華能鶴崗電廠一期兩臺(tái)300MW機(jī)組鍋爐系哈爾濱鍋爐廠引進(jìn)美國ABB-CE公司技術(shù)設(shè)計(jì)制造的HG-1021/18.2-YM8型亞臨界壓力、中間一次再熱、自然循環(huán)、固態(tài)排渣煤粉爐。該鍋爐采用平衡通風(fēng)、四角切圓燃燒，擺動(dòng)式燃燒器，設(shè)計(jì)煤種為鶴崗煙煤。鍋爐采用鋼球磨中間儲(chǔ)倉式乏氣送粉系統(tǒng)，設(shè)計(jì)磨煤機(jī)干燥介質(zhì)為熱風(fēng)＋冷風(fēng)＋冷爐煙。兩臺(tái)爐分別于1998年、1999年正式投產(chǎn)運(yùn)行。投產(chǎn)后，一直存在鍋爐燃燒穩(wěn)定性差，灰渣含碳量均在10%以上，影響安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，主要為一次風(fēng)摻入冷爐煙后，使煤粉著火所需氧量不足，著火點(diǎn)推遲，燃燒穩(wěn)定性較差，為此，在2000年取消了冷爐煙系統(tǒng)。

機(jī)組經(jīng)過十多年的服役運(yùn)行，根據(jù)機(jī)組運(yùn)行工況及燃用煤質(zhì)變化，進(jìn)行多次改造，主要有汽輪機(jī)通流部分改造、鍋爐再熱器改造、停用冷爐煙系統(tǒng)等。目前，機(jī)組運(yùn)行比較穩(wěn)定，但由于當(dāng)前入爐煤煤質(zhì)偏離設(shè)計(jì)值較為嚴(yán)重（低位熱值低于設(shè)計(jì)值800千卡/千克以上，灰分平均在40%-45%之間，較設(shè)計(jì)值平均升高18%），造成制粉電耗高、鍋爐排煙溫度高、主再熱蒸汽溫度偏低、空氣預(yù)熱器入口煙氣溫度偏低等問題，嚴(yán)重影響鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

1、制粉摻冷風(fēng)量較大

投產(chǎn)后，制粉系統(tǒng)通風(fēng)干燥方式由冷風(fēng)+熱風(fēng)取代了冷風(fēng)+熱風(fēng)+冷爐煙方式，根據(jù)防爆要求，磨出口溫度控制在70℃以下；入爐煤水分低于設(shè)計(jì)工況；再循環(huán)風(fēng)門長期處于關(guān)閉狀態(tài)等四方面因素造成冷風(fēng)量過大。實(shí)際運(yùn)行中，兩臺(tái)爐8套制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)入口冷風(fēng)門開度均較大，制粉系統(tǒng)摻入的冷風(fēng)量過高。

2、一次風(fēng)率過高

本制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用制粉乏氣來輸送煤粉。當(dāng)前入爐煤煤質(zhì)發(fā)熱量偏低，已經(jīng)遠(yuǎn)低于原設(shè)計(jì)下限校核煤種。機(jī)組在90%負(fù)荷以上時(shí)火嘴需要全部投入，制粉乏氣全部用于輸送煤粉。實(shí)測(cè)#1爐四套制粉系統(tǒng)送粉總風(fēng)量為140kg/s，計(jì)算鍋爐燃燒總空氣量為400kg/s，運(yùn)行一次風(fēng)率為35%（比設(shè)計(jì)值25%高出10%）。爐膛漏風(fēng)率按5%考慮，實(shí)際運(yùn)行二次風(fēng)率為60%（比設(shè)計(jì)值70%低10%）。對(duì)鍋爐燃燒穩(wěn)定性和NOx排放產(chǎn)生不利影響，也不利于飛灰可燃物的控制。

3、鍋爐配風(fēng)不均

機(jī)組負(fù)荷處于250MW以上時(shí)，鍋爐尾部煙氣中CO濃度較高，（單位以ppm計(jì)）基本上千，280MW以上時(shí)甚至上萬，另外，爐膛出口兩側(cè)煙溫偏差較大。說明鍋爐配風(fēng)嚴(yán)重不均，有可能火焰中心偏斜，或者局部嚴(yán)重缺風(fēng)。有必要進(jìn)行一次風(fēng)調(diào)平試驗(yàn)，及二次風(fēng)門擋板進(jìn)行檢查。

