我國大型燃煤電廠鍋爐運行現狀分析
OFweek電力網訊 有一些大型鍋爐機組仍不同程度地存在問題，如鍋爐承壓部件的“四管”爆漏時有發生，仍是構成強迫停運率高的禍首，占機組強迫停運總小時數的41．34％；燃燒穩定性欠佳，機組調峰能力差；鍋爐爐膛及對流受熱而結渣；回轉式空氣預熱器漏風大，堵灰嚴重；磨煤機出力不足或煤粉達不到要求的細度；某些600MW燃煤機組鍋爐存在嚴重的過熱汽溫問題等。這些問題影響了機組運行的可＊性，導致鍋爐出力不足或經濟性下降。這既有設計、製造與安裝品質方面的原因，也有運行管理方面的問題，甚至有些是因燃用煤質和設計煤質相差太大（有個別鍋爐的設計煤質和校核煤質選擇欠妥）。
2．1褐煤鍋爐
我國褐煤煤礦主要分佈在東北和西南地區。東北主要是水分較低的老年褐煤，西南地區主要是高水分的褐煤。在東北的褐煤鍋爐主要有3種，分別是以元寶山電廠的1、2號機組為代表的塔式佈置、採用風扇磨切圓燃燒鍋爐；以該廠3號爐為代表的“ ”型佈置、採用中速磨煤機的四角切圓燃燒鍋爐以伊敏電廠為代表的“T”型佈置、採用風扇磨煤機八角切圓燃燒鍋爐。其中元寶山電廠的2號爐由於斯坦繆勒公司設計的失誤，爐內嚴重結渣，導致長期不能帶滿負荷，只得改銘牌出力為520MW運行，經長期努力改進才於2000年1月恢復為600MW的銘牌出力。元寶山電廠3號爐是一個十分成功的範例，通過對元寶山褐煤特性的深入研究，吸取了斯坦繆勒公司失敗的經驗和教訓，合理地選取廠較低的爐膛容積熱負荷（qv 60．8kW／m3）等重要參數，獲得了很好的運行可＊性和經濟性，唯有該爐排放的NOx品質濃度仍較高（622mg／m3）。2號爐通過燃燒器的改造，採用分級燃燒器後NOx的排放品質濃度有較大減少，達到400mg／m3以下。
在雲南地區燃燒高水分褐煤鍋爐的最大容量為670t／h，即陽宗海電廠的1、2號鍋爐。2台鍋爐的結構特性與燃燒器有一定差別。1號爐爐膛容積熱負荷略低，採用風扇磨、熱爐煙與熱風乾燥直吹制粉系統、乏氣分離燃燒器六角佈置切圓燃燒；2號爐未採用乏氣分離燃燒器，同樣採用風扇磨、熱煙與熱風乾燥直吹系統，唯運行中略顯得乾燥出力不足，煤粉較粗。2台爐均能正常運行，爐膛受熱面無嚴重結渣，鍋爐效率為87％－89％。
燃煤鍋爐
2．2煙煤鍋爐
我國東部沿海地區電廠大多燃用煙煤（不包括貧、瘦煤，尤其是低揮發分的貧、瘦煤），煙煤鍋爐的爐型及燃燒方式相對比較單一，除少數因特殊的灰渣處理要求採用液態排渣鍋爐外，一般只是由於製造廠的傳統習慣不同而分別採用常規的切圓燃燒和牆式燃燒鍋爐，且各製造廠都力求達到最好的。
在切圓燃燒鍋爐中，大多採用“ ”型佈置，只有姚孟電廠3、4號鍋爐為塔式佈置，盤山電廠的1、2號爐採用“T”型佈置“ ”型佈置鍋爐爐膛出門煙氣能量偏差大的問題曾相當突出，經過數年努力，從改進爐內空氣動力場特性，減少爐膛出口煙氣殘餘旋轉；合理設計過熱器及其減溫系統和選取較高等級鋼材等3方面著手，無論300MW還是600MW機組鍋爐，由此引起的高溫受熱面的超溫爆管現象大大減少。即便是600MW、700MW機組鍋爐，只要認真從上述3方面採取有效的措施，這一問題是可以解決好的。如吳涇二電廠的600MW機組鍋爐，無論爐膛出口煙氣溫度，還是過熱器／再熱器出口的溫度偏差都很小。鍋爐效率達到93．7％，最低不投油穩燃負荷率為35％鍋爐最大連續負荷（BMCR）。
