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摘 要：陕西宝鸡第二发电有限责任公司锅炉低氮燃烧器改造后，主、再热汽温偏低，主、再热汽温平均值均不足530℃，大大降低了机组经济性；同时锅炉左右侧氧量摆动大、过热器两侧蒸汽温度偏差大、高再壁温高等问题，严重威胁锅炉安全性和经济性。因此优化运行方式，在锅炉低氮燃烧模式下如何提高汽温，降低高再壁温，如何保证锅炉安全经济运行成为本文主要分析探讨内容。
关键词：锅炉；低氮燃烧器；燃烧器摆角；二次风挡板
一、现状及存在问题分析：
陕西宝二锅炉燃烧器至2014年底，全部改造为山东烟台龙源电力技术股份有限公司设计生产的双尺度低氮燃烧器。燃烧器采用同心反切的四角切圆燃烧方式：所有一次风和端部二次风、燃尽风按逆时针（由炉膛顶部俯视）旋转并在炉膛中心构成Φ724mm和Φ1032mm两个假想切圆，其余二次风射流与一次风射流之间偏置5°顺时针反向切入，形成横向空气分级。燃烧器为直流摆动式煤粉燃烧器，六层布置，均等配风，一台磨煤机带一层一次风喷口，一、二次风间隔布置。A层一次风布置微油点火装置，其余5层一次风全部采用上下浓淡中间带稳燃钝体的燃烧器。在主燃烧器上方布置4层高位燃尽风SOFA喷口，分配足量的SOFA燃尽风量，SOFA喷口可同时做上下左右摆动。燃烧器与二次风大风箱连接，大风箱布置在锅炉两侧水冷壁上，并与水冷壁和钢性梁连为一体。
低氮燃烧器改造前，氮氧化物的排放在400mg/m3左右，通过低氮燃烧器改造，脱硝入口氮氧化物的排放控制在200mg/m3以下左右，降氮效果极为明显。但与原来的直流四角切圆喷燃器相比较，在参数控制方面也带来一些弊端，主要表现为以下几点：
1、改造后，炉内燃烧工况发生很大变化，炉内吸热较以前增大，炉膛出口烟温下降，过热器一级入口温度较改造前下降40℃左右，造成过热器经常无减温水。主、再热汽温平均值均不足530℃，降低了郎肯循环的热效率；在变工况下，特别是AGC投入后，过、再热汽温调整难度加大，容易出现低汽温。
2、锅炉左、右侧氧量波动大、过热器两侧蒸汽温度偏差大、高再壁温高，严重威胁炉锅炉安全；
3、烟气飞灰含碳量明显升高，锅炉燃烧经济性变差；飞灰颗粒较大，加速了尾部受热面和引风机叶轮的磨损，除灰电耗增加。
二、问题分析及优化调整措施
低氮燃烧器改造后，燃烧器分为主燃烧区、还原区、燃尽区，燃烧区域可以形容为葫芦形状。按照四角切圆常规配风模式，主燃烧区风量过大的情况下，实际造成了火焰中心的进一步下移，导致主、再热汽温偏低。同时在AGC投入情况下，在机组加负荷时，送风量优先加入过大时，会造成主燃烧区瞬间燃烧增强，火焰中心迅速下移；压力升高，汽机调门开大，蒸汽流量的进一步增加，最终导致汽温突降。通过反复试验，燃烧调整应注意以下几点：
1、氧量控制。
在低氮燃烧工况下，一般规律是减少氧量会引起汽温上升，否則就会有所下降。在调节时，应视负荷大小每次增减空气供给量在20～50Nm3/h之间（负荷低时调节量就应小些，反之亦然），每次调节应等待锅炉状态稳定后，视汽温变化幅度和效果再行决定是否继续调节，如果效果不明显则可停止继续调节，不建议过大过频地进行调节。
氧量过大或过小对锅炉燃烧的安全性和经济性都有很大影响。宝二公司锅炉炉膛氧量计误差较大，所以在锅炉燃烧调整中，氧量的控制参照脱销装置处氧量变化，以防止由于配风影响、燃烧偏斜造成氧量计显示失真。
在变工况下，要监视好氧量变化，及时调整送风量，防止风量过大、汽温低。机组加减负荷时，应按先加风后加煤，先减风后减煤的原则执行。
在AGC指令快速下降总煤量减少较多、上层磨煤机断煤等情况下，经常会出现汽温低，主要原因是煤量减小过多，而送风量没有及时减下来，送风量控制滞后较多，氧量偏大，使炉内火焰缩短，煤粉完全燃烧提前。所以要超前控制，及时减少送风量，维持较小的氧量。
2、配风的影响。
