3号锅炉燃用天池能源南露天矿煤，此煤种是典型高碱煤，Na、Ca含量高，具有极强的结渣沾污特性。锅炉自投入商业运行以来，水冷壁、屏过、高过、高再曾多次出现严重结渣、沾污，严重时导致冷灰斗堵渣、烟道堵塞、机组带负荷能力受限。另外，空预器、布袋除尘器多次出现严重堵塞威胁机组安全运行的问题。为适应煤炭市场的紧张形势，进一步降低燃煤标单，拓展入煤源渠道，继续对机组进行准东煤掺烧试验，测试煤种变化对锅炉燃烧的影响，确定准东煤最佳掺配比例。为机组安全经济运行和准东煤种掺烧提供科学依据。进而提高锅炉运行的可靠性和经济性，以达到优化燃烧的目的。
华电新疆五彩湾北一发电有限公司（以下简称“华电北一发电公司”）两台660兆瓦超超临界火力发电机组，3号锅炉为DG1978.88/28.25/605/603-II12 型超超临界、一次中间再热、单炉膛、前后墙对冲燃烧方式、固态排渣、平衡通风、全钢构架、全悬吊结构Π型变压运行直流锅炉。为适应煤炭市场的紧张形势，进一步降低燃煤标单，拓展入煤源渠道，继续对机组进行准东煤掺烧试验，测试煤种变化对锅炉燃烧的影响，确定准东煤最佳掺配比例。为机组安全经济运行和准东煤种掺烧提供科学依据。进而提高锅炉运行的可靠性和经济性，以达到优化燃烧的目的。锅炉燃煤掺烧试验期间对锅炉总煤量、总风量、过、再热器温度、减温水量、排烟温度、炉膛烟温、飞灰含碳、炉渣含碳及炉膛结焦情况进行监视。
一、试验概况
3号锅炉燃用天池能源南露天矿煤，此煤种是典型高碱煤，Na、Ca含量高，具有极强的结渣沾污特性。锅炉自投入商业运行以来，水冷壁、屏过、高过、高再曾多次出现严重结渣、沾污，严重时导致冷灰斗堵渣、烟道堵塞、机组带负荷能力受限。另外，空预器、布袋除尘器多次出现严重堵塞威胁机组安全运行的问题。
为适应煤炭市场的紧张形势，进一步降低燃煤标单，拓展入煤源渠道，华电北一发电公司本着统筹兼顾、综合效益最大化的原则，对机组进行准东煤掺烧试验，测试煤种变化对锅炉燃烧的影响，确定准东煤最佳掺配比例。为机组安全经济运行和准东煤种掺烧提供科学依据。进而提高锅炉运行的可靠性和经济性，以达到优化燃烧的目的。结合机组实际情况，进行锅炉优化调整，
二、试验前摸底情况
1、摸底试验时燃烧器喷口以及屏过、高过区域结渣较重，冷灰斗已经出现了严重的堆焦。燃烧器喷口、高过结渣、冷灰斗堆焦分别如图5-2~图5-4所示。冷灰斗堆焦主要在炉右，炉左冷灰斗干净无焦。到后期冷灰斗堆焦高度接近15.5米平台人孔门，如图5-5所示，严重威胁锅炉安全，只能被迫停炉清焦。
图5-2 燃烧器喷口结渣
图5-3 高过结渣
图5-4 冷灰斗堆焦
图5-5 冷灰斗堆焦至人孔门
2、NOx生成量
在习惯运行方式下，表盘NOx生成浓度为161mg/m3，实测值为148mg/m3，表盘值高于实测值。
综合来看，锅炉运行的最大问题是结焦严重，导致锅炉无法带高负荷，且冷灰斗堆焦持续恶化，无法通过调整试验解决。对流受热面15只吹灰器故障无法投运，其中14只在屏过、高过、高再等高温区，如图5-6所示，导致这些区域结渣无法清除，越积越多。另外，锅炉排烟CO也较高，造成火焰中心偏高，对流受热面结渣风险增加，且影响锅炉效率。综上，只能等停炉彻底清焦、吹灰器消缺、锅炉运行状态正常后再进行试验。
图5-6 摸底试验期间吹灰器故障情况
三、检查及调整
1、二次风箱调整，在#3炉停炉清焦期间，试验人员对二次风箱开度进行了检查，二次风箱开度问题最多的是表盘50%开度时实际风门挡板开度偏小，个别层存在挡板开度不均匀现象。另外，下层前后墙共12只SOFA燃烧器旋流风拉杆全部脱扣，外部旋流风刻度显示300，实际开度均为0。以上问题，公司已安排维护部在停炉期间集中处理。
停炉期间，还对燃烧器内、外二次风开度进行了调整。调整前，燃烧器外二次风开度普遍较小而内二次风开度普遍较大，会增大燃烧器喷口及周围水冷壁结渣风险。同一层燃烧器参数偏差较大，会导致燃烧不均。冷态调整时以实际风门挡板开度为准，将内二次风开度调整至70°，外二次风开度调整至65°，外部刻度盘显示略有偏差。