4、爐膛頂部或尾部煙道漏風(fēng)大

在280MW負(fù)荷以上時(shí)表盤氧量維持在4-5%的較高值時(shí)，煙氣中的CO已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo)，說明爐膛頂部或尾部煙道存在嚴(yán)重漏風(fēng)。造成爐膛內(nèi)參與燃燒的有效空氣量偏小，實(shí)際煙氣量加大。這既是引風(fēng)機(jī)出力不足的原因，也是造成空氣預(yù)熱器入口煙溫較設(shè)計(jì)值偏低的原因。

5、燃燒器擺動(dòng)機(jī)構(gòu)損壞

原設(shè)計(jì)燃燒器一次風(fēng)噴口、二次風(fēng)噴口均具有上下擺動(dòng)功能，再熱汽溫的主調(diào)節(jié)方式為燃燒器噴口的上下擺動(dòng)。目前實(shí)際燃燒器噴口擺動(dòng)機(jī)構(gòu)均處于卡死狀態(tài)，無法進(jìn)行擺動(dòng)調(diào)節(jié)，這是再熱汽溫偏低的主要原因之一。

6、一次風(fēng)小風(fēng)門無法遠(yuǎn)程控制

一次風(fēng)管道上的24只一次風(fēng)小風(fēng)門均無法實(shí)現(xiàn)DCS遠(yuǎn)程操作控制，在負(fù)荷變動(dòng)，給粉機(jī)投運(yùn)臺(tái)數(shù)變化時(shí)，無法及時(shí)減小或關(guān)閉未投運(yùn)一次風(fēng)噴口的送粉風(fēng)量，造成一次風(fēng)率偏大，制粉系統(tǒng)摻冷風(fēng)量大等不利因素。不利于制粉系統(tǒng)通風(fēng)量、送粉一次風(fēng)量、再循環(huán)風(fēng)量三者之間的匹配協(xié)調(diào)。同時(shí)，也是產(chǎn)生鍋爐底部漏風(fēng)的一個(gè)因素，根據(jù)試驗(yàn)，當(dāng)A層對(duì)應(yīng)停運(yùn)給粉機(jī)的一次小風(fēng)門未關(guān)閉時(shí)，影響鍋爐排煙溫度升高3-4℃。

7、汽溫偏低

機(jī)組滿負(fù)荷工況下，鍋爐主汽溫度和再熱汽溫均不同程度偏低。尤其是再熱汽溫偏低嚴(yán)重。這主要有兩方面原因：燃燒器擺角無法擺動(dòng)調(diào)節(jié)，取消了制粉系統(tǒng)冷爐煙再循環(huán)。鍋爐原設(shè)計(jì)制粉系統(tǒng)干燥介質(zhì)中有冷爐煙，由于冷爐煙的摻入，一定程度上推遲了煤粉著火點(diǎn)，抬高了爐膛的火焰中心，有利于主汽溫度和再熱汽溫的維持。

目前，在低負(fù)荷工況下，可以通過下層火嘴停運(yùn)，投上層火嘴的方式來抬高火焰中心，彌補(bǔ)汽溫不足的情況，所以低負(fù)荷主汽和再熱汽溫基本能夠維持。高負(fù)荷工況下，需要投運(yùn)全部火嘴才能滿足燃料量的供應(yīng)，火焰中心無法維持在較高位置，汽溫偏低嚴(yán)重。

8、排煙溫度高

雖然空預(yù)器入口煙溫較設(shè)計(jì)值偏低很多，但空預(yù)器出口排煙溫度卻居高不下，而且空預(yù)器漏風(fēng)率處于正常值，產(chǎn)生原因：一方面由于空預(yù)器蓄熱元件磨損、堵灰影響空預(yù)器換熱效率，而更為主要的根據(jù)爐膛出口水平煙道到空預(yù)器入口漏風(fēng)系數(shù)檢測(cè)為0.129%遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)值0.02%（見附表3），說明經(jīng)過空預(yù)器的空氣份額較少。這與制粉系統(tǒng)漏風(fēng)、爐膛（包括底部、水冷壁、爐頂?shù)炔课唬┞╋L(fēng)偏大有直接關(guān)系。