正常调整中，可依据配风卡调整挡板开度，低负荷时因燃烧较弱，经常汽温较低，同时送风量小，风箱差压过低（0.3-0.5Pa），可关小燃烧区二次风挡板。在锅炉总风量不变情况下，主燃烧区二次风挡板关小后，使得燃尽区供给的风量加大，火焰拉长，未燃尽的残余可燃物在燃尽区继续燃烧，放出热量。锅炉辐射吸热量减小、对流吸热量增大，有利于提高主再热汽温。
由于影响锅炉燃烧的因素很多，同时煤质波动加大，有时还会出现参数、壁温难以控制，当出现汽温低时，可采取减小送风量，适当关小主燃烧区二次风挡板的方法。CD层、EF层二次风喷口是大喷口，AB层、BC层、FF层二次风喷口为小喷口，关小二次风挡板时，应按先关大喷口、再关小喷口的步骤。
通过试验，在送风量不变的情况下，将AB、BC、CD的二次风量由42%关至36%左右，主汽温度能达上升5℃以上。根据汽温下降的情况，必要时，甚至可以瞬间将CD层、EF层二次风挡板关小至10%左右，汽温下降趋势变换后再适当开大。及时开大燃尽风挡板，使主燃烧区由于缺氧而未燃尽的残碳继续放出热量，有助于汽温恢复。
根据试验情况，210MW以下负荷时，SOFA风开二层或两层半。180MW以下时可将SOFA开一层或一层多（20～50）﹪。
低氮燃烧器改造后，周界风出口偏斜炉墙水冷壁一定角度，基本没有增强火焰刚性的作用，主要用于冷却燃烧器喷口。在这种情况下，周界风过大会增加主燃烧区域风量，降低火焰中心高度。通过试验，周界风开度由原来的60%以上开度，调整为不大于30%，在负荷较低情况下可以继续关小至10%。
3、燃烧器摆角的使用。
主燃烧器摆角和燃尽风摆角可根据再热汽温变化情况进行垂直方向摆动调整，摆角调整时要注意火检监视，特别是在低负荷下摆角的调整更要谨慎。汽温偏低时，调整二次风挡板同时可适当将主燃烧器摆角上摆，在主燃烧器上下摆动时，A层（微油点火）及AA层燃烧器喷口不摆动；当燃尽风的喷口向上摆动式，再热蒸汽的温度会有所上升，向下摆动时，温度会有所下降。 通过试验，当燃烬风的喷口向上摆动式，再热蒸汽的温度会有所上升，向下摆动时，温度会有所下降。在正常负荷下，当喷口向上摆动0°-10°时，蒸汽温度会提升5℃-10℃范围内。摆角超过10°时，对蒸汽温度温度的提升效果就不再明显，摆动角度范围控制在±15°之间。
主燃烧器上摆（1～8）度，主蒸汽温度由535℃左右上升541℃左右，即燃烧器上摆主蒸汽温度升高的特性明显，当燃烧器摆角进行下摆时，主蒸汽下降的特性明显，DCS显示40%，45%，50%，55%时，实际燃烧器下摆（1～8）度，主蒸汽温度530℃下降至516℃。
因过热、再热汽温异常时，首先选择进行燃烬风摆角调整，不能完全调整汽温时，适当调整主燃烧器摆角。待过热、再热汽温恢复正常且其减温水量有一定裕量情况下，将主燃烧器摆角和燃尽风摆角应逐渐摆至水平位置。
4、锅炉吹灰。
由于低氮燃烧器改造后增加了贴壁风，在AGC投入后，负荷变化大、磨煤机启停频繁，炉膛区域积灰、结焦情况明显好转。在燃烧稳定的情况下，通过炉膛不同区域的吹灰，改变炉膛各受热面的吸熱能力。入炉煤质偏离设计煤种较多或煤质变差时，水平烟道处积灰会增加，应加强锅炉吹灰，再热器无减温水或再热汽温偏低时，要加强过再热器区域吹灰。在汽温调整时，应注意过热器一级入口温度变化，及时吹灰，特别是提高对流受热面的吸热能力，比如高过、高再受热面区域的洁净，也能达到控制汽温的效果。
结束语
通过以上调整措施，基本解决了低氮燃烧器模式下存在的主再热汽温低问题；高再壁温高、热偏差大等问题有所改善，体现在炉膛壁温超限次数大幅降低，基本上达到了可控、在控；主再热汽温也达到了经济指标的要求，锅炉效率大幅提高。保证了锅炉的安全经济运行。对比2014年经济指标分析报表：锅炉主蒸汽平均汽温提高10.1℃；再热蒸汽平均汽温提高9℃；供电煤耗下降约1.8g/kwh（按照主汽温每升高1 ℃，供电煤耗下降0.11g/kwh，再热汽温每升高1 ℃，供电煤耗下降0.089g/kwh），折合全年节约标煤10440吨，节约资金约500多万，经济性大大提高。
