撫順某電廠NG-410/9.8 - M5型鍋爐在投運初期，飛灰、大渣含碳量較高，鍋爐嚴重結渣，不能滿負荷運行，經過冷態空氣動力場試驗以及燃燒調整試驗，鍋爐結渣情況得到了解決，并能在滿負荷狀態下運行，鍋爐效率達到91.4%。通過調整，取得了較好的經濟效益和社會效益，使鍋爐能夠安全、經濟運行。
1、設備簡介
1.1設備簡介
    NG - 410/9.8 - M5型鍋爐為高壓自然循環固態除渣鍋爐，單爐體負壓爐膛，呈Ⅱ布置，爐膛和尾部豎井之間有4 100 mm深的水平煙道。
    爐膛上部布置屏式過熱器，一級過熱器置于折焰角上方，二級過熱器布置在水平煙道中。過熱器系統共設置兩級噴水減溫器，一級減溫器設置在二級過熱器和屏式過熱器之間，二級減溫器布置在一級過熱器冷熱段之間，減溫水來自給水管路。
    上級省煤器下部為尾部煙道豎井，分隔為前后兩部分對稱布置上、下級空氣預熱器和下級省煤器。前后豎井中間隔倉用作上、下空氣預熱器的通用道。鍋爐配有兩級管式空氣預熱器。
    燃燒器為直流式，四角布置，采用雙切圓燃燒方式，假想切圓直徑∮798／∮366，燃燒器設計參數見表1。
    因設計煤種揮發分較高，灰分又較大，同時發熱值又較低，故一次風采用乏氣送粉，一、二次風采用間隔布置。磨煤機的干燥劑由再循環風、熱空氣、冷空氣組成，分別為49.6 010、48.4%、2%，干燥劑初溫195.8℃，干燥劑量1.79 kg/kg。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。
    制粉系統采用鋼球磨中間倉儲式乏氣送粉系統，配有2臺送風機、2臺引風機和2臺排粉機，并配有2個粉倉，其中，甲側粉倉供5號、6號、7號、8號、9號、11號6個噴口，乙側供1號、2號、3號、4號、10號、12號6個噴口。2臺磨煤機型號為350/600，出口溫度70℃，每臺出力為46.68t/h。
1.2燃料特性
    設計煤種燃料特性見表2。
2、結渣原因分析
2.1 -次風速過高、四角切圓偏大
    在80%額定負荷下，對鍋爐管道一次風速進行了測試，試驗中發現，9號、11號測孔無法打開，因此對其他風管進行測試。測試結果見表3，
    由表3中不難看出，除10號管接近額定風速25 m/s外，其他管道一次風速高于設計值4～13m/s，且有較大偏差。其結果熱必造成四角切圓過大，爐內旋轉煙氣中刷水冷壁，引起爐內結渣。這是造成結焦的主要原因之一。
    相應的一次風量大，使煤粉燃燒所需著火熱增大，導致煤粉著火推遲，火焰中心上移，不僅造成鍋爐主汽溫升高，而且易造成鍋爐飛灰、爐渣含碳量升高。
2.2氧量過大
    鍋爐負荷在310～320 t/h運行時，發現爐堂內火焰發亮刺眼，爐內風量明顯偏高。此時，DCS顯示排煙溫度甲、乙側分別為190℃、181℃，甲、乙側氧量分別為9%、8%，一、二級噴水量已達最大量，給水溫度150℃，低于額定給水溫度215℃。
    過高的氧量雖然能使爐內燃料處于氧化氣氛，但會使火焰中心溫度升高，在實際四角切圓過大的情況下，熔融的灰渣沿墻壁下落時，很容易在爐膛四周結焦。
2.3燃燒器噴口處設計不合理成為結焦源
    燃燒器噴口處，沒有與其所在處爐墻成為平齊的一體，而是凸出一部分。當四角切圓過大，煙氣沖刷水冷壁時，成為焦渣粘結的源地，一、二次風噴口之間以及噴口左右較嚴重，其中尤以下層為劇，噴口結焦嚴重時，風向改變，燃燒惡化。
2.4二次風噴口下傾
   在冷態試驗時，發現上二次風、上上二次風、頂二次風噴口全部下傾，而且調整困難。在運行時，頂二次風噴口全關，上、上上二次風全部打開。噴口角度下傾，有利于鍋爐燃燒，但傾角過大，也會不同程度地影響爐內空氣動力場，使火焰下扎，冷渣斗處結渣。
2.5煤粉濃度的影響
    4號角12號粉管堵管，上層缺角運行，運行人員為了保持對角投停，將對角10號給粉機停運，因而保持10個一次風噴嘴運行。
    滿負荷時只投10個火嘴，計算表明，此時平均單只一次風噴嘴熱功率為32 MW，而410 t/h鍋爐推薦值為18.6～29 MW。燃燒器熱功率過大，會使燃燒器區域受熱面的局部熱負荷過高造成結渣，影響風粉及時有效混合，不利于燃燒過程的發展。一次風煤粉濃度測試結果見表4(12只火嘴全投入時，煤粉濃度在設計燃料下計算值為0.56kg/kg)。
2.6煤粉粗
    根據運行煤質特性（難著火、難燃盡），設計煤粉細度為21%左右，而測取的煤粉細度l號磨R90為28%，2號磨R90為26%。較粗的煤粉在高速一次風帶動下易因慣性引起結渣和磨損。同時，較粗的煤粉燃盡困難，造成飛灰含碳量升高。
