CO檢測裝置很早被鍋爐廠家引進(jìn)并小范圍試點(diǎn)，但由于爐內(nèi)溫度高，傳感器性能等制約因素，一直未能列入鍋爐燃燒調(diào)整參考指標(biāo)。隨著近幾年中國制造工藝的突飛猛進(jìn)，裝設(shè)CO裝置并作為有效平衡高效燃燒、低氮排放、高溫腐蝕/結(jié)焦三者關(guān)系成為可能。以下根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)對影響CO濃度的影響因素進(jìn)行探討。
一、燃盡風(fēng)門開度的影響
SOFA風(fēng)門開度調(diào)整試驗(yàn)期間，#1機(jī)組運(yùn)行在600MW負(fù)荷工況時，將SOFA風(fēng)門分別調(diào)整至30%、20%、10%開度時，機(jī)組穩(wěn)定半個小時，記錄爐膛CO濃度水平等參數(shù)，具體如表1所示。
表1 不同SOFA風(fēng)門開度時爐膛CO濃度
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負(fù)荷 |
SOFA 風(fēng)門開度 |
爐膛側(cè) CO濃度 |
脫硝入口 NOx濃度 |
尾部煙道 CO濃度 |
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% |
ppm |
mg/Nm3 |
ppm |
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600MW |
55/100/55/75 |
80000 |
209 |
393 |
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45/100/45/65 |
50000 |
237 |
383 |
|
|
30/30/30/30 |
32000 |
222 |
325/ |
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|
20/20/20/20 |
25000 |
255 |
245 |
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|
10/10/10/10 |
20000 |
271 |
351 |
二、風(fēng)量調(diào)整的影響
在600MW以上穩(wěn)定負(fù)荷時段且尾部CO含量過高時，進(jìn)行變風(fēng)量試驗(yàn)。試驗(yàn)參數(shù)如表2所示，風(fēng)量調(diào)整前后主要參數(shù)曲線如圖1所示。
表2 高CO工況下調(diào)整試驗(yàn)參數(shù)
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負(fù)荷/ MW |
風(fēng)量/ t/h |
尾部 CO/ ppm |
入口 NOx/ mg/Nm3 |
引風(fēng)機(jī) 電流/A |
q2/% |
q3/% |
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630 |
1850 |
1000 |
230 |
321 |
4.75 |
0.35 |
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1930 |
450 |
268 |
351 |
4.86 |
0.14 |
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620 |
1842 |
4000 |
178 |
301 |
4.71 |
1.38 |
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1888 |
350 |
247 |
314 |
4.87 |
0.13 |
620MW穩(wěn)定工況下，增大總風(fēng)量50t/h，尾部CO從超過4000ppm（具體數(shù)值未知，已超量程）降至350ppm。若以初始值4000ppm計(jì)算，此時排煙熱損失增大0.16%，化學(xué)不完全燃燒熱損失減小1.25%。
630MW穩(wěn)定工況下，增大總風(fēng)量80t/h，尾部CO從1000ppm降至450ppm。此時排煙熱損失增大0.11%，化學(xué)不完全燃燒熱損失減小0.21%。
表3 經(jīng)濟(jì)性對比數(shù)據(jù)
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負(fù)荷/ (MW) |
引風(fēng)機(jī) 電流(A) |
引風(fēng)機(jī) 電耗成本 (元/小時) |
爐效提升 節(jié)能 (元/小時) |
綜合 收益 (元/小時) |
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|
630 |
調(diào)整前 |
321 |
75.3 |
568.3 |
493.0 |
|
調(diào)整后 |
351 |
||||
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620 |
調(diào)整前 |
301 |
38.5 |
2273.3 |
2234.8 |
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調(diào)整后 |
314 |
三、O2-CO協(xié)同控制邏輯及投運(yùn)策略
投入CO控制回路之前必須投入氧量自動，CO控制器輸出值疊加到氧量設(shè)定值，CO對氧量設(shè)定值的控制限值為±0.5%，CO設(shè)定值跟隨實(shí)際負(fù)荷變化，負(fù)荷及CO設(shè)定值對應(yīng)關(guān)系如表4所示。
表4 負(fù)荷及CO設(shè)定值對應(yīng)關(guān)系
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負(fù)荷 |
CO設(shè)定值 |
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<300 |
300 |
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300 |
300 |
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320 |
300 |
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400 |
400 |
|
510 |
400 |
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590 |
500 |
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640 |
500 |
另外，CO傳感器靈敏度為1%，量程為4000ppm，控制回路設(shè)定值死區(qū)暫定為±100ppm。為了防止CO測量回路中的隨機(jī)干擾，設(shè)定了30s的信號濾波，且定義CO測量值低于50ppm點(diǎn)為壞點(diǎn)，當(dāng)兩側(cè)CO測量值都被定義為壞點(diǎn)時，CO自動控制回路退出。
四、結(jié)論
1）四層SOFA風(fēng)門開度控制在在10%-30%，爐膛側(cè)CO濃度控制在30000ppm以下。
3）盡量將尾部煙道CO控制在500ppm以內(nèi)，尤其是高負(fù)荷情況下，及時調(diào)整風(fēng)量，避免過高的不完全燃燒熱損失。
4）在氧量自動投運(yùn)的前提下，投運(yùn)CO自動控制回路，兩個自動控制長期投運(yùn)。
通過增加CO測點(diǎn)，增加了鍋爐運(yùn)行的參數(shù)監(jiān)視，運(yùn)行人員可以在兼顧鍋爐效率、脫硝控制和參數(shù)偏差的基礎(chǔ)上，控制局部的燃燒不完全，減少高溫腐蝕的速度，提升鍋爐效率。
