1、設備概況
云浮發電廠A廠1號、2號鍋爐是上海鍋爐廠生產的SG-420/13. 72-M419型超高壓中間再熱燃煤鍋爐，鍋爐設計煤種為山西晉東南無煙煤；采用鋼球磨煤機，中間儲倉式制粉系統，熱風送粉，四角切圓直流燃燒器，原燃燒器布置圖如圖1。該爐呈Ⅱ型露天布置，爐膛接近于正方形，其深寬比為1. 086(深×寬= 9600×8840 (mm》，爐膛四周由∮60×7(mm)、節距為80.5 mm的光管與扁鋼焊接而成的膜式水冷壁構成，在燃燒區域布置有200m2的衛燃帶；爐膛上方布置有前屏過熱器，爐膛出口處布置后屏過熱器，水平和尾部煙道中按煙氣流向依次布置對流過熱器、再熱器熱段、再熱器冷段、上級空氣預熱器、省煤器和下級空氣預熱器。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、改造狀況
據統計，1995年l號爐因爐膛掉大焦引起鍋爐滅火15次，造成停機1次；1996年因爐膛掉大焦引起鍋爐滅火11次，造成停機1次。l號爐飛灰可燃物經常在20%以上，煤質較好的情況下，飛灰可燃物也在15%左右。鍋爐汽溫低和爐膛結焦造成機組一般只能帶100。115 MW運行。2號爐運行情況也類似。從1993年開始到2000年，利用機組的大修機會，先后經過華中理工大學、廣東電力試驗研究所以及電廠工程技術人員對燃燒系統進行了一系列改造：將2號角、4號角二次風改為對沖，1號角、3號角二次風與一、三次風由原來的同心反切改為同心同切，假想切圓直徑由原來的d680減少至≠550一；下層一次風改用穩燃腔鈍體燃燒器，采用上、下濃淡，拆除中二次風噴口，形成中、下層一次風集中布置的燃燒系統；并根據爐內結焦情況，衛燃帶采用分隔布置，將易結焦高溫區域部分衛燃帶打掉，在低溫區域相應補充，衛燃帶總面積為150 m2。1號、2號爐第一階段改造后燃燒器布置方式與一次風噴口結構如圖2所示。
經過不斷摸索、改進和調試，取得了明顯的效果：燃燒穩定性增強、汽溫提高、爐內結渣減緩，但仍存在著低負荷穩燃性能不強、飛灰含碳量較高、鍋爐經濟性不高等問題；為進一步提高鍋爐的性能，在經過深入廣泛調研的基礎上，決定采用浙江大學熱能工程研究所的寬調節雙穩燃煤粉濃淡低負荷穩燃技術，對l號爐燃燒器作進一步改造嘗試，從而提高鍋爐低負荷穩燃能力，并能適應煤質變化，從根本上解決爐膛結焦等問題。l號爐第二階段改造狀況：①一、二、三次風噴嘴截面積保持不變，二、三次風噴口保持原來形狀（除2號角、4號角的二次風外），不做改造。2號角、4號角二次風由對沖改同心同切+550 mm，噴嘴與l號角、3號角改成一致，一、二、三次風采用同心切圓，切圓直徑均為+550 mm，一次風安裝時，調整中、上層噴口上仰30。②中、上一次風采用帶側邊風噴嘴，側邊風噴口內側保持原結構（向背火側偏轉），外側拉直。下一次風穩燃腔長度由110 mm改為80 mm，出口與其它噴嘴齊平。③取消原l號角、2號角一次風彎頭處的濃淡分離裝置，三層一次風燃燒器全部改成寬調節雙穩燃撞擊式水平濃淡燃燒器，且鈍體全部采用波形鈍體，水平布置，分離裝置內壁易磨損部位貼耐磨陶瓷片。原擺動式燃煤器改為固定式，噴嘴與噴管采用焊接。④一次風加裝兩只一次風風箱總門，以調整平衡一、二次風比率。此次改造完畢后，進行了性能測試，鍋爐的經濟性、設計煤種下的低負荷穩燃能力得到了很大的提高…。
3、存在問題