参考文献
[1]《陕西宝鸡第二发电有限责任公司300MW主机规程》
（作者单位：陕西宝鸡第二发电有限责任公司）
关键词：锅炉；低氮燃烧器；燃烧器摆角；二次风挡板
一、现状及存在问题分析：
陕西宝二锅炉燃烧器至2014年底，全部改造为山东烟台龙源电力技术股份有限公司设计生产的双尺度低氮燃烧器。燃烧器采用同心反切的四角切圆燃烧方式：所有一次风和端部二次风、燃尽风按逆时针（由炉膛顶部俯视）旋转并在炉膛中心构成Φ724mm和Φ1032mm两个假想切圆，其余二次风射流与一次风射流之间偏置5°顺时针反向切入，形成横向空气分级。燃烧器为直流摆动式煤粉燃烧器，六层布置，均等配风，一台磨煤机带一层一次风喷口，一、二次风间隔布置。A层一次风布置微油点火装置，其余5层一次风全部采用上下浓淡中间带稳燃钝体的燃烧器。在主燃烧器上方布置4层高位燃尽风SOFA喷口，分配足量的SOFA燃尽风量，SOFA喷口可同时做上下左右摆动。燃烧器与二次风大风箱连接，大风箱布置在锅炉两侧水冷壁上，并与水冷壁和钢性梁连为一体。
低氮燃烧器改造前，氮氧化物的排放在400mg/m3左右，通过低氮燃烧器改造，脱硝入口氮氧化物的排放控制在200mg/m3以下左右，降氮效果极为明显。但与原来的直流四角切圆喷燃器相比较，在参数控制方面也带来一些弊端，主要表现为以下几点：
1、改造后，炉内燃烧工况发生很大变化，炉内吸热较以前增大，炉膛出口烟温下降，过热器一级入口温度较改造前下降40℃左右，造成过热器经常无减温水。主、再热汽温平均值均不足530℃，降低了郎肯循环的热效率；在变工况下，特别是AGC投入后，过、再热汽温调整难度加大，容易出现低汽温。
2、锅炉左、右侧氧量波动大、过热器两侧蒸汽温度偏差大、高再壁温高，严重威胁炉锅炉安全；
3、烟气飞灰含碳量明显升高，锅炉燃烧经济性变差；飞灰颗粒较大，加速了尾部受热面和引风机叶轮的磨损，除灰电耗增加。
二、问题分析及优化调整措施
低氮燃烧器改造后，燃烧器分为主燃烧区、还原区、燃尽区，燃烧区域可以形容为葫芦形状。按照四角切圆常规配风模式，主燃烧区风量过大的情况下，实际造成了火焰中心的进一步下移，导致主、再热汽温偏低。同时在AGC投入情况下，在机组加负荷时，送风量优先加入过大时，会造成主燃烧区瞬间燃烧增强，火焰中心迅速下移；压力升高，汽机调门开大，蒸汽流量的进一步增加，最终导致汽温突降。通过反复试验，燃烧调整应注意以下几点：
1、氧量控制。
在低氮燃烧工况下，一般规律是减少氧量会引起汽温上升，否則就会有所下降。在调节时，应视负荷大小每次增减空气供给量在20～50Nm3/h之间（负荷低时调节量就应小些，反之亦然），每次调节应等待锅炉状态稳定后，视汽温变化幅度和效果再行决定是否继续调节，如果效果不明显则可停止继续调节，不建议过大过频地进行调节。
氧量过大或过小对锅炉燃烧的安全性和经济性都有很大影响。宝二公司锅炉炉膛氧量计误差较大，所以在锅炉燃烧调整中，氧量的控制参照脱销装置处氧量变化，以防止由于配风影响、燃烧偏斜造成氧量计显示失真。
在变工况下，要监视好氧量变化，及时调整送风量，防止风量过大、汽温低。机组加减负荷时，应按先加风后加煤，先减风后减煤的原则执行。
在AGC指令快速下降总煤量减少较多、上层磨煤机断煤等情况下，经常会出现汽温低，主要原因是煤量减小过多，而送风量没有及时减下来，送风量控制滞后较多，氧量偏大，使炉内火焰缩短，煤粉完全燃烧提前。所以要超前控制，及时减少送风量，维持较小的氧量。
2、配风的影响。
正常调整中，可依据配风卡调整挡板开度，低负荷时因燃烧较弱，经常汽温较低，同时送风量小，风箱差压过低（0.3-0.5Pa），可关小燃烧区二次风挡板。在锅炉总风量不变情况下，主燃烧区二次风挡板关小后，使得燃尽区供给的风量加大，火焰拉长，未燃尽的残余可燃物在燃尽区继续燃烧，放出热量。锅炉辐射吸热量减小、对流吸热量增大，有利于提高主再热汽温。