2、制粉系统调整，在磨煤机通风量稳定时，利用测风元件在各磨煤机出口的6根一次风管上测量出各管风速，计算出同层6根一次风管的风速偏差。风速偏差过大会造成同层燃烧器热负荷不均，水冷壁壁温偏差增大，炉膛结渣风险增加，风速偏低的燃烧器还存在喷口烧损风险。通过调节磨煤机出口一次风管上的可调缩孔，为减小一次风管阻力，缩孔调节过程中优先开大风量偏小一次风管上的缩孔开度，至全开仍无法实现调平目标时，再按风速由高到低顺序依次减小风速偏大一次风管上的缩孔开度。
在不同风量下实测各磨煤机出口一次风速，标定磨煤机通风量。其余磨煤机表盘风量普遍偏小，风量标定系数在0.97~1.15之间。在磨煤机常用出力60t/h条件下，磨煤机主要运行参数保持习惯值，按等截面、等时、等速的原则抽取各磨煤机煤粉并化验煤粉细度，调整至合格值。
3、氧量调整试验
氧量是锅炉运行控制的重要参数，氧量充足，煤粉燃尽率高，但风机耗电高，因此，锅炉存在一最佳氧量，即使锅炉的干烟气热损失和未燃碳热损失之和最小、锅炉效率最高的氧量，对#3炉还需兼顾炉膛烟温等其他参数。试验分别在620MW、520MW和330MW负荷下进行。
620MW负荷时，锅炉习惯运行氧量较低，实测平均运行氧量为2.3%，最低只有1.5%左右，受限于除尘器阻力过大导致的引风机出力不足，高负荷时氧量无法再提高。习惯氧量下锅炉运行参数如表5-19所示，主、再热汽温均在590℃以上，SCR入口NOx实际生成量只有120mg/m3，飞灰、大渣含碳量略显偏高，空预器出口烟气中CO含量在1500ppm左右，锅炉效率只有92.78%。建议对除尘器堵灰进行清理，消除引风机出力不足问题，提高600MW以上负荷下的运行氧量。
4、结焦治理试验期间电厂的上煤方式为：A、B、C、D、E磨高岭土：天池煤=1:8，F磨纯天池煤。在此上煤方式下，计算得5磨运行时，高岭土掺烧比例为8.9%，4磨运行时高岭土掺烧比例为8.3%。）准东煤及高岭土上煤量、发电量，计算得每日高岭土掺烧比例及锅炉负荷率，每日高岭土实际掺烧比例与计算比例存在出入，实际高岭土掺烧比例在6.1%~8.3%之间，均低于计算高岭土掺烧比例。试验期间，锅炉每日平均负荷率最高为85%，机组实际负荷最高620MW。
四、调整后结果
锅炉运行参数优化调整后，冷灰斗未再出现堆焦，高负荷时燃烧器区有部分结渣，但未形成大面积熔融渣，捞渣机上也未出现熔融的大焦块，低负荷燃烧器区大部分较干净，水冷壁管清晰可见，如图3-18~图3-20所示。综合来看，在目前的掺烧方式下，锅炉结渣可控，可安全运行。
图5-18 高负荷水冷壁
图5-19 高负荷捞渣机渣型
图5-20 低负荷水冷壁
通过#3炉结渣治理试验及添加高岭土全烧高碱煤试验，形成如下结论：
1、通过结渣治理试验，优化了就地燃烧器参数以及锅炉运行参数，试验后未再出现水冷壁大面积流焦以及冷灰斗堆焦现象，锅炉运行安全性大大提高。
2、经过运行参数优化，锅炉中、高负荷下CO严重偏高问题得到缓解，屏区及高过、高再结渣风险降低，锅炉效率提高了0.35%。
3、实际高岭土入炉比例7.0%左右，锅炉可以安全稳定运行。在高岭土总比例不变的情况下，通过增加掺烧磨数量可以减轻锅炉结渣风险。
试验后至今，#3炉运行情况良好，锅炉各受热面清洁，未出现结焦结渣情况，解决了准东煤易结焦问题，实现了准东煤全烧目标。
单位简介
华电新疆五彩湾北一发电有限公司成立于2015年9月，主要经营电力能源的开发、投资、建设、经营和管理，组织电力（热力）生产和销售，位于新疆维吾尔族自治区昌吉回族自治州准东经济开发区彩北产业园工业园区内，距乌鲁木齐市约280公里。是“疆电外送”第二条特高压输电工程±1100千伏新疆昌吉到安徽古泉线路10家电源点之一，装机2×660兆瓦超超临界间接空冷燃煤机组。电厂同步建设烟气脱硫、脱硝及布袋除尘等高效环保设施，主设煤源为天池能源南露天煤矿，距厂区约6公里，运煤方式为皮带方式输送，水源来自“引额济乌500”东延供水工程五彩湾事故备用水池，灰渣以汽车方式运输至管委会建设的灰场，距厂区约15公里，送出方式以两条750千伏线路送至就近的昌吉换流站，由换流站的特高压线路送出。是综合开发准东煤炭资源，推动新疆能源、经济、环境和谐发展的绿色工程。
【责任编辑：王长尧 】
