1、 锅炉燃烧性能试验报告锅炉燃烧性能试验报告 技 术 报 告 报告编号：DL_201010_6050_1686 丰城二期电厂6炉制粉系统及燃烧优化试验报告 试验人员：吴英、李海山、刘发圣、幸双喜、龚强 编 写 人：审 核：批 准：工作完成日期：2010 年 09 月 30 日 报告提交日期：2010 年 10 月 25 日 本院地址：南昌市民强路 88号 邮政编码：330096 服务电话：+86-0791-8646777 电子邮件： 传真号码：+86-0791-8646667 监督电话：-0791-*目 录 是否存院档案室：是 否 1 试验目的试验目的 为了全面了解和掌握江西丰城二期电厂 2 7
2、00MW机组6 锅炉在燃用不同煤种、不同负荷下变工况运行时的各项主要参数、锅炉运行状况及锅炉热效率情况，受江西丰城二期电厂委托，江西省电力科学研究院发电所于 2010 年 9 月对江西丰城二期电厂#6 炉进行了锅炉制粉系统试验、燃烧优化调整试验及空预器性能试验，为机组今后优化运行提供参考依据。2 设备概况设备概况 2.1 锅炉设备简介 江西丰城二期电厂 2 700MW超临界机组锅炉本体由上海锅炉有限公司设计制造。两台 700MW燃煤锅炉为超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构 型炉。锅炉容量和主要参数：主蒸汽和再热蒸汽的压力、温度、流量等
3、要求与汽轮机的参数相匹配，主蒸汽温度按 571，最大连续蒸发量（BMCR）2102t/h，最终与汽轮机的 VWO工况相匹配。炉型号：SG2102/25.4-M959 制粉系统采用中速磨冷一次风正压直吹式，每台锅炉配置 6 台中速磨煤机；独立密封风系统，6台磨煤机共用 1台密封风机，一台备用。燃烧系统采用四角切向布置的摆动燃烧器,在热态运行中，一、二次风喷口均可上下摆动，一次风摆角 20，二次风摆角 30。喷口的摆动由能反馈电信号的执行机构来实现。摆动灵活，四角同步。油燃烧器的总输入热量按 30%BMCR计算。布置三层油燃烧器，共 12支，点火方式为高能电火花点燃轻油，然后点燃煤粉。每支油枪出力
4、为 3500kg/h。燃油枪采用机械雾化，喷嘴保证燃油雾化良好，避免油滴落入炉底或带入尾部烟道。2.2 锅炉主要设计参数 名称 单位 BMCR BRL 主蒸汽流量 t/h 2102 2001.7 主蒸汽温度 oC 571 571 主蒸汽压力 MPa(g)25.4 25.31 再热器进口压力 MPa(g)4.63 4.37 再热器进口温度 oC 322 316 再热器出口压力 MPa(g)4.43 4.19 再热器出口温度 oC 569 569 再热蒸汽流量 t/h 1760.9 1673 给水温度 oC 283 280 热效率 93.42 93.5 2.3 设计燃料特性 项 目 单 位 设计煤
5、 校核煤 1 校核煤 2 校核煤 3 产地 淮南 丰城煤 黄陵 平顶山 工 业 分 析 收到基低位发热值Qnet.ar kJ/kg 22410 18600 24910 21000 收到基全水份 Mt%6.80 11 6.16 6.50 收到基灰份 Aar%25.31 30.00 18.61 29.00 干燥无灰基挥发份 Vdaf%34.60 22.84 38.59 30.50 空气干燥基水份Mad%0.57 1.60 0.70 元 收到基碳 Car%55.18 47.53 62.98 54.99 素 分 析 收到基氢 Har%4.09 3.05 4.09 2.87 收到基氧 Oar%6.50