3、燃燒器安裝角度檢查
    為了進一步摸清影響燃燒的原因，對燃燒器安裝角度進行了檢查，經測試發現，燃燒器的水平角度、垂直角度誤差較小，符合設計要求。而燃燒器的中心線與射流軸線夾角存在較大的誤差，1號角外偏0.310，2號角外偏0.31。，3號角外偏1.960，4號角外偏0.750，其中1號、3號角射流組成大切圓，2號、4號角射流組成小切圓。可以看出，小切圓直徑已接近大切圓直徑，很難形成雙切圓燃燒。
   另外，在測試中發現上二次風、上上二次風、頂二次風噴口全部下傾，雖然都設計為可擺動的噴口，實際調整卻非常困難。
   從冷態空氣動力場試驗結果來看，熱態下產生這種現象與冷態試驗也是吻合的，由于燃燒器設計上采用雙切圓結構，在冷態下測量結果為大小假想切圓都偏大，特別是小切圓偏差更大，其切圓直徑已接近大切圓直徑。
4、燃燒調整試驗
    根據以上分析，對鍋爐進行燃燒調整試驗。鍋爐負荷調整范圍為290～410 Uh。
4.1 -次風速調整
    調整后一次風速見表5。一次風速調平后，負荷變化時通過DCS顯示的管道一次風靜壓調整送風機和排粉風機擋板開度，一次風擋板不再參與調節。
4.2 -次風煤粉濃度的調整
    調整期間對12號粉管進行了疏通，以保證額定負荷下12個粉管全部投入。對各給粉機轉速調平后，運行中采用同操控制。
4.3氧量大小調整
    在額定負荷下，為了確定鍋爐最佳氧量，在氧量3.5%、4.3%、5%三種工況下對鍋爐效率進行了測試，測試結果見圖l。
    由曲線可看出，額定負荷下，最佳氧量為4.3%，與設計值基本吻合。設計工況下，額定負荷時過熱器出口氧量為4.2%，70%負荷時過熱器出口氧量為4.8%，考慮到鍋爐結焦狀況以及爐膛漏風較大，在運行中，將氧量控制在4%～5%之間。
4.4制粉系統及煤粉細度調整
    制粉系統通風量偏大，導致煤粉細度偏粗以及一次風速偏高。因此，在運行中必須協調一次風量、磨煤機通風量以及磨煤機干燥風量，將磨煤機再循環擋板打開，改變原來不用再循環風的運行方式，使其保持適當的開度，同時增加給煤量，改變磨煤機出力偏低、運行時間過長的問題。
    磨煤機運行參數控制：入口負壓200Pa左右，出、入口壓差2 kPa左右，再循環門開度30%～50%，給煤量46 Uh左右，出口溫度55～65℃。制粉系統運行方式改進后，煤粉細度經化驗分析，R90基本在21%左右，符合設計要求。
4.5二次風的調整
    在一次風擋板不參與調節的情況下，不同負荷下的二次風速通過四角二次風擋板開度來控制，使其達到設計值。二次風小檔板的配風方式采用：下二次風門開度60%，中上、中下二次風門開度100%，考慮到在運行中可擺動上二次風、上上二次風調整困難，針對其角度下傾，只好采用降低這部分二次風速的方法將其開度分別控制在70%左右。
    在運行中，當需要對二次風進行調整時，可參考二級過熱器出口的氧量，調整送風機總風壓，同時要兼顧一次風速的調整。
4.6 -次風噴嘴投停優化
    通過計算，該爐在70%～100%負荷范圍內單只火嘴最大給粉量應控制在5.98 t/h，最小給粉量控制在4.16 t/h。若超出這個范圍將會因熱功率過大或過小引起結渣和燃燒不穩定。運行中，在75%額定負荷以上應投3層12個火嘴；60%～75%額定負荷時停上層對角2個火嘴。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。
5、調整效果
    經過以上調整以及運行方式的優化，鍋爐已能帶滿負荷，爐內燃燒已趨于正常，鍋爐各參數符合設計要求，經觀察爐內火焰呈金黃色，燃燒器附近只有少量松散的焦塊，結渣已得到了有效地控制。鍋爐效率與設計效率相比提高了0.4個百分點，通過燃燒調整取得了較好的社會效益和經濟效益。
6、結論
    a．調整后，鍋爐達到滿負荷運行，燃燒穩定，爐內結渣基本消除，鍋爐效率達到91.4%，比原設計效率91%高0.4個百分點，通過燃燒調整取得了較好的社會效益和經濟效益。
    b．  升降負荷過程中，燃燒穩定，鍋爐最低穩燃負荷為245 t/h。
7、建議
    a．  鍋爐應按設計要求安裝吹灰器，定期進行吹掃，以保持受熱面的清潔。既能防止結焦，又能在一定程度上控制鍋爐汽溫。
    b．  在有條件時，對燃燒器角度應重新進行調整，以滿足大小切圓的設計要求，改善鍋爐燃燒狀態。