一种W型火焰燃烧方式锅炉燃用贫煤的燃烧控制方法

技术领域

本发明涉及W型火焰燃烧锅炉燃用贫煤时的控制方法。

背景技术

电站锅炉实际处在低氮燃烧、燃用经济煤种和中低负荷运行相互叠加的状态下运行，产生出许多相当严重的问题：飞灰、大渣含碳量增大，减温水量升高等经济问题；受热面结焦，炉膛高温腐蚀，低负荷稳燃等安全问题；NO_X生成量超标，喷氨过量，预热器堵塞等环保问题。上述问题的解决或缓解，技术关键都指向煤粉细度。更细的煤粉增加了固体颗粒比表面积，强化了析出、着火、稳燃、燃烬每个过程，对降低飞灰含碳有利，对低氮燃烧有利；相当于在主燃区更多的焦碳更快地接触到氧气，减弱了氮---氧反应生成NO_X和增强了将NO_X转化成N₂的物理机率和化学动能，即进一步实现了在过剩空气系数不变条件下的缺氧燃烧，对降低NO_X有利；意味着煤粉颗粒更小的惯性，减弱了被旋转烟气抛向边界热解、燃烧的强度，改善了炉膛壁面还原性氛围，对减轻高温腐蚀有利。研究煤粉细度的合理选择，对解决燃烧存在的问题，有现实价值。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种对燃用贫煤时对煤粉细度合理选择和调整，从而降低锅炉飞灰含碳量、省煤器出口NO_X浓度，提高锅炉效率和机组经济性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种W型火焰燃烧方式锅炉燃用贫煤的燃烧控制方法，该燃烧控制方法通过对磨煤机运行方法调整，控制煤粉细度R90为2.9-6.1％，优选煤粉细度R90控制为3.0％-6.0％。

最佳的，上述煤粉细度R90控制为3.0％-3.2％。

本发明燃烧控制方法，具体步骤如下：

(1)在锅炉低氮燃烧状态下，维持机组负荷不变，维持燃尽风比例、运行氧量、磨煤机运行台数不变；

(2)当机组负荷为330MW时，对ABCD四台磨煤机控制如下：

A磨出力40t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温294℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率为40Hz-50Hz、磨煤机进出口差压为3.3kPa-4.4kPa、A磨通风量为45.8t/h-46t/h、A磨出口温度为100℃-102℃；

B磨出力27t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温292℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率为40Hz-50Hz、磨煤机进出口差压为4.0kPa-4.6kPa、B磨通风量为40.5t/h-41.1t/h、B磨出口温度为101℃-102℃；

C磨出力37t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温295℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率为40Hz-50Hz、磨煤机进出口差压为3.7kPa-4.6kPa、C磨通风量为35.8t/h-36t/h、C磨出口温度为105℃-106℃；

D磨出力33t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温295℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率为40Hz-50Hz、磨煤机进出口差压为3.7kPa-4.3kPa、D磨通风量为37.8t/h-39t/h、D磨出口温度为99℃-100℃；

当机组负荷为260MW时，对ABCD四台磨煤机控制如下：

A磨出力30t/h、磨进口一次风压5.0kPa、磨进口风温270℃、热风门开度100％、冷风门开度40％、动态分离器频率为40Hz-50Hz、磨煤机进出口差压为2.8kPa-3.3kPa、A磨通风量为32.9t/h-33t/h、A磨出口温度为112℃-115℃；

B磨出力22t/h、磨进口一次风压5.0kPa、磨进口风温293℃、热风门开度100％、冷风门开度40％、动态分离器频率为40Hz-50Hz、磨煤机进出口差压为2.8kPa-3.5kPa、B磨通风量为29.1t/h-29.8t/h、B磨出口温度为111℃-112℃；

C磨出力31t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温305℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率为40Hz-50Hz、磨煤机进出口差压为3.2kPa-3.8kPa、C磨通风量为31.9t/h-33t/h、C磨出口温度为105℃-106℃；

D磨出力33t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温305℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率为40Hz-50Hz、磨煤机进出口差压为3.4kPa-4.0kPa、D磨通风量为32.8t/h-34t/h、D磨出口温度为100℃-102℃。