9、引風(fēng)機(jī)出力不足

目前鍋爐在300MW滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，引風(fēng)機(jī)擋板全開，鍋爐運(yùn)行氧量很難繼續(xù)增大，鍋爐尾部煙氣CO含量甚至超過10000ppm，實(shí)際爐膛嚴(yán)重缺風(fēng)。造成引風(fēng)機(jī)出力不足的原因有多方面要有：取消了增壓風(fēng)機(jī)；入爐煤發(fā)熱量較低，煙氣量增大；爐膛尾部漏風(fēng)量大幾方面原因。

1、通過制粉系統(tǒng)通風(fēng)量、一次風(fēng)調(diào)平、鋼球裝載量、氧量、一氧化碳等測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)論落實(shí)優(yōu)化措施。

（1）通過通風(fēng)量測(cè)試，發(fā)現(xiàn)C制粉系統(tǒng)通風(fēng)量偏大（見附表2），采取了減少#4風(fēng)門開度，將C排粉機(jī)電流控制在50-53A之間，一方面降低該系統(tǒng)管道的磨損，同時(shí)降低制粉單耗。

（2）維持磨煤機(jī)電流在95A以上，低于92A時(shí)及時(shí)補(bǔ)加鋼球，有效降低冷風(fēng)量投入，提高制粉出力和降低制粉單耗。

（3）提高磨煤機(jī)出口溫度在72-75℃，進(jìn)一步降低摻入冷風(fēng)量，排煙溫度約降低2-3℃，提高燃燒效率。（根據(jù)《火電廠制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算規(guī)定》（DL/T5145-2002）鋼球磨貯倉式空氣干燥制粉系統(tǒng)磨制煙煤時(shí)磨煤機(jī)出口最高允許溫度定為70℃，運(yùn)行中根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)突破）

（4）給粉機(jī)停運(yùn)時(shí)及時(shí)關(guān)閉對(duì)應(yīng)小風(fēng)門，并合理控制再循環(huán)風(fēng)門開度，保證制粉系統(tǒng)通風(fēng)量。

（5）通過試驗(yàn)對(duì)12個(gè)一次風(fēng)縮孔節(jié)流圈進(jìn)行了調(diào)整，具體見附表。利用停爐機(jī)會(huì)對(duì)安裝位置不佳的一次風(fēng)測(cè)孔進(jìn)行移位，對(duì)卡澀的縮孔進(jìn)行解列檢查。

 附表1   一次風(fēng)管道縮孔調(diào)整圈數(shù)

（6）一次風(fēng)小風(fēng)門遠(yuǎn)程控制改造，將24只小風(fēng)門引入表盤控制，并修改DCS控制畫面。

（7）結(jié)合低氮燃燒器改造，對(duì)OFA風(fēng)門手動(dòng)調(diào)節(jié)方式改為遠(yuǎn)程電動(dòng)或啟動(dòng)控制方式改造，滿足鍋爐全負(fù)荷高效低污染燃燒的要求。

（8）對(duì)燃燒器擺動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)改造，恢復(fù)燃燒器一次風(fēng)噴口、二次風(fēng)噴口的擺動(dòng)調(diào)節(jié)方式，恢復(fù)其對(duì)再熱汽溫的調(diào)節(jié)作用。

（9）爐頂柔性密封改造，尾部煙道（電除塵）膨脹節(jié)改造，降低漏風(fēng)率，降低風(fēng)機(jī)耗電率，緩解滿負(fù)荷時(shí)引風(fēng)機(jī)出力不足問題。

（10）空預(yù)器蓄熱元件更換及加高改造，板型由FNC更換HE型，可降低排煙溫度7-10℃，并降低積灰和阻力。

（11）末級(jí)再熱器外圈增加一組管屏改造，以提高再熱汽溫。

（12）磨煤機(jī)更換波浪瓦并應(yīng)用小球技術(shù)。

附表2  #1爐制粉系統(tǒng)通風(fēng)量測(cè)試結(jié)果表

附表3  爐膛出口水平煙道與空預(yù)器進(jìn)口煙道之間的漏風(fēng)系數(shù)