6、5.62 2.4 4.95 收到基氮 Nar%1.32 1.18 1.01 1.19 收到基全硫 St.ar%0.80 1.62 0.98 0.50 可磨性系数 HGI-63.0 78 60.5 84.0 灰变形温度 DT 1220 1500 1220 1220 灰软化温度 ST 1450 1500 1260 1450 灰熔化温度 FT 1450 1500 1300 1450 2.4 制粉系统主要设计参数 原煤斗 项目 单位 设计参数 备注 数量 个 6 每个容积 m3 688 磨 煤 机 型式 中速辊式磨煤机 型号 ZGM113G 台数 台/炉 6 标准制粉出力 t/h 64.6 磨煤机转速
7、 r/min 24.2 最大通风阻力 Pa 6540 磨一次风量 t/h 100.872 生产厂家 北京电力设备总厂 磨 煤 机 电 机 型号 YMSQ600-6 数量 台/炉 6 额定功率 kW 650 额定电压 kV 6 额定电流 A 80.5 额定转速 r/min 992 电机转向 逆时针 从驱动端看 电加热 W 1000 220V 2.5 风机主要设计参数 吸 风 机 型号 动叶可调轴流式 SAF37.5-22.4-1 风 量 540.83/485.81m3/s(T.B/BMCR)风 压(总压升)5940/4569Pa(T.B/BMCR)一次风机 型号 PAF19-14-2动叶可调轴流
8、式 风 量 104.67/77.44m3/s(T.B/BMCR)风 压(总压升)18031/13820Pa(T.B/MCR)送 风 机 型号 动叶可调轴流式 FAF28-12.5-1 风 量 259.34/235.67m3/s(T.B/BMCR)风 压(总压升)3694/3344Pa(T.B/BMCR)3 试验内容及方法试验内容及方法 本试验依据中华人民共和国国家标准 GB10184-88及 DLT 467-2004进行，具体内容如下。3.1 制粉系统热态调整试验制粉系统热态调整试验 3.1.1 分离器挡板特性试验分离器挡板特性试验 调整磨煤机出力为最大出力的 80%左右，磨煤机风量按照风煤比
9、曲线设置，在不同分离器挡板下，通过该项试验掌握分离器挡板开度和煤粉细度的关系，并确定设计细度下分离器开度，为燃烧调整及运行提供依据。3.1.2 磨煤机变加载油压试验磨煤机变加载油压试验 调整磨煤机出力为最大出力的 80%左右，进行磨煤机变加载油压试验，以确定磨辊最佳加载油压。3.1.3 磨煤机出力特性试验磨煤机出力特性试验 掌握磨煤机不同出力性能，检验磨煤机是否能达到设计最大出力及最小风量性能，试验在保持分离器挡板不变的情况，分别在三种给煤量下，风量按照风煤比曲线变化，测量各个工况下制粉系统参数（包括制粉单耗）。3.1.4 磨煤机变风量试验磨煤机变风量试验 保持磨煤机在额定出力下运行，分离器挡
10、板开度放在合适位置时，分别在三种风量下，测量制粉系统相关的参数。3.2 锅炉燃烧调整试验锅炉燃烧调整试验 3.2.1 排烟温度标定试验排烟温度标定试验 在某一稳定负荷下，对空气预热器出口水平烟道进行烟温场测量，选定温度测量的代表点，或按网格法布置温度测点，直接测量排烟温度。3.2.2 空空气预热器氧量场标定试验气预热器氧量场标定试验 在某一稳定负荷下，对空气预热器进、出口水平烟道进行氧量场测量，选定氧量测量的代表点，或采用网格法布置烟气取样管，直接测量空气预热器进、出口烟道氧量，同时通过该项试验对表盘氧量进行标定。3.2.3 变煤种试验变煤种试验 在 660MW负荷下，分别在不同的分仓配煤方案
11、下进行锅炉热效率测试，以确定最佳的配煤方案，具体配煤方案如下。配煤方案 A磨 B磨 C 磨 D磨 E磨 F磨 1 普通煤 优加 优加混郑煤 优加混郑煤 普通煤 平大混普通煤 2 平大混普通煤 优加 郑煤混普通煤 优加混郑煤 普通煤 优加混普通煤 3 普通煤 优加 优加混焦煤 优加混普通煤 普通煤 平大混普通煤 4 平大混焦煤 优加 普通煤 优加混普通煤 普通煤 优加混普通煤 5 优加混焦煤 优加 普通煤 优加混郑煤 普通煤 优加混普通煤 6 平大混普通煤 优加 郑煤混安源煤 优加 普通煤 普通煤 7 普通煤 优加 优加混焦煤 优加混普通煤 普通煤 安源混普通煤 8 优加混郑煤 优加 郑煤混普通
