（国家能源投资集团国电乐东发电有限公司海南省乐东黎族自治县572539）
摘要：随着我国电力工业的高速发展,超临界机组逐步成为主流，电力工业对锅炉燃烧系统的要求也越来越高。在锅炉的燃烧过程控制中,优秀的自动化控制系统可保证送风量与给粉量的最优配比，使锅炉燃烧的过程始终维持在最佳工作点，实现经济性燃烧。燃烧过程中所涉及的煤耗以及飞灰含碳量等问题也成为保证燃烧品质的重要参考点。本文以国电乐东发电厂两台350MW超临界燃煤机组作为控制对象进行讨论，深入研究了该电厂锅炉制粉与燃烧控制策略，并针对乐东电厂燃烧控制存在的问题进行分析，制定合理的技改方案，采取有效优化措施进行改进。
关键词：锅炉燃烧优化；节能性；稳定性
一、国内外电厂锅炉燃烧系统发展概况
80世纪到90年代开始，先后从世界上电站锅炉的发电机行业比较先进的国家引进了300MW-600MW发电机组配套的生产及控制技术。目前随着我国的经济发展，大中城市对电力的需求急速上涨，相关政府部门日益重视降低煤耗、开发电站锅炉自身的节能潜力，使较多的科研机构对电站锅炉燃烧过程的相关参数测量、锅炉在运行中热损失的分析计算及自动化控制系统进行研究分析。锅炉控制系统一般采用对常规的PID控制加以改造，但当锅炉运行的负荷变动较大时，仍很难实现全程的自动控制。因此，由于锅炉燃烧系统自身的不确定因素，必然考虑其系统的不确定性以满足锅炉燃烧控制系统的优化设计。锅炉燃烧控制系统的设计要保持在特定的扰动范围内，当控制对象有关的参数稍微发生变化时，优化设计的系统仍继续满足性能指标要求。
二、工程案例介绍
某2×350MW机组电厂锅炉燃烧系统，通过对煤种、锅炉热力及磨煤机的性能参数分析，主要可能存在燃煤掺烧不合理、飞灰含碳量高、风量配比不合理、磨煤机投运方式有待改进等问题，本文将针对以上问题列出具体的试验方案，确定找出造成锅炉燃烧效率低的主要原因，并给出具体解决方案。
三、试验方案概述
1．试验目的
（1）通过试验减小各台磨的一次风速偏差，以防止热态气流分布偏斜。
（2）校准表盘一次风速和一次风量，为热态燃烧优化调整提供基础数据。
（3）掌握磨煤机旋转分离器频率与煤粉细度的关系。
2．试验内容
（1）表盘一次风速标定及一次风速偏差测量及调平
该项试验在磨煤机停运不投磨的状况下进行，试验时磨煤机仅通冷风，并在稳定的风量下，对磨出口四根煤粉管道的一次风速进行实际测量，对比表盘一次风速和实测风速是否相符，并对表盘一次风速显示进行标定，使磨煤机风速指示准确，为运行操作提供可靠的依据。根据试验结果掌握目前风速偏差的情况，利用调煤粉管道上的可调缩孔将各台磨煤机对应的4根一次风管风速偏差调至¡À5%以内。该项试验进行前需先对表盘一次风速测量装置进行吹扫。该项试验在5台磨煤机上进行。
（2）磨煤机进口一次风量标定试验
每台磨煤机入口均装有一次风量测量装置。在上述试验过程中，通过实测磨出口粉管一次风速并计算磨入口通风量，对比表盘风量和实测风量是否相符，并标定各台磨煤机的表盘风量，使磨煤机表盘风量指示准确，为运行操作提供可靠的依据。该项试验在5台磨煤机上进行。
（3）磨煤机旋转分离器转速（频率）特性试验
在某一特定煤种（如平朔煤）下，调整磨煤机出力为最大出力的80%左右，磨煤机风量按照习惯风煤比曲线设置，改变磨煤机旋转分离器转速（频率）并维持磨煤机运行稳定，采用平头煤粉取样器在磨出口4根一次风管上对煤粉进行等速取样，并进行煤粉细度化验，掌握各台磨煤机旋转分离器转速同煤粉细度的对应关系，同时测量磨煤单耗等制粉系统相关参数。该项试验在5台磨煤机上进行。
（4）磨煤机加载力特性试验