其中，步骤(1)中在锅炉低氮燃烧状态下，维持机组负荷330MW或260MW不变，维持燃尽风比例25％不变，当机组负荷为330MW时运行氧量维持在3.85％-4.06％，当机组负荷为260MW时运行氧量维持在4.38％-4.46％。

步骤(2)中对ABCD四台磨煤机的具体控制方法如下：

330MW负荷时，A磨出力40t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温294℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(3.3kPa、4.0kPa、4.4kPa)、A磨通风量(45.8t/h、46t/h、45.9t/h)、A磨出口温度(100℃、101℃、102℃)、煤粉细度R90分别为(6％、4.5％、3.2％)。B磨出力27t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温292℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(3.7kPa、4.0kPa、4.6kPa)、B磨通风量(40.5t/h、41t/h、41.1t/h)、B磨出口温度(102℃、101℃、102℃)、煤粉细度R90分别为(5.8％、4.3％、3.0％)。C磨出力37t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温295℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(3.7kPa、4.0kPa、4.6kPa)、C磨通风量(35.8t/h、36t/h、35.9t/h)、C磨出口温度(106℃、105℃、106℃)、煤粉细度R90分别为(6.1％、4.3％、3.1％)。D磨出力33t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温295℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(3.7kPa、4.0kPa、4.3kPa)、D磨通风量(37.8t/h、38t/h、39t/h)、D磨出口温度(100℃、99℃、99℃)、煤粉细度R90分别为(5.8％、4.0％、3.1％)。

260MW负荷时，A磨出力30t/h、磨进口一次风压5.0kPa、磨进口风温270℃、热风门开度100％、冷风门开度40％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(2.8kPa、3.2kPa、3.3kPa)、A磨通风量(33t/h、33t/h、32.9t/h)、A磨出口温度(115℃、114℃、112℃)、煤粉细度R90分别为(6.2％、4.1％、3.0％)。B磨出力22t/h、磨进口一次风压5.0kPa、磨进口风温293℃、热风门开度100％、冷风门开度40％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(2.8kPa、3.2kPa、3.5kPa)、B磨通风量(29.6t/h、29.8t/h、29.1t/h)、B磨出口温度(112℃、111℃、112℃)、煤粉细度R90分别为(5.6％、4.0％、3.1％)。C磨出力31t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温305℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(3.2kPa、3.5kPa、3.8kPa)、C磨通风量(32.8t/h、33t/h、31.9t/h)、C磨出口温度(106℃、105℃、106℃)、煤粉细度R90分别为(6.0％、3.9％、2.9％)。D磨出力33t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温305℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(3.4kPa3.7kPa、4.0kPa)、D磨通风量(32.8t/h、33t/h、34t/h)、D磨出口温度(100℃、102℃、102℃)、煤粉细度R90分别为(5.9％、3.9％、3.1％)。

优选的，步骤(2)中对ABCD四台磨煤机的控制方法如下：

当机组负荷为330MW时，

A磨出力40t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温294℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率为50Hz、磨煤机进出口差压为4.4kPa、A磨通风量为45.9t/h、A磨出口温度为102℃；

B磨出力27t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温292℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率为50Hz、磨煤机进出口差压为4.6kPa、B磨通风量为41.1t/h、B磨出口温度为102℃；

C磨出力37t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温295℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率为50Hz、磨煤机进出口差压为4.6kPa、C磨通风量为35.9t/h、C磨出口温度为106℃；

D磨出力33t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温295℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率为50Hz、磨煤机进出口差压为4.3kPa、D磨通风量为39t/h、D磨出口温度为99℃；

当机组负荷为260MW时，

A磨出力30t/h、磨进口一次风压5.0kPa、磨进口风温270℃、热风门开度100％、冷风门开度40％、动态分离器频率为50Hz、磨煤机进出口差压为3.3kPa、A磨通风量为32.9t/h、A磨出口温度为112℃；

B磨出力22t/h、磨进口一次风压5.0kPa、磨进口风温293℃、热风门开度100％、冷风门开度40％、动态分离器频率为50Hz、磨煤机进出口差压为3.5kPa、B磨通风量为29.1t/h、B磨出口温度为112℃；