12、煤 优加 普通煤 普通煤 9 优加 优加 郑煤 郑煤 平大混普通煤 安源混普通煤 10 优加 优加 焦煤 普通煤 平大混普通煤 安源混普通煤 11 普通 优加 优加混普通 优加 优加 普通煤 12 平十煤 优加 郑煤混平十 优加 普通煤 普通煤 3.2.4 总风量调整试验总风量调整试验 通过改变送风机挡板开度使入炉总风量发生变化，从而改变炉膛出口过剩空气系数，在表盘上反映为空气预热器入口或省煤器出口烟气含氧量的变化。通过该项试验，测量氧量变化对锅炉汽温特性、经济性的影响，确定锅炉的最佳控制氧量。由于不同负荷下的最佳氧量不相同，因此，该项试验拟在四种负荷（660MW、610MW、540MW、48
13、0MW）下进行，通过试验获得不同负荷氧量和负荷关系曲线。试验记录锅炉运行主要参数，实测排烟温度、排烟氧量、及大气参数等，并采集原煤、飞灰、炉渣样品。3.2.5 二次风配风方式调整试验二次风配风方式调整试验 各层二次风小风门开度不同，对炉内的燃烧工况影响不同。试验在 660MW负荷下进行，以各层二次风小风门为调节对象，在控制省煤器出口氧量不变条件下，改变二次风的配风方式（均等、正宝塔、倒宝塔），并测量不同二次风配风方式对锅炉壁温特性、汽温特性、烟温偏差的影响，确定目前煤种下适合该炉的配风方式。3.2.6 燃料风调整试验燃料风调整试验 燃料风的作用是补充煤粉燃烧初期的氧量，试验时保持省煤器出口氧量
14、和炉膛/风箱压差不变，在不同燃料风开度下，分析测量燃料风变化对汽温特性、锅炉烟温偏差的影响，获得最佳燃料风开度。3.2.7 燃尽风（燃尽风（SOFA）调整试验）调整试验 燃尽风的作用是降低 NOx，提供锅炉燃烧后期所需氧量，试验保持氧量和辅助风风门不变时，在不同燃尽风开度下，分析测量燃尽风变化对汽温特性、锅炉烟温偏差的影响，获得最佳燃尽风开度。3.2.8 空气预热器漏风试验空气预热器漏风试验 在 660MW、600MW、540MW、480MW负荷下对预热器两侧的漏风进行测量，评估目前空预器漏风状况，为检修和运行提供依据。3.3 试验的测试项目、方法、测试仪器和测点布置如下表：试验的测试项目、方
15、法、测试仪器和测点布置如下表：序号 项 目 测 点 位 置 测 量 仪 器 及 测 试 方 法 1 运行参数 DCS系统每 15分钟采集一次 2 原煤取样 给煤机下煤管 每 30分钟循环取样一次，混合后缩分，作燃料工业分析、元素分析、低位发热量测定 3 飞灰取样 空预器出口烟道 经标定后仓泵处取飞灰样做飞灰可燃物含量分析 4 炉渣取样 冷渣器出口 每 30分钟取样一次，混合后缩分，作炉渣可燃物分析 5 烟气成份 空预器进出口烟道 节能环保测试车、Testo335烟气分析仪，按网格划分法每 10分钟取样分析烟气中 O2含量 6 排烟温度 空预器出口烟道 经标定后表盘排烟温度 7 空气温度 送风机
16、入口附近 温度计，每 30分钟测量一次 4 试验结果及分析试验结果及分析 4.1 制粉系统热态调整试验制粉系统热态调整试验 4.1.1 分离器挡板特性试验分离器挡板特性试验 为掌握制粉系统分离器的挡板特性，获得挡板开度对煤粉细度，制粉电耗等参数的影响，获得相应的对应关系，将磨煤机出力调整至50t/h左右，制粉系统通风量按照风煤比曲线设定，对 AF六台磨煤机分离器挡板在不同开度下进行了试验，试验结果见表 4.14.6。表 4.1 A磨分离器挡板特性试验结果 试验日期 2010-9-15 2010-9-15 2010-9-15 试验时间 12:2512:55 13:1013:40 14:1514:
