1、設備簡介
該300 MW機組鍋爐為DG1025/18.2一Ⅱ19型亞臨界、一次中間再熱、自然循環鍋爐。燃燒器四角切圓布置，擺角可調。每角燃燒器共布置15層噴口，包括、5層一次風噴口，2層三次風噴口，1層頂二次風(OFA)噴口，7層二次風噴口。燃燒器噴口布置見圖l。
制粉系統采用中間儲倉式熱風送粉系統，每臺爐配4臺型號為DTM350/700的鋼球磨煤機。原設計煤種的煤粉細度為R90=16.7%。A、B制粉系統煤粉送入A煤粉倉．通過給粉機送入下兩層半煤粉燃燒器，C、D制粉系統煤粉送入B煤粉倉，通過給粉機送入上兩層半煤粉燃燒器。
2、改造方案
(1)在爐膛四角敷設100 m2衛燃帶，衛燃帶敷設高度為標高18.5-23.5 m，從而提高噴口局部熱負荷，提高無煙煤燃燒區域燃燒的穩定性。衛燃帶敷設范圍見圖2。
(2)上兩層半一次風噴口燃燒劣質煙煤，下兩層半一次風噴口燃燒無煙煤，以增加無煙煤在爐內的停留時間，減少飛灰含碳量，從而提高鍋爐效率。混煤煤質及灰渣特性見表l。
3、燃燒調整試驗
為使鍋爐在經過改造后能安全、經濟、穩定地運行，尋求合理的、最佳的運行方式，需根據GB10184 - 88《電站鍋爐性能試驗規程》及《燃煤燃燒調整試驗方法》進行調整試驗。l號爐共進行了16個工況的試驗，主要有：(1)空氣過量系數調整；(2)煤粉細度調整；(3)變一次風率試驗；(4)燃燒器配風方式的調整； (5)。變三次風速及制粉系統停、投方式試驗；(6)負荷特性試驗；(7)不投油低負荷穩燃試驗；(8)空氣預熱器漏風試驗；(9) NOx排放量測定；(10)鍋爐熱效率測定。
4、試驗結果及分析
4.1過量空氣系數對鍋爐效率的影響
維持一、三次風量穩定，通過改變總風量（或二次風速）來調整過量空氣系數。試驗結果見表2。
從試驗結果看，隨著過量空氣系數增加，飛灰含碳量將降低，鍋爐效率增加并達到最大值。但過量空氣系數進一步增加時，飛灰含碳量變化不大，而排煙熱損失將增加，鍋爐效率反而降低。過量空氣系數過小，未燃盡碳熱損失q。的增加遠大于排煙熱損失q2的減少。因此過量空氣系數有一個合適的值。在鍋爐滿負荷運行時，爐膛出口過量空氣系數控制在1.22一1.26(氧量為3.8% - 4.3c/o)較為合適，且鍋爐熱效率較高。
4.2二次風對鍋爐燃燒的影響
試驗時維持爐膛出口過量空氣系數在1. 24-1.26，改變各層二次風的擋板開度，即改變二次風的配風，結果見表3。
從試驗結果看，倒寶塔配風方式較均勻配風方式飛灰含碳量明顯降低，但因工況5中燃煤發熱量比工況6燃煤發熱量高3 600 kj/kg，故飛灰含碳量高反而鍋爐效率高。但是，從燃燒的穩定性及經濟性而言，這種配風方式一方面保證了下層燃燒器區域煤粉的及時著火，形成一次風相對集中的燃燒方式，有利于無煙煤燃燒穩定；另一方面又適時補充了無煙煤燃盡所需氧氣，降低了飛灰含碳量。總的看來，采用倒寶塔型配風方式較為適宜。
4.3制粉系統對鍋爐運行的影響
表4是停1套無煙煤制粉系統B及停1套劣質煙煤制粉系統D的對比試驗結果。試驗時一次風速控制在30 - 31 m/s，三次風速控制在58 m/s左右，爐膛出口過量空氣系數維持在1.25左右。
由試驗可知，在3套制粉系統運行的情況下，停無煙煤制粉系統比停劣質煙煤制粉系統的飛灰含碳量低，效率高。
4.4三次風速對鍋爐效率的影響
在滿負荷下分別進行了三次風速為65 m/s、60 m/s、55 m/s的對比試驗。試驗時一次風速控制在30。32 m/s，爐膛出口過量空氣系數維持在
1.25左右。
三次風速在60 - 65 m/s時，鍋爐運行經濟性變化不大。當三次風速降到56 m/s時，飛灰含碳量明顯降低，由7.25%降至5.42%，鍋爐熱效率由89.72%增加至91. 17%，經濟性良好。通過對A粉倉及B粉倉粉位測量，基本能維持降三次風速前的粉位。但當運行煤質差，發熱量較低時，制粉系統的出力將受限，不能滿足鍋爐運行要求，因此建議三次風速可控制在60。65 m/s。
4.5一次風速對鍋爐效率的影響
