)熱器冷端受熱面的低溫腐蝕，空預(yù)器冷端受熱面可采用新型耐腐蝕的搪瓷、陶瓷或玻璃等材料制作的蓄熱片，當(dāng)前采用引進(jìn)技術(shù)制造的空預(yù)器冷端受熱面，大多采用耐腐蝕的低合金鋼材制造，并將底部框架制成可拆除式，不僅便利檢修，更可減少冬季暖風(fēng)器的使用，有效降低排煙溫度。參考