華能岳陽電廠2×362.5 MW燃煤機組系從英國全套引進。機組投產以來，由于電網調峰要求等原因（有時機組本身出現故障），機組長時間處于低負荷運行狀態。據統計，從1995年至現在，機組平均每天250 MW以下低負荷運行時間達13 h，有時整天在210 MW負荷運行。研究和探討機組低負荷運行方式，滿足電網調峰和機組本身消缺等要求，提高機組低負荷運行的安全穩定和經濟性能，是擺在我們面前的一項重要課題。通常，機組的低負荷運行主要受到鍋爐方面的限制，本文主要對鍋爐低負荷運行技術問題進行探討，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、秸稈壓塊機壓制的生物質顆粒燃料。
1、鍋爐設計特點
鍋爐為英國Babcock公司生產的單汽包、自然循環、一次中間再熱、鋼球磨正壓直吹式制粉系統、W型火焰煤粉爐。主要有以下特點：
1.1主要設計參數
主要設計參數見表1。
1.2設計煤種
設計燃用無煙煤和半無煙煤各50%的混合煤。其煤質特性見表2。
1.3燃煤系統特點
1.3.1采用W型火焰燃燒方式。在爐膛前后火拱處各布置了4組直流下射狹縫式噴燃器，每組4個煤粉噴嘴、2支重油槍、2套旋風子煤粉濃縮器和一個二次風箱。一次風煤粉經旋風子分離器濃縮后從爐拱上進入鍋爐下部爐膛，由高速二次風引射向下到一定深度，在引風抽力作用下上行，形成W型火焰。如圖1所示。
1.3.2采用4臺雙進雙出鋼球磨正壓直吹式制粉系統。當燃燒設計煤種時，4臺磨運行能滿足鍋爐11I%MCR的耗煤需要。
1.3.3采用八邊形下爐膛結構。在布置燃燒器的爐拱下部采用八邊形爐膛，并在燃燒器區域敷設了約占爐內有效輻射面積22. 5%的衛燃帶。這樣，既提高了燃燒器區域溫度，又有利于水冷壁吸熱均勻性的改善。
1.3.4煤粉濃度可調。一次風煤粉氣流進入爐膛前，可根據鍋爐負荷和燃煤情況，通過改變旋風子分離器乏氣擋板開度來調節煤粉濃度，以利于煤粉的著火和燃燒。全負荷運行，燃用設計煤種時，可關閉或關小乏氣擋板；低負荷運行或燃煤質量較差時，打開乏氣擋板，提高煤粉濃度。
1.4運行特點
1.4。1鍋爐可滑壓運行。滑壓運行范圍是50%～90%MCR，在50%MCR以下和90% MCR以上時定壓運行，對應的鍋爐出口壓力為10．O MPa和17.5 MPa。
1.4.2鍋爐允許負荷變化率。鍋爐定壓運行時允許的負荷變化率為5%MCR/min，滑壓運行時為3%MCR/min。
1.4.3 鍋爐不投油最低穩燃負荷。燃燒設計煤種時，最低不投油助燃穩定負荷為55%MCR，燃燒貧煤時為50% MCR，燃燒無煙煤時為90%MCR。
1.4.4過熱蒸汽溫度采用兩級噴水減溫，在so%MCR以上負荷，過熱蒸汽溫度能夠控制在額定值。再熱汽溫采用爐底注入熱風和A&B側蒸汽平衡擋板調節，應急情況下采用噴水控制。在65Y6 MCR以上負荷定壓運行和50% MCR以上負荷滑壓運行，再熱汽溫能夠控制在額定值。
2、低負荷運行存在的主要問題
2.1燃燒穩定性問題
燃煤鍋爐的燃燒穩定性表現在不投油最低穩燃負荷的數值，它是爐性和煤性耦合的綜合表現。判斷鍋爐燃燒穩定性的重要標志是爐膛熱負荷和爐內溫度水平。爐內溫度水平與燃煤性質、燃煤量、燃燒方式、燃燒器和爐膛結構（爐膛容積和爐膛截面及燃燒器區域熱負荷等）以及燃燒工況（煤粉細度、過剩空氣系數、配風情況等）等因素有關。低負荷運行時，由于送入爐內的燃料量減少，熱風溫度降低，以及爐內過剩空氣相對較多，加上汽化潛熱增加，因而爐內熱負荷和爐膛溫度較低，燃燒穩定性隨負荷降低而變差。當負荷降到一定程度時，將危及著火的穩定性，甚至引起滅火。不同負荷下爐膛出口溫度和爐膛熱負荷如表3所示。
2.2鍋爐效率問題
鍋爐低負荷運行時，由于爐膛溫度水平降低，未燃盡碳損失增加，鍋爐效率明顯下降。燃煤的性質，鍋爐燃燒工況以及設備系統運行方式不但是影響鍋爐低負荷安全穩定的重要因素，而且是影響鍋爐低負荷運行效率的重要因素。同時，低負荷運行時鍋爐輔機運行效率大幅下降，自用電率增加。對采用鋼球磨正壓直吹式制粉系統和電動給水泵的機組，其自用電率增加尤為明顯。
3、低負荷運行采取的措施
3.1優化燃燒調整