C磨出力31t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温305℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率为50Hz、磨煤机进出口差压为3.8kPa、C磨通风量为31.9、C磨出口温度为106℃；

D磨出力33t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温305℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率为50Hz、磨煤机进出口差压为4.0kPa、D磨通风量为34t/h、D磨出口温度为102℃。

本发明相比现有技术具有以下优点：

采用本发明控制方法对W型火焰燃烧锅炉在燃用贫煤进行煤粉细度控制，能够有效降低煤粉细度，降低锅炉飞灰含碳量、省煤器出口NO_X浓度，提高锅炉效率和机组经济性。

附图说明

图1为本发明对国电安顺电厂1#炉数值模拟三维及网格图；

图2为330MW负荷不同煤粉细度下炉膛温度场分布的对比图；

图3为330MW负荷不同煤粉细度下燃烧器喷口挥发分分布对比图；

图4为330MW负荷不同煤粉细度下炉膛CO浓度分布对比图；

图5为330MW负荷不同煤粉细度下炉膛NO_x浓度分布对比图(也作摘要附图)；

图6为330MW负荷不同煤粉细度下煤粉在炉膛停留时间对比图；

图7为260MW负荷不同煤粉细度下炉膛温度场分布的对比图；

图8为260MW负荷不同煤粉细度下燃烧器喷口挥发分分布对比图；

图9为260MW负荷不同煤粉细度下炉膛CO浓度分布对比图；

图10为260MW负荷不同煤粉细度下炉膛NO_x浓度分布对比图；

图11为260MW负荷不同煤粉细度下煤粉在炉膛停留时间对比图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明实施例以国电安顺发电有限公司1#锅炉型号为DG1025/18/2-II10型W型火焰锅炉，系东方锅炉股份有限公司引进美国福斯特-惠勒公司技术生产制造的亚临界中间一次再热自然循环锅炉。双拱型单炉膛，燃烧器布置于下炉膛前后拱上，呈W型火焰，尾部双烟道结构，采用挡板调节再热汽温，固态排渣，全钢构架，全悬吊结构，平衡通风，露天布置锅炉。制粉系统采用双进双出球磨机正压直吹式系统，4台磨煤机为沈阳重型机器有限责任公司生产的BBD4060型，燃用贫煤。

燃烧设备采用了双拱绝热炉膛、燃烧器布置于下炉膛前后拱上、双通道浓淡分离低NOx煤粉燃烧器、分级配风、“W”火焰燃烧方式。炉膛分为上、下两部分，总高度48153mm，上炉膛尺寸24765×7620mm，下炉膛尺寸24765×13725mm。锅炉主要设计参数见表1。

锅炉主要设计参数见下表1。

表1锅炉主要参数表(设计煤种)

本发明W型火焰燃烧锅炉燃用贫煤粉细度控制方法的数值模拟和试验研究中，煤种与电厂设计煤种接近，煤种见表2。

表2锅炉设计煤种数据

由表2可以看出，试验煤种和设计煤种相差不大，均为贫煤。

实施例1(330MW负荷)

本实施例具体投运的磨煤机为ABCD4台磨煤机。

本发明前后墙燃烧方式锅炉燃用高灰分烟煤煤粉细度控制方法的具体步骤如下：

(1)在锅炉低氮燃烧状态下，维持机组负荷330MW负荷不变，维持燃尽风比例(25％)、运行氧量(3.85％-4.06％)、磨煤机运行台数(ABCD磨)等不变，通过数值模拟分析不同煤粉细度对锅炉燃烧的影响。运用FLUENT数值模拟软件建议模型、网格划分，开展煤粉细度R90分别为6％、4.5％和3.2％的数值模拟计算；

(2)根据第一步的数值模拟结果开展现场试验研究，在锅炉低氮燃烧状态下，维持燃尽风比例(25％)、运行氧量(330MW负荷时3.85％-4.06％)、磨煤机运行台数(330MW负荷时ABCD磨)等不变，通过试验分析不同煤粉细度对锅炉燃烧的影响。