近一、二年來，煤源比較緊張，電廠來煤也十分復雜，這些來煤屬于或接近于多灰份、低揮發份、低熱值的劣質無煙煤。從電廠近期煤質統計數據來看，揮發份vu= 5%～8%，灰份Aar=20%～40%，低位熱值Q14 000 kj/kg~23000kj/kg，由此可見，煤質變化很大。正因如此，電廠最近2年來頻繁發生鍋爐高負荷(電負荷不低于105 MW)滅火而造成機組非計劃停運現象。但同類型的1號鍋爐和2號鍋爐，燒同樣的煤，滅火次數卻截然不同。據統計，從2002年3月份到2004年3月這段時間里，電廠發生了18次機組非計劃停運，其中17次屬于1號鍋爐滅火而引起的，而2號鍋爐只發生1次鍋爐’滅火。
4、滅火原因分析
4.1煤質原因
以2003年3月份入爐煤的統計數據（表1）為例，熱值在20000—22000 kj/kg范圍內變化，灰份為28%～32%．揮發份Var= 6%~ 8%，可看出：實際燃燒煤種已遠遠偏離了設計煤種，特別是幾個主要指標（揮發份、灰份、熱值）遠遠低于設計煤種，實際人爐煤是一種難著火、灰份大的劣質無煙煤。此外，在實際運行過程中，煤質變化大也引起鍋爐多次滅火，如2003年12月27日、2004年1月3日兩次滅火都有一個共同現象，煤質變化范圍較大，特別是發熱量，變化范圍是14000 kj/kg~24 000 kj/kg。因此，煤質差、煤質變化大、遠遠偏離設計煤種，是引起鍋爐滅火的根本原因。
4.2運行原因
對1號、2號鍋爐運行狀況進行跟蹤比較發現，2臺鍋爐的運行方式有比較大的差異，特別是在一次風速控制、二次風的配風方式等方面。
4.2.1-次風速控制方式
l號鍋爐在給粉機轉速700r/min時，一次風速在26 m/s左右；2號鍋爐在給粉機轉速800 r/min時，一次風速在22m/s左右；由此可見，如果在相同的給粉機轉速下，2號鍋爐運行的一次風速比1號鍋爐低一個檔次。據1號鍋爐運行人員反應，因為擔心一次風速偏低而引發一次風管堵粉，所以運行控制時一次風速偏高；據我們對運行的跟蹤記錄，隨著給粉機轉速的提高，1號爐的一次風速最高達到30 m/s。對于無煙煤的著火穩定燃燒來說，在一次風管不堵塞的前提下，一次風速越低，對無煙煤的著火越有利，一次風速過高易引發煤粉流脫火；通常情況下一次風速在不低于18 m/s的情況下，不太容易出現堵管的現象。為了安全起見，一般燃燒無煙煤鍋爐設計的一次風速控制在21。23 m/s范圍內，所以1號鍋爐一次風速偏高也是鍋爐燃燒不穩而引發鍋爐滅火的一個因素。
4.2.2二次風的配風方式
l號、2號鍋爐的二次風配風方式都是倒寶塔配風，但各二次風速卻存在很大差異。據2臺鍋爐冷態試驗報告，2臺鍋爐的二次風門擋板特性良好而且比較接近，也就是說隨著風門擋板的開大，二次風速隨著增大，且茌同一開度范圍內，風速相差不大。因此，在運行操作過程中，運行人員根據風門的開度來調整風速、調整配風。跟蹤電廠的習慣運行方式，我們發現：1號鍋爐的二次風風門開度是95%（上二次風）一75%（中二次風）一45%（下二次風），2號鍋爐的二次風風門開度是80%（上二次風）- 55%（中二次風）- 20%（下二次風）；從兩者具體配風來講，1號鍋爐的倒寶塔配風下部比較粗，2號鍋爐的倒寶塔配風下部比較尖，也就是說2號鍋爐的下二次風比較小，2號鍋爐的大量進風比較晚；再結合前面具體的燃燒器結構，下兩層一次風是集中布置，如果冷的二次風（相對于燃燒區域溫度來講）提前進入較多，不可避免的降低了燃燒區域下部溫度，這對于剛剛著火的下兩層一次風煤粉流來說，是不利于其穩定燃燒的。因此，2號鍋爐的配風方式是有利于煤粉流的著火穩定燃燒的，這也是2號鍋爐能穩定燃燒、滅火次數少的因素之一。