由于影响锅炉燃烧的因素很多，同时煤质波动加大，有时还会出现参数、壁温难以控制，当出现汽温低时，可采取减小送风量，适当关小主燃烧区二次风挡板的方法。CD层、EF层二次风喷口是大喷口，AB层、BC层、FF层二次风喷口为小喷口，关小二次风挡板时，应按先关大喷口、再关小喷口的步骤。
通过试验，在送风量不变的情况下，将AB、BC、CD的二次风量由42%关至36%左右，主汽温度能达上升5℃以上。根据汽温下降的情况，必要时，甚至可以瞬间将CD层、EF层二次风挡板关小至10%左右，汽温下降趋势变换后再适当开大。及时开大燃尽风挡板，使主燃烧区由于缺氧而未燃尽的残碳继续放出热量，有助于汽温恢复。
根据试验情况，210MW以下负荷时，SOFA风开二层或两层半。180MW以下时可将SOFA开一层或一层多（20～50）﹪。
低氮燃烧器改造后，周界风出口偏斜炉墙水冷壁一定角度，基本没有增强火焰刚性的作用，主要用于冷却燃烧器喷口。在这种情况下，周界风过大会增加主燃烧区域风量，降低火焰中心高度。通过试验，周界风开度由原来的60%以上开度，调整为不大于30%，在负荷较低情况下可以继续关小至10%。
3、燃烧器摆角的使用。
主燃烧器摆角和燃尽风摆角可根据再热汽温变化情况进行垂直方向摆动调整，摆角调整时要注意火检监视，特别是在低负荷下摆角的调整更要谨慎。汽温偏低时，调整二次风挡板同时可适当将主燃烧器摆角上摆，在主燃烧器上下摆动时，A层（微油点火）及AA层燃烧器喷口不摆动；当燃尽风的喷口向上摆动式，再热蒸汽的温度会有所上升，向下摆动时，温度会有所下降。 通过试验，当燃烬风的喷口向上摆动式，再热蒸汽的温度会有所上升，向下摆动时，温度会有所下降。在正常负荷下，当喷口向上摆动0°-10°时，蒸汽温度会提升5℃-10℃范围内。摆角超过10°时，对蒸汽温度温度的提升效果就不再明显，摆动角度范围控制在±15°之间。
主燃烧器上摆（1～8）度，主蒸汽温度由535℃左右上升541℃左右，即燃烧器上摆主蒸汽温度升高的特性明显，当燃烧器摆角进行下摆时，主蒸汽下降的特性明显，DCS显示40%，45%，50%，55%时，实际燃烧器下摆（1～8）度，主蒸汽温度530℃下降至516℃。
因过热、再热汽温异常时，首先选择进行燃烬风摆角调整，不能完全调整汽温时，适当调整主燃烧器摆角。待过热、再热汽温恢复正常且其减温水量有一定裕量情况下，将主燃烧器摆角和燃尽风摆角应逐渐摆至水平位置。
4、锅炉吹灰。
由于低氮燃烧器改造后增加了贴壁风，在AGC投入后，负荷变化大、磨煤机启停频繁，炉膛区域积灰、结焦情况明显好转。在燃烧稳定的情况下，通过炉膛不同区域的吹灰，改变炉膛各受热面的吸熱能力。入炉煤质偏离设计煤种较多或煤质变差时，水平烟道处积灰会增加，应加强锅炉吹灰，再热器无减温水或再热汽温偏低时，要加强过再热器区域吹灰。在汽温调整时，应注意过热器一级入口温度变化，及时吹灰，特别是提高对流受热面的吸热能力，比如高过、高再受热面区域的洁净，也能达到控制汽温的效果。
结束语
通过以上调整措施，基本解决了低氮燃烧器模式下存在的主再热汽温低问题；高再壁温高、热偏差大等问题有所改善，体现在炉膛壁温超限次数大幅降低，基本上达到了可控、在控；主再热汽温也达到了经济指标的要求，锅炉效率大幅提高。保证了锅炉的安全经济运行。对比2014年经济指标分析报表：锅炉主蒸汽平均汽温提高10.1℃；再热蒸汽平均汽温提高9℃；供电煤耗下降约1.8g/kwh（按照主汽温每升高1 ℃，供电煤耗下降0.11g/kwh，再热汽温每升高1 ℃，供电煤耗下降0.089g/kwh），折合全年节约标煤10440吨，节约资金约500多万，经济性大大提高。
参考文献
[1]《陕西宝鸡第二发电有限责任公司300MW主机规程》
（作者单位：陕西宝鸡第二发电有限责任公司）