大量調查測試資料表明，在相同情況下，切圓燃燒鍋爐的NOx排放的品質濃度比牆式燃燒鍋爐的低，且當燃用相近煤種時，採用空氣分級燃燒技術的直流燃燒器切圓燃燒方式的低NOx排放效果，較空氣分級旋流燃燒器牆式燃燒方式好。吳涇電廠11號300MW機組鍋爐排放NOx的品質濃度也是較低的，可達到400mg／m3。吳涇二廠鍋爐排放的NOx品質濃度僅為252mg／m3。
現代的牆式燃燒鍋爐在我國電廠中的應用相對於切圓燃燒鍋爐較晚，近年來有逐漸增加的趨勢。絕大多數採用旋流燃燒器前後牆對沖佈置方式，個別採用前牆佈置的燃燒方式。它們基本上都是國外引進或中外合作生產製造的，特別是600MW級機組鍋爐尚無國產的。其中最引人注目的是北侖電廠的3 5號鍋爐，由於爐膛及鍋筒內汽水分離裝置設計失誤，以及燃煤結渣性（較輕）與設計煤質（嚴重結渣性）的差異，導致過熱蒸汽溫度太低，達不到額定值。試運行期間不得不對燃燒器的佈置進行改造，沿爐膛高度全部上移3．5m，並對過熱器和省煤器的受熱面作了適當調整；同時對鍋筒內的旋風子做了技術改進，使機組能正常運行。揚州二電廠的600MW機組鍋爐存在過熱器減溫水量過大的問題，在額定負荷下過熱器減溫水量的設計值為75t／h，實際運行中達300t／h，這與爐膛及過熱器受熱面的設計佈置不當有關。其爐膛結構特性與北侖電廠2號爐完全一樣，但後者的設計煤種為晉北煙煤，揚州二電廠的設計煤種和實際燃煤為神府煤，它的結渣性更強。因此，揚州二電廠在運行中鍋爐爐膛及屏式過熱器結渣導致爐膛出口煙溫高，以致過熱器大量噴水。對於神府煤，該鍋爐的爐膛容積熱負荷和斷面熱負荷都是偏高的。
2．1褐煤鍋爐
我國褐煤煤礦主要分佈在東北和西南地區。東北主要是水分較低的老年褐煤，西南地區主要是高水分的褐煤。在東北的褐煤鍋爐主要有3種，分別是以元寶山電廠的1、2號機組為代表的塔式佈置、採用風扇磨切圓燃燒鍋爐；以該廠3號爐為代表的“ ”型佈置、採用中速磨煤機的四角切圓燃燒鍋爐以伊敏電廠為代表的“T”型佈置、採用風扇磨煤機八角切圓燃燒鍋爐。其中元寶山電廠的2號爐由於斯坦繆勒公司設計的失誤，爐內嚴重結渣，導致長期不能帶滿負荷，只得改銘牌出力為520MW運行，經長期努力改進才於2000年1月恢復為600MW的銘牌出力。元寶山電廠3號爐是一個十分成功的範例，通過對元寶山褐煤特性的深入研究，吸取了斯坦繆勒公司失敗的經驗和教訓，合理地選取廠較低的爐膛容積熱負荷（qv 60．8kW／m3）等重要參數，獲得了很好的運行可＊性和經濟性，唯有該爐排放的NOx品質濃度仍較高（622mg／m3）。2號爐通過燃燒器的改造，採用分級燃燒器後NOx的排放品質濃度有較大減少，達到400mg／m3以下。