在滿負荷下進行了一次風速在30 m/s、26.6m/s的調整試驗。試驗時，爐膛出口過量空氣系數維持在1.25左右，二次風配風方式采用倒寶塔型配風。試驗結果表明：一次風速過高，會推遲煤粉著火，并引起燃燒不穩定；隨著一次風速的降低，飛灰渣含碳量由7. 56%降至6.93%，鍋爐效率由87 .71%升高到88. 83%。從爐內燃燒情況看，隨著一次風速的提高，煤粉氣流的著火點推遲，特別是燃燒無煙煤層的燃燒器火焰較暗，在觀火孔處看不到煤粉的著火，燃燒穩定性變差。以一次風管不堵粉為前提，適當降低一次風速，有利于提高鍋爐燃燒穩定性及經濟性。
4.6鍋爐負荷特性試驗
試驗期間進行了250 MW、200 MW負荷的效率試驗。從試驗結果看出，隨著鍋爐負荷降低，飛灰含碳量由7.85%增加至11. 72%，爐渣含碳量由28. 04%增加至38. 48%，鍋爐熱效率則由84.72%降至80.23%。表明爐膛溫度隨負荷的降低而明顯降低，使煤粉著火推遲，燃燒反應速度減慢，燃燒效率降低，特別是下爐膛溫度更低，造成大渣含碳量增加。
4.7鍋爐不投油穩燃最低負荷
試驗在240 MW開始降負荷，并逐步停運A、D、B磨煤機，僅C磨煤機運行。負荷以每分鐘3%。5%額定負荷的速度逐漸降低，直至穩定在150 MW。機組在降負荷的過程中，210MW以上采用定壓運行，210MW以下采用滑壓運行。結果表明鍋爐的各項運行參數基本正常、穩定。
4.8煤粉細度試驗
通過改變粗粉分離器出口擋板角度來實現煤粉細度的改變。表5為煤粉細度試驗結果。
由試驗可知：煤粉愈細，灰、渣含碳量和未燃盡碳熱損失愈小；平均煤粉細度由Rss= 5.83%提高到R88= 10.4%；飛灰、大渣含碳量均大幅增加；鍋爐熱效率降低4%以上。
4.9鍋爐NO。排放量測試
鍋爐NO；排放量測試與鍋爐燃燒調整試驗的效率測試在不同負荷時進行。從測試結果看：在上兩層半燃燒劣煙煤和下兩層半燃燒無煙煤時，鍋爐NO，排放量在511.9- 751.1mg/m3，平均NO。排放量為587.1 mg/m3，基本低于國家現行排放標準，這與燃燒的煤質及爐膛溫度有關。
5、結語
燃燒調整試驗表明：在鍋爐燃用混煤改造增加衛燃帶后，下兩層半燒無煙煤及上兩層半燒劣質煙煤時，鍋爐額定負荷平均熱效率為87.29%，提高了2.1%．2.8%，穩燃性能得到明顯改善，未產生結焦等其它的不利情況。在額定負荷下，鍋爐出力達到設計值，Nol排放量基本低于國家現行排放標準。根據燃燒調整試驗結果，在機組滿負荷工況下，對于試驗煤種變化范圍內，推薦的運行方式是：
(1)可根據混煤發熱量維持空氣預熱器出口一次風壓在3.2 - 3.9 kPa，以控制一次風速在26- 29 m/s：
(2)應維持足夠的氧量水平，控制省煤器出口平均氧量在3.7qv一4.3%；
(3)二次風配風采用下兩層集中燃燒的倒寶塔形配風方式；
(4)劣質煙煤煤粉細度控制，無煙煤煤粉細度控制；
(5)三次風風速控制在60 - 65 m/s。在以上燃燒配風方式下，鍋爐的燃燒和運行可達到較佳。
針對目前鍋爐運行存在煤種變化大，且一次風、粉偏差大，給粉不均、下粉不良等問題，提出以下建議：
(1)改造制粉系統
①增加必要的監測設備，對供粉系統進行長期監測，了解一次風速偏差大、給粉不均、下粉不良等問題，保證供風和給粉均勻。
②更換煤粉混合器。因空氣預熱器出口一次風壓一般運行在3.5 - 4.0 kPa，煤粉混合器至爐膛間送粉管段系統總阻力較大，建議更換為引射式煤粉混合器。
(2)爐膛內進一步增加衛燃帶
在現有爐膛衛燃帶基礎上，在下爐膛再適當增加衛燃帶，進一步提高爐膛溫度及燃燒穩定性，降低大渣含碳量。
(3)燃燒器改造
①調整水平濃淡型煤粉燃燒器的風量比，無煙煤燃燒器濃、淡側風速比1.3 - 1.35，調整劣質煙煤或貧煤燃燒器濃、淡側風速比1.3左右。
②在燃燒器噴口內加裝水平鈍體，增加高溫煙氣回流量，提高燃燒初溫。
③增大一次風噴口面積，降低一次風速。
④采用集中一次風布置，或減小下兩層無煙煤一次風中間二次風噴口面積。
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