3.1.1氧量的調整。鍋爐低負荷運行時，氧量控制過低會增加未燃碳損失；氧量控制過高會增加排煙熱損失，同時還會使爐膛溫度降低，導致燃燒失穩。根據運行經驗，在75% MCR以下負荷運行時，氧量控制在3.8%～4.0%即可獲得運行經濟和燃燒穩定的效果。氧量對鍋爐效率的影響如表5所示。
3.1.2一次風的調整。對于雙進雙出鋼球磨正壓直吹式制粉系統，鍋爐負荷的變化取決于一次風量的改變。一次風量不同所攜帶的煤粉量即煤粉濃度就不同。一次風量過高會使著火推遲，煤粉變粗，未燃碳損失升高；一次風量過低則易燒損燃燒器，甚至造成系統堵粉。根據運行經驗，在目前燃用煤質條件下，在250MW以下低負荷運行時，保持磨煤機大罐煤位正常，一次風壓控制在800～900 kPa左右，其未燃碳損失較小。除此之外，磨煤機出口一次風溫也是影響其著火燃燒的關鍵、運行中應盡可能保持較高值（一般在150℃左右），以保證煤粉氣流能適時著火。
3.1.3三次風的調整。三次風是二次風的一部分，以分級形式進入爐膛。當總風量不變時，三次風改變相當于二、三次風比例改變。三次風量增加，會使火焰行程縮短，對煤粉燃盡不利。試驗表明，鍋爐低負荷運行，在目前燃用煤質條件下，將三次風擋板維持在15%～25%的開度較為合適。
3.2燃煤合理摻燒
燃用煤質對鍋爐燃燒的影響相當大。尤其在低負荷運行時，由于爐膛溫度降低，煤質對燃燒的穩定和燃燒效率的影響就更大。表6所示為不同煤質對鍋爐效率的影響。
結果表明，對于揮發分低的煤種1(V：7.8)，在低負荷時，由于爐膛溫度水平低較難燃盡，未燃碳損失很大，鍋爐效率僅為77. 92%,而對于高揮發分的煤種2(V：9.2)，其低負荷運行時的鍋爐效率基本上能夠保持不變。另外，燃煤的水分過高，不但會造成制粉系統出力下降和系統堵塞，更重要的是會使磨煤機出口一次風溫度降低，導致著火延遲，未燃碳損失增加，甚至造成燃燒失穩。在實際運行中曾多次出現因煤質差（熱值低、揮發分低、水分高）而燃燒不穩、帶不上負荷、未燃碳損失大幅升高的情況。因此，低負荷下做好燃煤的合理摻燒，以提高燃煤品質顯得特別重要。
3.3合理調整輔機運行方式
前已述及，由于采用鋼球磨正壓直吹式制粉系統和電動給水泵，機組滿負荷運行時自用電率為7%～8%；隨著負荷的降低，輔機效率大幅降低，自用電率增加。低負荷運行時自用電率高達10%。合理調整低負荷下輔機運行方式是降低自用電率，提高鍋爐低負荷運行效率的重要途徑。而輔機運行方式的調整應綜合考慮運行的可靠性以及對鍋爐燃燒效率的影響等因素，進行安全經濟技術比較確定，應以運行可靠性為前提。
3.3.1制粉系統運行方式調整。按設計，當負荷低于75% MCR時，采用3臺制粉系統運行方式。從表7所示試驗結果可知，由于3臺制粉系統運行時煤粉在爐膛中的分配狀況比4臺運行時要差，因而鍋爐未燃碳損失較大幅度增加。但從整個機組和經濟性來看，3臺運行可使自用電率大大降低，同時可減少檢修運行維護費用。另外，3臺制粉系統不同的投運組合對鍋爐運行的影響存在較大差別。從整體看，A，C，D運行要優于B，C，D運行。可是，3臺制粉系統運行常常受到燃煤煤質以及設備可靠性的約束。運行實踐證明，3臺制粉系統運行，即使1臺故障跳閘，短時內并不會對鍋爐造成嚴重后果。
3.3.2給水泵運行方式選擇。正常運行時，2臺給水泵運行，1臺自動備用。運行經驗表明，當負荷降至210 MW以下時，機組采用滑壓運行方式，1臺給水泵運行可以滿足鍋爐給水要求。即使運行給水泵故障跳閘，自動備用給水泵自動投運，不會對汽包水位造成影響。
4、結束語
鍋爐低負荷運行是集鍋爐安全穩定性、可靠性及經濟性為一體的綜合性課題。其安全穩定性、可靠性和經濟性與設備系統的結構特點、燃用煤種特性、運行調整水平以及運行經驗等因素有關。運行實踐證明，近年來盡管鍋爐燃用的煤種偏離設計煤種，鍋爐仍可在200 MW負荷長期脫油穩定運行；當燃用煤種接近設計煤種時，鍋爐脫油穩定運行最低試驗負荷可達140 MW。值得注意的是，由于鍋爐在低負荷運行，特別是在最低穩燃負荷區運行時，爐內燃燒工況處于準穩定狀態，對煤質變化、環境溫度及運行方式較為敏感。因此，應盡可能多的積累運行經驗，盡量減少外部干擾，優化運行方式，根據入爐煤質及時進行燃燒調整，提高鍋爐低負荷運行安全穩定性和經濟性。
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