330MW负荷时，A磨出力40t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温294℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(3.3kPa、4.0kPa、4.4kPa)、A磨通风量(45.8t/h、46t/h、45.9t/h)、A磨出口温度(100℃、101℃、102℃)、煤粉细度R90分别为(6％、4.5％、3.2％)。B磨出力27t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温292℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(3.0kPa、3.4kPa、3.6kPa)、B磨通风量(40.5t/h、41t/h、41.1t/h)、B磨出口温度(102℃、101℃、102℃)、煤粉细度R90分别为(5.8％、4.3％、3.0％)。C磨出力37t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温295℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(3.7kPa、4.0kPa、4.6kPa)、C磨通风量(35.8t/h、36t/h、35.9t/h)、C磨出口温度(106℃、105℃、106℃)、煤粉细度R90分别为(6.1％、4.3％、3.1％)。D磨出力33t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温295℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(3.7kPa、4.0kPa、4.3kPa)、D磨通风量(37.8t/h、38t/h、39t/h)、D磨出口温度(100℃、99℃、99℃)、煤粉细度R90分别为(5.8％、4.0％、3.1％)。

(3)结合数值模拟和试验研究，W型火焰燃烧方式锅炉低氮燃烧状态时燃用贫煤煤粉细度(R90)最佳控制值为3％左右。

1、数值模拟分析过程及结果

本模拟通过对全炉膛进行建模和模拟。图1为锅炉模型的网格划分情况，为了更准确的反应主燃烧区域的燃烧情况，对主燃烧区域各燃烧器位置的网格采取加密处理。

本次模拟主要研究改造前后的炉膛燃烧火焰中心及温度变化，因此在本次模拟中不对受热面的吸热情况进行详细研究。

在330MW负荷下，考虑锅炉深度氮燃烧状态下，维持燃尽风比例约25％、二次风配风方式、运行氧量、磨煤机运行台数等不变，改变煤粉细度(R₉₀分别为6％、4.5％和3％)，其中煤粉细度6％是根据《制粉系统设计计算导则》-2012版推荐计算公式计算得到。分析煤粉细度变化对燃烧的影响。数值模拟工况见表3。模拟结果见表4，图2-图6。

表3 330MW下不同煤粉细度数值模拟工况

表4 330MW下不同煤粉细度数值模拟结果

由表3-表4、图2-图6可以看出，330MW负荷、燃尽风比例25％左右、机组深度低氮燃烧方式下，改变煤粉细度对燃烧影响较明显。

(1)随着煤粉变细的降低，单位质量的煤粉与氧气及炉内热烟气接触的比表面积变大，着火更早，燃尽更彻底，相同煤粉量的情况下放热更多，因此炉膛整体温度水平均较原始工况稍高。

(2)降低煤粉粒度有利于燃尽，飞灰含碳量由工况1至工况3逐渐降低。煤粉细度由6.0％降低至3.0％时，飞灰含碳量由13.19％下降至8.32％，降低约4.87个百分点。

(3)随着煤粉粒径的降低，炉膛出口的NOx浓度逐渐减小。工况2、3较工况1下的炉膛出口NOx浓度分别降低约2.9％和13.7％。

2、试验过程及结果

保持总煤量、运行氧量、SOFA风比例、磨煤机出力、磨煤机通风量、入口一次风压等不变，开展了3个变动态分离器频率工况。

在锅炉深度低氮燃烧状态下，维持燃尽风比例(25％)、运行氧量(3.85％-4.06)、磨煤机运行台数(ABCD磨)等不变，通过试验分析不同煤粉细度对锅炉燃烧的影响。

不同工况下测试锅炉热效率、辅机耗电。机组运行方式见表5。各工况下炉效计算参数见表6。不同煤粉细度下经济性比较见表7。

表5 330MW负荷变动态分离器转速机组运行方式

表6 330MW负荷不同分离器转速工况锅炉热效率试验结果表

表7 330MW负荷变煤粉细度各工况下经济性比较

3、确定最佳煤粉细度

由表5-表7可以看出，330MW负荷、燃尽风比例25％左右、机组深度低氮燃烧方式下，改变煤粉细度，通过试验发现对燃烧影响较明显。

(a)飞灰含碳量由11.7％降低至6.51％，变化明显，降低约5.21个百分点。排烟温度变化不明显，锅炉效率提高3.58个百分点，影响煤耗降低约12.17g/(KW·h)。