在某一特定煤种（如平朔煤）下，调整磨煤机出力为最大出力的80%左右，保持磨煤机出力、旋转分离器转速和风量等主要运行参数不变，在磨煤机设计加载力下、增加10%加载力和减少10%液压加载力下，分别测定磨煤机相关参数的变化，以了解和掌握磨煤机加载力变化对磨煤机相关参数的影响。该项试验选取1台磨煤机进行。
（5）磨煤机风量及出力特性试验
在某一特定煤种（如平朔煤）下，分别在磨煤机100%、80%、40%出力下，调整磨煤机进口冷、热风门挡板开度并调节磨煤机进口风量，测量各个工况下的煤粉细度、磨煤单耗及制粉单耗，了解不同出力下的磨煤机运行性能，并综合后续燃烧试验结果确定磨煤机风煤比曲线。该项试验选取1台磨煤机进行。
四、针对磨煤机制粉系统采取的解决措施
1.增加燃烧器的旋流强度。将各层燃烧器的内二次风旋流强度调至最大、内二次风量设在中间位置、外二次风设置在45（0位为旋流最小、风量最大；60位为旋流最大、风量最小）。
2.降低一次风速，在不堵磨前提下减少磨入口风量。燃用平朔煤时各磨的运行方式如下表所示：
磨煤机主要参数
为了将各磨的一次风量进一步降低，采用了两种方案。
方案一：四台磨运行，将各磨的分离器转速降至20Hz左右，将各磨的风量降至最低（粉管风速有两根在18~21m/s），期间对A磨进行了热态下一次风调平。测得飞灰含碳量平均在3.5%左右。试验之前对磨的风量煤量曲线进行了修改，以便于运行人员操作。
方案二：五台磨运行，在方案一的基础上先将各磨风量降至最低，由于各磨煤量减少后可以将各磨的分离器转速升高至30Hz左右。两次测得飞灰含碳量为1.8%和2.8%左右。另外，在方案二的基础上将各层燃烧器的内二次风量调至最大。两个工况下燃烧器喷口温度场变化参照表4-4，表4-5为两个工况下选取B、D两台磨测得的煤粉细度值。
具体操作措施可参考下述方法：
1.减少入磨风量、提高磨出口温度。
2.磨煤机出口粉管风速在22m/s（或者至少两根管在22m/s以内），分离器转速设在30~31Hz，若磨电流维持在高可下降至27Hz。待运行人员对设备情况熟悉后，尽量维持较低的磨入口风量，A、B、D、E磨的磨入口风量不加偏置，C磨维持分离器转速30Hz左右的情况下，磨入口风量尽量往下降（C磨未重新设置磨煤机入口风量）；当给煤量少时，最低风量为40t/h，根据粉管是否堵管确定是否需要调整最低风量；维持磨煤机电流在35A~40A之间，煤量大时取大值，当电流较小时，可通过提高分离器转速的方式加大磨盘的煤层厚度，并加大加载力，以降低煤粉细度[39]。
3.维持磨出口温度80℃（山西煤），65℃（印尼煤）。如果出现堵磨现象，入磨风量可加大，主汽压力升高，可快速升高磨分离器转速；主汽压力降低，可降低磨分离器转速。
随着电力工业的高速发展时期，燃煤锅炉燃烧过程优化调节与节能降耗也有比较大的发展空间。但是依然需要不断的完善燃煤锅炉燃烧过程优化方面的理论，这样才能提高燃煤锅炉运行经济性和电力企业的整体运行水平。
参考文献
[1]张亚薇．浅议当前我国锅炉现状及发展趋势.城市建设理论研究．2012，28(3):3-6
[2]权素维.电厂锅炉混煤燃烧技术应用现状及分析[J].科技创新导报.2017(19)
[3]V.S.Krishnamurty,J.K.Clutteretal.StudyofTwo-EquationBasedModelingForCompressibleTurbulentFlows.AIAA96-0518.1996
作者简介：王晗（1990-04-09），男，汉族，籍贯：吉林省吉林市，当前职务：热控检修，当前职称：助理工程师，学历：大学本科，研究方向：程控自动化