湖南益陽發電有限責任公司簡稱“益陽電廠”1鍋爐系哈爾濱鍋爐廠引進美國CE公司技術設計制造的HG-1025/18.2-YM13型鍋爐，該鍋爐設計燃用煙煤、貧煤，于2001年11月投產。但是，2001年8月以來全國煤炭形勢發生重大變化．火電廠供煤普遍緊張。到2001年12月底鍋爐到了有什么煤，就燒什么煤的境地，來煤質量明顯下降，煤質特性嚴重偏離原設計煤種．鍋爐燃用與設計煤種相差很大的本省劣質煤，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。
當燃用湖南本地劣質煤，鍋爐在高負荷(300 MW)時燃盡差、頻繁滅火，低負荷240MW時需投二支大油槍穩燃，自動投入率低，嚴重影響了機組的安全經濟運行．因此在燃用本省劣質煤的條件下對鍋爐進行全面的燃燒調整試驗．測試鍋爐效率．探索鍋爐最佳運行方式．進而了解燃用劣質煤時對鍋爐安全性、經濟性的影響，分析該鍋爐對本省劣質煤燃燒適應性就顯得十分必要。
1、鍋爐簡介
益陽電廠1 025 t/h鍋爐為亞臨界、單汽包自然循環、固態排渣、中間再熱四角切圓燃燒煤粉鍋爐。采用雙通道自穩式燃燒器和WR型濃淡燃燒器，燃燒器煤粉噴嘴自下而上分五層布置(依次為A、B、C、D、E)，共20個，其中A、B、E層為WR型寬調節
比上、下濃淡燃燒器：C、D層為雙通道煤粉燃燒器，帶高速蒸汽射流。二次風采用ABB-CE公司傳統的大風箱結構．由隔板將大風箱分隔成若干風室．二次風噴嘴與煤粉噴嘴相間布置。鍋爐主要設計參數見表1。
2、煤質特性分析
表2為設計煤種和實際燃用煤種的工業分析．實際燃用煤種的灰分含量高．發熱量低．是典型的劣質煤，因此燃燒時容易產生著火、穩燃性差、燃盡程度低等問題，對鍋爐的負荷和熱效率將會產生影響。
3、試驗結果及分析
從表2可以看出．試驗煤種與實際燃煤接近．屬典型的劣質煤。
3.1一次風風壓（速）對鍋爐效率的影響
一次風風壓（速）的大小，對燃料著火的影響很大．直流燃燒器煤粉著火．主要靠射流卷吸或回流使得高溫煙氣對一次風的氣粉混合物進行加熱。風速太高會使煤粉著火區遠離噴口．降低燃燒器附近的煙氣溫度，影響著火：同時使較粗的煤粉動量過大．易穿透強烈燃燒區而下落或退出．從而降低燃燒效率。風速太低．噴嘴出口氣流沒有一定的擴張角，卷吸的回流煙氣少，切圓形成不佳，且容易堵管和燒壞燃燒器。對劣質煤燃燒．在煤粉管道不積粉堵管的前提下．應盡可能降低一次風速．
試驗期間負荷、制粉系統投運方式、省煤器出口氧量等基本保持一致，配風方式采用縮腰形。通過改變一次風風壓進行試驗，表3列出了負荷為280 MW時的試驗結果。從表3可以看出．負荷為280MW時．在此三個工況中．一次風風壓為2.78 kPa時，其機械不完全損失q。最小，鍋爐熱效率相對較高。同樣，在其它的負荷下也存在一個最佳一次風風壓．使得鍋爐效率達到最高。
3.2二次風配分方式對鍋爐效率的影響
二次風分別采用倒寶塔、縮腰2種配分方式，觀測其對鍋爐燃燒、效率的影響。試驗結果見表4。由表4可知．在試驗煤質下采用縮腰形配風方式．飛灰和爐渣可燃物含量低．即機械不完全損失減小，鍋爐效率較高。如果下層二次風門開度過小，爐渣可燃物必然增加．上二次風門上面有二層三次風．三次風帶粉量大．上二次風還需提供部分風量幫助三次風中煤粉的燃燒， 所以縮腰形配風方式既能保證煤粉氣流的及時著火和燃盡，同時下部較大的二次風能起托粉作用．減少了爐渣含碳量和飛灰含碳量。倒寶塔配風方式由于中間BC .CD間二次風開度較大．試驗中鍋爐負壓波動大．鍋爐燃燒不穩，q2、q4損失大，鍋爐效率低。
3.3三次風量對鍋爐效率的影響
為了解三次風對鍋爐燃燒的影響．分別進行了4套制粉系統、3套制粉系統運行對比試驗，主要結果見表5。從表5中可以看出．4套制粉系統運行時，由于三次風量增加，使得排煙損失增加，機械不完全損失也有所增大，從而使鍋爐效率降低。