(b)减温水量呈降低趋势。过热降温水量降低18t/h。

(c)煤粉细度降低2.8个百分点后，磨煤机耗、风机电量由14517kW.h增加至14625kW.h，增加108kW.h，增幅0.75％。

(d)煤粉细度降低2.8个百分点后，省煤器出口氮氧化物浓度降低约175mg/Nm³，降幅达18.6％。

通过试验发现，330MW负荷下，不同煤粉细度工况下数值模拟的飞灰大渣含碳量、省煤器出口氮氧化物浓度和实际现场试验结果均相差不大，说明数值模拟较准确。煤粉细度R90由6％下降至3.2％时，飞灰、大渣含碳量均降低较多，锅炉效率提高3.58个百分点，氮氧化物均降低、过热减温水量降低，机组经济性和环保性明显提高。

煤粉细度R90降低至3.2％时，煤粉细度降低越多，试验过程中发现磨煤机差压也越大，磨煤机安全稳定运行也存在风险，煤粉细度降低至3.2％时，煤粉燃烧更提前，存在烧损燃烧器喷口的风险。综合分析，燃烧贫煤时，煤粉细度R90选择3％左右较合理。

实施例2(260MW负荷)

本实施例具体投运的磨煤机为ABCD4台磨煤机。

本发明W型火焰燃烧方式锅炉燃用贫煤煤粉细度控制方法的具体步骤如下：

(1)在锅炉低氮燃烧状态下，维持机组负荷265MW负荷不变，维持燃尽风比例(25％)、运行氧量(4.38％-4.46％)、磨煤机运行台数(ABCD磨)等不变，通过数值模拟分析不同煤粉细度对锅炉燃烧的影响。运用FLUENT数值模拟软件建议模型、网格划分，开展煤粉细度R90分别为6％、4.5％和3％的数值模拟计算；

(2)根据第一步的数值模拟结果开展现场试验研究，在锅炉深度低氮燃烧状态下，维持燃尽风比例(25％)、运行氧量(4.38％-4.46％)、磨煤机运行台数(ABCD磨)等不变，通过试验分析不同煤粉细度对锅炉燃烧的影响。

260MW负荷时，A磨出力30t/h、磨进口一次风压5.0kPa、磨进口风温270℃、热风门开度100％、冷风门开度40％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(3.0kPa、3.3kPa、3.7kPa)、A磨通风量(33t/h、33t/h、32.9t/h)、A磨出口温度(115℃、114℃、112℃)、煤粉细度R90分别为(6.2％、4.1％、3.0％)。B磨出力22t/h、磨进口一次风压5.0kPa、磨进口风温293℃、热风门开度100％、冷风门开度40％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(2.8kPa、3.2kPa、3.5kPa)、B磨通风量(29.6t/h、29.8t/h、29.1t/h)、B磨出口温度(112℃、111℃、112℃)、煤粉细度R90分别为(5.6％、4.0％、3.1％)。C磨出力31t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温305℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(3.2kPa、3.5kPa、3.8kPa)、C磨通风量(32.8t/h、33t/h、31.9t/h)、C磨出口温度(106℃、105℃、106℃)、煤粉细度R90分别为(6.0％、3.9％、2.9％)。D磨出力33t/h、磨进口一次风压5.3kPa、磨进口风温305℃、热风门开度100％、冷风门开度0％、动态分离器频率(40Hz、45Hz、50Hz)、磨煤机进出口差压(3.4kPa3.7kPa、4.0kPa)、D磨通风量(32.8t/h、33t/h、34t/h)、D磨出口温度(100℃、102℃、102℃)、煤粉细度R90分别为(5.9％、3.9％、3.1％)。

(3)结合数值模拟和试验研究，W型火焰燃烧方式锅炉低氮燃烧状态时燃用贫煤煤粉细度(R90)最佳控制值为3％左右。

1、数值模拟分析过程及结果

在260MW负荷下，考虑锅炉深度氮燃烧状态下，维持燃尽风比例约25％、二次风配风方式、运行氧量、磨煤机运行台数等不变，改变煤粉细度(R₉₀分别为6％、4.5％和3％)，其中煤粉细度6％是根据《制粉系统设计计算导则》-2012版推荐计算公式计算得到。分析煤粉细度变化对燃烧的影响。数值模拟工况见表8。模拟结果见表9，图7-图11。

