CO传感器很早被锅炉厂家引进并小范围试点,但由于炉内温度高,传感器性能等制约因素,一直未能列入锅炉燃烧调整参考指标。随着近几年中国制造工艺的突飞猛进,装设CO传感器并作为有效平衡高效燃烧、低氮排放、高温腐蚀/结焦三者关系成为可能。以下根据现场试验数据对影响CO浓度的影响因素进行探讨。
一、燃尽风门开度的影响
SOFA风门开度调整试验期间,#1机组运行在600MW负荷工况时,将SOFA风门分别调整至30%、20%、10%开度时,机组稳定半个小时,记录炉膛CO浓度水平等参数,具体如表1所示。
表1 不同SOFA 风门开度时炉膛CO 浓度
由此可知,SOFA风门开度在20%以上时,其对炉膛CO浓度影响很大,但对NO x 影响十分有限;SOFA风门开度在10%时,炉膛CO浓度能降低至20000ppm以内,说明降低燃尽风率有利于缓解高温腐蚀。另外,在SOFA风门开度大于20%时,减小其开度对脱硝入口NO x 浓度影响较小。因此在高负荷段时,SOFA风门开度保持在10%-30%之间,既能降低炉膛CO浓度,又能保证脱硝入口NO x 含量在可控范围内。
二、风量调整的影响
在600MW以上稳定负荷时段且尾部CO含量过高时,进行变风量试验。试验参数如表2所示,风量调整前后主要参数曲线如图1所示。
表2 高CO 工况下调整试验参数
620MW稳定工况下,增大总风量50t/h,尾部CO从超过4000ppm(具体数值未知,已超量程)降至350ppm。若以初始值4000ppm计算,此时排烟热损失增大0.16%,化学不完全燃烧热损失减小1.25%。
630MW稳定工况下,增大总风量80t/h,尾部CO从1000ppm降至450ppm。此时排烟热损失增大0.11%,化学不完全燃烧热损失减小0.21%。
另外,CO每降低1000ppm,q 3 降低0.3459%,煤耗降低近似折算为1.11g/kWh。单独对比锅炉效率提升及引风机电耗增加对经济性的影响,计算值如表3所示。
表3 经济性对比数据
三、O2-CO协同控制逻辑及投运策略
投入CO控制回路之前必须投入氧量自动,CO控制器输出值叠加到氧量设定值,CO对氧量设定值的控制限值为±0.5%,CO设定值跟随实际负荷变化,负荷及CO设定值对应关系如表4所示。
表4 负荷及CO 设定值对应关系
另外,CO传感器灵敏度为1%,量程为4000ppm,控制回路设定值死区暂定为±100ppm。为了防止CO测量回路中的随机干扰,设定了30s的信号滤波,且定义CO测量值低于50ppm点为坏点,当两侧CO测量值都被定义为坏点时,CO自动控制回路退出。
通过增加CO测点,增加了锅炉运行的参数监视,运行人员可以在兼顾锅炉效率、脱硝控制和参数偏差的基础上,控制局部的燃烧不完全,减少高温腐蚀的速度,提升锅炉效率