17、45 试验内容 变挡板试验 1（55%/55%）变挡板试验 2（50%/50%）变挡板试验 3（45%/45%）煤种 A8区和 A2区 A8区和 A2区 A8区和 A2区 机组负荷 MW 610 610 610 磨入口表盘风量 t/h 71.1 71.4 70.7 磨差压 kPa 3.88 3.97 4.23 磨加载力 MPa 9.7 9.7 9.38 R200%3.12 3.72 1.04 R90%13.16 11.08 6.64 煤粉均匀性指数 0.67 0.50 0.65 热一次风压 kPa 9.22 9.32 9.35 磨煤机电流 A 42.2 42.63 44.3 磨煤机出力 t/h
18、 50.6 50.7 48.5 总燃料量 t/h 299 300 290 A一次风机电流 A 116.6 116.6 116.6 B一次风机电流 A 113.1 114.8 112.5 磨煤机电耗 kW 147.6 132 162.6 A侧一次风机功率 kW 561.6 530.4 532.8 B侧一次风机功率 kW 504 532.8 500.6 磨煤单耗 kW.h/t 5.9 5.28 6.5 通风单耗 kW.h/t 7.13 7.09 7.13 制粉单耗 kW.h/t 13.03 12.37 13.63 表 4.2 B磨分离器挡板特性试验结果 试验日期 2010-9-15 2010-9-
19、15 2010-9-15 试验时间 12:2512:55 13:1013:40 14:1514:45 试验内容 变挡板试验 1（50%/50%）变挡板试验 2（55%/55%）变挡板试验 3（45%/45%）煤种 B8区和中能煤 B8区和中能煤 B8区和中能煤 机组负荷 MW 610 610 610 磨入口表盘风量 t/h 69.9 70.6 70.67 磨差压 kPa 3.99 4.15 4.38 磨加载力 MPa 9.22 9.21 8.56 R200%3.68 4.12 1.44 R90%17.32 20.8 10.92 煤粉均匀性指数 0.79 0.89 0.81 热一次风压 kPa
20、9.21 9.22 9.33 磨煤机电流 A 52.9 52.6 54.9 磨煤机出力 t/h 40.2 40.2 37.4 总燃料量 t/h 299 300 290 A一次风机电流 A 116.6 116.6 116.6 B一次风机电流 A 113.1 114.8 112.5 磨煤机电耗 kW 206.4 192.6 228.6 A侧一次风机功率 kW 561.6 530.4 532.8 B侧一次风机功率 kW 504 532.8 500.6 磨煤单耗 kW.h/t 10.32 9.63 11.43 通风单耗 kW.h/t 7.13 7.09 7.13 制粉单耗 kW.h/t 17.45 1
21、6.72 18.56 表 4.3 C磨分离器挡板特性试验结果 试验日期 2010-9-16 2010-9-16 2010-9-16 试验时间 09:2509:55 10:1510:45 11:1511:45 试验内容 变挡板试验 1（40%/40%）变挡板试验 2（45%/50%）变挡板试验 3（50%/55%）煤种 B4区、C2区、新洛煤和刘庄煤 B4区、C2区、新洛煤和刘庄煤 B4区、C2区、新洛煤和刘庄煤 机组负荷 MW 660 660 660 磨入口表盘风量 t/h 70 76.2 70.1 磨差压 kPa 4.39 4.46 4.29 磨加载力 MPa 11.06 11.06 11.