對于3套制粉系統來說．由于煤質發熱量低．灰份含量高．增加了制粉系統負擔．在保證煤粉細度的前提下．3套制粉系統難以滿足鍋爐長期滿負荷運行。磨煤機入口負壓大，大量帶粉嚴重的三次風進入爐膛燃燒器上部．必然增大機械不完全燃燒損失，降低鍋爐效率。因此在目前煤質下，應在維持粉位和保證煤粉細度的前提下，減少進入爐膛三次風量。通過制粉系統的初步調整．制粉系統的運行參數建議控制如下：排粉機電流70A，磨煤機電流124-127 A.排粉機入口擋板開度40%-60%．磨煤機入口負壓為200-500Pa,磨煤機進出差壓為1.6-20kPa,冷風門關閉，通過再循環風門f不易小于30%)、熱風門和給煤量調節磨煤機出口溫度在80-90℃。
3.4過剩空氣系數（氧量）對鍋爐效率的影響
表6為采用縮腰形配風時．不同過剩空氣系數（氧量）下的試驗結果，從表中可以看出，當過剩空氣系數小時，機械不完全損失增大：當過剩空氣系數明顯增大時．排煙損失增加．機械不完全損失降低。通過各試驗工況下鍋爐效率與過剩空氣系數關系的比較可知．當省煤器出口氧量為3.8%-4.2%時，兩項損失之和最小，爐內燃燒狀況較好，鍋爐效率較高．當鍋爐燃用劣質煤時．為避免鍋爐水冷壁發生高溫腐蝕和爐膛結渣．過剩空氣系數不易控制太小．省煤器出口氧量不低于3.8%。
3.5高速蒸汽射流對鍋爐燃燒穩定性及鍋爐效率的影響
雙通道燃燒器內噴口兩側設有高速蒸汽射流．汽源接自爐前霧化汽源．該射流速度高．具有增加回流煙氣量、增強一次風氣流剛性和吹掃積粉作用。本次試驗在240 MW負荷下．進行了不開蒸汽射流、開D層蒸汽射流、開C、D層蒸汽射流和開C層蒸汽射流的試驗。試驗結果見表7。
開啟蒸汽射流后．蒸汽高速射流卷吸爐膛深處高溫煙氣．雙通道燃燒器穩燃腔內溫度提高，煤粉氣流提前著火．提高了低負荷爐內燃燒穩定性。同時延長了煤粉氣流燃燒時間，提高了燃燒率。從燃燒器處的看火孔觀察．可明顯感到投蒸汽射流后雙通道燃燒器燃燒強度增大．開蒸汽射流后從燃燒器處的看火孔測得的爐膛溫度比未開蒸汽射流時高．從表7也可看出開蒸汽射流后鍋爐效率比未開蒸汽射流的工況高。
當燃用含灰量高、揮發份低，著火、燃燼困難的劣質煤時．可以開啟高速蒸汽射流．充分利用煙氣回流預熱煤粉．使之著火提前和穩燃。當燃用揮發份高．易于著火或含硫量高易結焦的煙煤時．為了保護燃燒器不致燒壞和結焦，應關閉開啟高速蒸汽射流，以減少爐內高溫煙氣回流，延長著火距離，推遲煤粉氣流著火。
3.6火嘴投運萬式（給粉機煤粉量分配變化）對鍋
爐效率的影響
表8給出了不同火嘴投運方式下的鍋爐效率測定結果。從表8可以看出．當給粉機煤粉量由下少上多，變為下多上少，降低了火焰中心位置，延長了煤粉在還原區的停留時間．鍋爐效率上升．這主要是煤粉的燃盡時間延長了。從鍋爐燃燒安全穩定性考慮．火嘴投運方式易采用下多上少或均勻方式。
3.7不同負荷對鍋爐效率的影響
表9列出了不同負荷下鍋爐熱效率試驗結果。可見，隨著負荷降低，由于燃燒調整及時，鍋爐都能正常穩定燃燒，鍋爐熱效率仍維持較好水平。
4、結束語
(1)通過燃燒調整，在燃用本省劣質煤情況下，鍋爐能在180 MW-300 MW機組負荷范圍內穩定運行，鍋爐效率為89%-90%，較設計值明顯降低。
(2)當燃用劣質煤時，應采用較低一次風風壓。在某一負荷下盡量保證在最佳的一次風風壓下運行：二次風宜采用縮腰形配風方式，保證煤粉氣流的及時著火和燃盡．從而降低爐渣含碳量和飛灰含碳量：在維持粉位和保證煤粉細度的前提下，減少進入爐膛三次風量：應維持省煤器出口氧量為3.85-4.2%（DCS顯示值）。
(3)從鍋爐燃燒安全穩定性考慮，火嘴投運方式宜采用下多上少或均勻方式。在低負荷(240 MW以下)鍋爐燃用劣質煤時，應增投C、D層雙通道燃燒器的高速蒸汽射流。
(4)試驗過程中發現一、二次風風溫較設計值偏低30℃左右．應進一步分析計算，查出原因，以便今后改進及確保鍋爐安全穩定經濟運行。
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