表8 260MW下不同煤粉细度数值模拟工况

表9 260MW下不同煤粉细度数值模拟结果

由表8-表9、图7-图11可以看出，260MW负荷、燃尽风比例25％左右、机组深度低氮燃烧方式下，改变煤粉细度对燃烧影响较明显。

(1)随着煤粉变细的降低，单位质量的煤粉与氧气及炉内热烟气接触的比表面积变大，着火更早，燃尽更彻底，相同煤粉量的情况下放热更多，因此炉膛整体温度水平均较原始工况稍高。

(2)降低煤粉粒度有利于燃尽，飞灰含碳量由工况4至工况6逐渐降低。煤粉细度由5.9％降低至3.0％时，飞灰含碳量由10.17％下降至6.14％，降低约4个百分点，煤耗降低约8g/kW.h。

(3)随着煤粉粒径的降低，炉膛出口的NOx浓度逐渐减小。工况5、6较工况4下的炉膛出口NOx浓度分别降低约2.4％和14.5％。

电站锅炉在深度低氮燃烧状态、燃用贫煤时，煤粉细度的变化对锅炉飞灰含碳量、省煤器出口NO_X浓度、炉膛温度场和炉膛CO浓度影响较明显。煤粉细度由6％下降至3％时，飞灰含碳量降低4个百分点，省煤器出口NO_X浓度下降约14.5％。电站锅炉深度低氮燃烧状态、燃用贫煤时，为了达到机组经济性和环保性最佳，在制粉系统运行安全容许的前提下尽量降低煤粉细度运行。为了保证制粉系统长期安全和燃烧器喷口安全性，通过数值模拟确定W型火焰燃烧锅炉燃用贫煤时煤粉细度R90控制在3％左右较好

2、试验研究过程及结果

保持总煤量、运行氧量、SOFA风比例、磨煤机出力、磨煤机通风量、入口一次风压等不变，开展了3个变动态分离器频率工况。

不同工况下测试锅炉热效率、辅机耗电。机组运行方式见表10。各工况下炉效计算参数见表11。经济性分析见表11。

表10 260MW负荷变动态分离器转速机组运行方式

表11 260MW负荷不同分离器转速工况锅炉热效率试验结果表

表12 260MW负荷变煤粉细度各工况下经济性比较

3、确定最佳煤粉细度

由表10-表12可以看出，260MW负荷、燃尽风比例25％左右、机组深度低氮燃烧方式下，改变煤粉细度，通过试验发现对燃烧影响较明显。

(a)煤粉细度由6.1％降低至2.9％时，飞灰含碳量由11.3％降低至6.33％，变化明显，降低约5个百分点。排烟温度变化不明显，锅炉效率提高3.51个百分点，影响煤耗降低约11.94g/(KW·h)。

(b)减温水量呈降低趋势。过热降温水量降低14t/h。

(c)煤粉细度降低2.2个百分点后，磨煤机耗、风机电量由13811kW.h增加至13811kW.h，增加100kW.h，增幅达0.72％。

(d)煤粉细度降低2.2个百分点后，省煤器出口氮氧化物浓度降低约117mg/Nm³，降幅达13.9％。

通过试验发现，260MW负荷下，不同煤粉细度工况下数值模拟的飞灰大渣含碳量、省煤器出口氮氧化物浓度和实际现场试验结果均相差不大，说明数值模拟较准确。煤粉细度R90由6％下降至3％时，飞灰、大渣含碳量均降低较多，锅炉效率提高3.63个百分点，氮氧化物均降低、过热减温水量降低，机组经济性和环保性明显提高。

煤粉细度降低越多，试验过程中发现磨煤机差压也越大，磨煤机安全稳定运行也存在风险，煤粉细度降低至3％时，煤粉燃烧更提前，存在烧损燃烧器喷口的风险。综合分析，燃烧贫煤时，煤粉细度R90选择3％左右较合理。