22、06 R200%3.24 3.64 4.04 R90%12 14.04 14.12 煤粉均匀性指数 0.60 0.66 0.62 热一次风压 kPa 9.51 9.32 9.51 磨煤机电流 A 48.7 49.73 49.1 磨煤机出力 t/h 50 50 50 总燃料量 t/h 314 314 315 A一次风机电流 A 120.1 117.7 118.3 B一次风机电流 A 117.7 115.8 114.2 磨煤机电耗 kW 180 180 204 A侧一次风机功率 kW 552 456 564 B侧一次风机功率 kW 530.4 480 504 磨煤单耗 kW.h/t 7.2 7.2
23、 8.16 通风单耗 kW.h/t 6.89 5.98 6.78 制粉单耗 kW.h/t 14.09 13.18 14.94 表 4.4 D磨分离器挡板特性试验结果 试验日期 2010-9-16 2010-9-16 2010-9-16 试验时间 09:2509:55 10:1510:45 11:1511:45 试验内容 变挡板试验 1（40%/40%）变挡板试验 2（45%/50%）变挡板试验 3（50%/55%）煤种 B8区和刘庄煤 B8区和刘庄煤 B8区和刘庄煤 机组负荷 MW 660 660 660 磨入口表盘风量 t/h 75.1 73.1 74.1 磨差压 kPa 4.28 4.44
24、 4.41 磨加载力 MPa 12.88 12.91 12.93 R200%5.04 4.72 3.56 R90%16.36 16.88 14.04 煤粉均匀性指数 0.63 0.68 0.66 热一次风压 kPa 9.36 9.37 9.46 磨煤机电流 A 60.5 60.9 61.6 磨煤机出力 t/h 59.9 59.8 59.8 总燃料量 t/h 314 314 315 A一次风机电流 A 120.1 117.7 118.3 B一次风机电流 A 117.7 115.8 114.2 磨煤机电耗 kW 251.4 240 204 A侧一次风机功率 kW 552 456 564 B侧一次风
25、机功率 kW 530.4 480 504 磨煤单耗 kW.h/t 8.38 8 8.6 通风单耗 kW.h/t 6.89 5.98 6.78 制粉单耗 kW.h/t 15.27 13.98 15.38 表 4.5 E磨分离器挡板特性试验结果 试验日期 2010-9-16 2010-9-16 2010-9-16 试验时间 09:2509:55 10:1510:45 11:1511:45 试验内容 变挡板试验 1（40%/40%）变挡板试验 2（45%/50%）变挡板试验 3（50%/55%）煤种 A8区和 A2区 A8区和 A2区 A8区和 A2区 机组负荷 MW 660 660 660 磨入口
26、表盘风量 t/h 75.2 77.4 76.1 磨差压 kPa 4.65 4.58 4.58 磨加载力 MPa 9.53 9.55 9.55 R200%2.72 2.68 5.32 R90%14.44 13.56 19 煤粉均匀性指数 0.78 0.74 0.71 热一次风压 kPa 9.43 9.23 9.35 磨煤机电流 A 46.8 44.9 44.1 磨煤机出力 t/h 49.9 50 49.9 总燃料量 t/h 314 314 315 A一次风机电流 A 120.1 117.7 118.3 B一次风机电流 A 117.7 115.8 114.2 磨煤机电耗 kW 180 180 17
27、4 A侧一次风机功率 kW 552 456 564 B侧一次风机功率 kW 530.4 480 504 磨煤单耗 kW.h/t 7.2 7.2 6.96 通风单耗 kW.h/t 6.89 5.98 6.78 制粉单耗 kW.h/t 14.09 13.18 13.74 表 4.6 F磨分离器挡板特性试验结果 试验日期 2010-9-16 2010-9-16 2010-9-16 试验时间 09:2509:55 10:1510:45 11:1511:45 试验内容 变挡板试验 1（40%/40%）变挡板试验 2（45%/50%）变挡板试验 3（50%/55%）煤种 新洛煤和上塘煤 新洛煤和上塘煤 新