在雲南地區燃燒高水分褐煤鍋爐的最大容量為670t／h，即陽宗海電廠的1、2號鍋爐。2台鍋爐的結構特性與燃燒器有一定差別。1號爐爐膛容積熱負荷略低，採用風扇磨、熱爐煙與熱風乾燥直吹制粉系統、乏氣分離燃燒器六角佈置切圓燃燒；2號爐未採用乏氣分離燃燒器，同樣採用風扇磨、熱煙與熱風乾燥直吹系統，唯運行中略顯得乾燥出力不足，煤粉較粗。2台爐均能正常運行，爐膛受熱面無嚴重結渣，鍋爐效率為87％－89％。
燃煤鍋爐
2．2煙煤鍋爐
我國東部沿海地區電廠大多燃用煙煤（不包括貧、瘦煤，尤其是低揮發分的貧、瘦煤），煙煤鍋爐的爐型及燃燒方式相對比較單一，除少數因特殊的灰渣處理要求採用液態排渣鍋爐外，一般只是由於製造廠的傳統習慣不同而分別採用常規的切圓燃燒和牆式燃燒鍋爐，且各製造廠都力求達到最好的。
在切圓燃燒鍋爐中，大多採用“ ”型佈置，只有姚孟電廠3、4號鍋爐為塔式佈置，盤山電廠的1、2號爐採用“T”型佈置“ ”型佈置鍋爐爐膛出門煙氣能量偏差大的問題曾相當突出，經過數年努力，從改進爐內空氣動力場特性，減少爐膛出口煙氣殘餘旋轉；合理設計過熱器及其減溫系統和選取較高等級鋼材等3方面著手，無論300MW還是600MW機組鍋爐，由此引起的高溫受熱面的超溫爆管現象大大減少。即便是600MW、700MW機組鍋爐，只要認真從上述3方面採取有效的措施，這一問題是可以解決好的。如吳涇二電廠的600MW機組鍋爐，無論爐膛出口煙氣溫度，還是過熱器／再熱器出口的溫度偏差都很小。鍋爐效率達到93．7％，最低不投油穩燃負荷率為35％鍋爐最大連續負荷（BMCR）。
大量調查測試資料表明，在相同情況下，切圓燃燒鍋爐的NOx排放的品質濃度比牆式燃燒鍋爐的低，且當燃用相近煤種時，採用空氣分級燃燒技術的直流燃燒器切圓燃燒方式的低NOx排放效果，較空氣分級旋流燃燒器牆式燃燒方式好。吳涇電廠11號300MW機組鍋爐排放NOx的品質濃度也是較低的，可達到400mg／m3。吳涇二廠鍋爐排放的NOx品質濃度僅為252mg／m3。
現代的牆式燃燒鍋爐在我國電廠中的應用相對於切圓燃燒鍋爐較晚，近年來有逐漸增加的趨勢。絕大多數採用旋流燃燒器前後牆對沖佈置方式，個別採用前牆佈置的燃燒方式。它們基本上都是國外引進或中外合作生產製造的，特別是600MW級機組鍋爐尚無國產的。其中最引人注目的是北侖電廠的3 5號鍋爐，由於爐膛及鍋筒內汽水分離裝置設計失誤，以及燃煤結渣性（較輕）與設計煤質（嚴重結渣性）的差異，導致過熱蒸汽溫度太低，達不到額定值。試運行期間不得不對燃燒器的佈置進行改造，沿爐膛高度全部上移3．5m，並對過熱器和省煤器的受熱面作了適當調整；同時對鍋筒內的旋風子做了技術改進，使機組能正常運行。揚州二電廠的600MW機組鍋爐存在過熱器減溫水量過大的問題，在額定負荷下過熱器減溫水量的設計值為75t／h，實際運行中達300t／h，這與爐膛及過熱器受熱面的設計佈置不當有關。其爐膛結構特性與北侖電廠2號爐完全一樣，但後者的設計煤種為晉北煙煤，揚州二電廠的設計煤種和實際燃煤為神府煤，它的結渣性更強。因此，揚州二電廠在運行中鍋爐爐膛及屏式過熱器結渣導致爐膛出口煙溫高，以致過熱器大量噴水。對於神府煤，該鍋爐的爐膛容積熱負荷和斷面熱負荷都是偏高的。