某廠1號爐原設計燃用劣質煙煤，由于煤源緊張，設計煤種不能滿足需求。現采取燃用煤質較差且煤質不穩定的無煙煤和劣質煙煤的混合燃燒方式，采用上兩層半噴口燒無煙煤、下兩層半噴口燒劣質煙煤的方式，因而造成鍋爐燃燒效率較低，燃燒穩定性差。針對這一問題，對爐膛進行了增加衛燃帶和燃用混煤改造，采用上兩層半噴口燃燒劣質煙煤，下兩層半噴口燃燒無煙煤的模式運行。通過燃燒調整試驗，掌握了鍋爐燃用混煤后運行性能方面存在的問題；確定了合理的一、三次風速、配風方式、煤粉細度、制粉系統等運行方式，為鍋爐穩定燃燒、安全經濟運行及下一步燃燒系統設備改造提供了依據，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、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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