4.3燃燒器結構的影響
2臺鍋爐的燃燒器經歷了不同階段的改造，存在一定的差異，主要表現在一次風噴口的穩燃鈍體布置方式上，2號鍋爐目前穩燃鈍體上兩層是垂直布置，下一層是水平布置，而1號鍋爐經過了第二階段改造后穩燃鈍體全部是水平布置。鈍體水平布置與垂直布置最大差異在于：水平布置的鈍體將濃縮了的煤粉流分成了上下兩層后從噴口噴出，而垂直布置的鈍體沒有分層。從無煙煤的燃燒角度來講，煤粉流集中布置燃燒有利于無煙煤的著火與穩燃。1號、2號鍋爐通過第一階段的燃燒器改造，將下兩層一次風集中布置，改造后的實踐證明一次風的集中布置有利于鍋爐的穩定燃燒。因此，從穩燃的角度來講，應盡量減少煤粉流的分層，也就是說，鈍體垂直布置應該有利于無煙煤的穩燃。
4.4熱工火檢裝置的影響
據運行人員反應，1號鍋爐火檢信號偏弱，有時燃燒很穩定，CRT顯示火焰充盈度偏低，只有40%左右，給運行與調整造成一定困難。特別是在煤質或工況發生變化時，火檢信號驟然減弱，火檢信號的強弱并不能反應爐膛真實燃燒的強弱，所以出現保護誤動。1號鍋爐有5次滅火是因檢測不到火焰而引發的，因此，火檢裝置的可靠性也是一個干擾因素。
4.5給粉機的影響
l號鍋爐在運行過程中，經常出現多個給粉機下粉不均現象，特別是1號角上層和中層、2號角下層，在給粉機變速過程中，更為突出，其具體表現是對應的一次風管風速出現很大的波動，對爐膛的燃燒產生很大的擾動，使燃燒惡化。
5、預防措施
5.1加強煤質的監管與摻燒工作
針對來煤雜、煤質變化大，要做好人廠煤質量監督，根據入廠煤的化驗數據，做好人爐煤的摻混工作，以保證人爐煤煤質相對穩定或接近設計煤種；及時將人爐煤的化驗數據通知運行人員，以便運行人員根據煤質情況及時進行燃燒調整。
5.2控制好一次風速
建議一次風速控制在不超過23 m/s的范圍內。在21·23 m/s范圍內，如果不是突然增大給粉，一次風管不會發生堵管現象。
5.3合理組織配風
對于無煙煤來說，采用倒寶塔配風比較有利于穩燃。若是比較難穩燃的無煙煤，盡量比較遲一些補風，也就是說采用比較尖的倒寶塔配風方式。
5.4燃燒器結構改進
穩燃鈍體垂直布置有利于鍋爐的穩定燃燒，建議在適當的時候，將l號鍋爐的穩燃鈍體改為垂直布置。
5.5完善火檢裝置的可靠性
針對火檢信號與爐內燃燒情況不相吻合的情況，熱工人員須進行火檢裝置的調整，包括火檢信號的調整和火檢探頭位置的調整，確保火檢能真實反映爐內燃燒狀況，以便運行人員能準確判斷。
5.6保證給粉均勻穩定
針對給粉機給粉不均的狀況，首先對粉倉進行降粉位或清倉處理，防止給粉機附近有積粉結塊現象；其次清理給粉機，包括粉室內部；最后運行時，保證一定的運行粉位，維持運行粉位在3.5 -5 m范圍內，而且經常敲打那幾個下粉不均的給粉機，以保證其下粉流暢。
2004年下半年，云浮發電廠利用臨修機會，對l號鍋爐燃燒器結構進行了修復與改進，加強了煤的監督管理及摻混工作，并根據以上預防措施制訂具體運行操作細則，到目前為止，1號鍋爐還未出現過滅火現象，鍋爐燃燒穩定。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇
6、結 論
420 t/h無煙煤鍋爐的穩定燃燒是一個很復雜的課題，采用合理的改造、加強煤質的管理與監督、組織良好的運行方式等，可以達到預期的目標，但值得注意的是：在制定改造方案過程中，一定要結合鍋爐的具體情況來選擇方案，以便改造取得更好的效果。