28、洛煤和上塘煤 机组负荷 MW 660 660 660 磨入口表盘风量 t/h 74.3 73.7 75.1 磨差压 kPa 3.65 3.66 3.6 磨加载力 MPa 8.29 8.29 8.29 R200%4.16 4.68 8.92 R90%15.04 19.68 31.64 煤粉均匀性指数 0.65 0.79 0.93 热一次风压 kPa 9.6 9.37 9.46 磨煤机电流 A 40.6 40.1 40 磨煤机出力 t/h 55.2 55.2 55.2 总燃料量 t/h 314 314 315 A一次风机电流 A 120.1 117.7 118.3 B一次风机电流 A 117.7
29、115.8 114.2 磨煤机电耗 kW 130.8 126 132 A侧一次风机功率 kW 552 456 564 B侧一次风机功率 kW 530.4 480 504 磨煤单耗 kW.h/t 4.76 4.58 5.28 通风单耗 kW.h/t 6.89 5.98 6.78 制粉单耗 kW.h/t 11.65 10.56 12.06 试验结果表明，六台磨煤机分离器挡板特性总体良好，挡板角度的调节能够有效调整煤粉细度，但各磨对煤粉细度的调节能力与制粉单耗又不尽相同，具体情况如下：1)A磨分离器挡板开度分别为 45%/45%、50%/50%与 55%/55%时，煤粉细度 R90 分别为 6.64
30、%、11.08%与 13.16%，磨煤单耗分别为 6.5、5.28 与 5.9 kw.h/t，制粉单耗分别为 13.63、12.37 与13.03kw.h/t，随着分离器挡板逐步开大，煤粉细度逐步增大，但煤粉均较细，挡板开度从 45 开至 50 时，煤粉细度调节效果较明显，50 至55 时调节效果不佳，因此可见 A磨分离器挡板对煤粉细度的调节范围较小，综合考虑煤粉细度与制粉单耗，建议 A磨挡板刻度控制为50%/50%。2)B磨分离器挡板开度分别为 45%/45%、50%/50%与 55%/55%时，煤粉细度 R90 分别为 10.92%、17.32%与 20.8%，磨煤单耗分别为 7.13、7
31、.13 与 7.09 kw.h/t，制粉单耗分别为 18.56、17.45 与16.72kw.h/t，因此可见 B磨分离器挡板对煤粉细度的调节能力较强，由于 B仓上的为优加煤，挥发分较高，根据中华人民共和国电力行业标准大容量煤粉锅炉炉膛选型导则（DL/T 831-2002），B磨煤粉细度 R90 应控制在 20%左右，综合考虑煤粉细度与制粉单耗，建议 B磨挡板刻度控制为 55%/55%。3)C磨分离器挡板开度分别为 40%/40%、45%/50%与 50%/55%时，煤粉细度 R90 分别为 12%、14.04%与 14.12%，磨煤单耗分别为7.2、7.2 与 8.16 kw.h/t，制粉单
32、耗分别为 14.09、13.18 与14.94kw.h/t，因此可见 C磨分离器挡板对煤粉细度的调节能力较差，效果不明显，综合考虑煤粉细度与制粉单耗，建议 C磨挡板刻度控制为 45%/50%。4)D磨分离器挡板开度分别为 40%/40%、45%/50%与 50%/55%时，煤粉细度 R90 分别为 16.36%、16.88%与 14.04%，磨煤单耗分别为 8.38、8与 8.6 kw.h/t，制粉单耗分别为 15.27、13.98 与15.38kw.h/t，因此可见 D磨分离器挡板对煤粉细度的调节能力较差，效果不明显，综合考虑煤粉细度与制粉单耗，建议 D磨挡板刻度控制为 45%/50%。5)
33、E磨分离器挡板开度分别为 40%/40%、45%/50%与 50%/55%时，煤粉细度 R90 分别为 14.44%、13.56%与 19%，磨煤单耗分别为7.2、7.2 与 6.96 kw.h/t，制粉单耗分别为 14.09、13.18 与13.74kw.h/t，挡板开度从 40/40 开至 45/50 时，煤粉细度调节效果不佳，45/50 至 50/55 时调节效果明显，因此可见 E磨分离器挡板对煤粉细度的调节范围较小，综合考虑煤粉细度与制粉单耗，建议 E磨挡板刻度控制为 45%/50%。6)F磨分离器挡板开度分别为 40%/40%、45%/50%与 50%/55%时，煤粉细度 R90 分别为 15.04%、19.68%与 31.64%，磨煤单耗分别为 4.76、4.58 与 5.28kw.h/t，制粉单耗分别为 11.65、10.56 与12.06kw.h/t，因此可见 F磨分离器挡
