广东某电厂2号锅炉热效率性能试验摘要：通过对锅炉二次风配风方式、运行氧量等参数的调整，掌握锅炉热损失的分配，寻找影响锅炉热效率、空预器漏风等技术指标的因素，为今后经济运行提供依据。
关键词：锅炉；热效率；性能试验1 前言广东某电厂2号机组于2004年4月进入商业运行，机组的运行状况良好，根据新机组性能验收试验要求，于2004年6月22日至2004年6月26日对2号锅炉进行热效率调整试验，2004年6月27日至2004年7月14日对2号锅炉进行热效率验收考核试验。
2 设备概况广东某电厂两台600MW机组锅炉由上海锅炉厂生产，型号为SG-2026/17.5-M905。
是一次中间再热控制循环汽包炉。
采用单炉膛、平衡通风、П型、露天布置，全钢架悬吊构架，固态排渣。
炉膛宽度19558mm，深度16940.5mm，炉顶标高73000mm。
炉前布置三台低压头炉水循环泵，炉后布置两台三分仓容克式空气预热器。
除尘器采用二室四电场的电除尘，共有两台。
烟风系统中有引风机两台、送风机两台、一次风机两台、火检冷却风机两台、密封风机两台，其中一次风机、送风机为轴流式动叶可调风机，引风机为轴流式静叶可调风机。
锅炉采用正压直吹式制粉系统，每台锅炉配有六台HP983型中速磨煤机，五台磨煤机运行可带锅炉BMCR负荷，一台备用。
燃烧器是四角切圆燃烧摆动燃烧器，每台磨煤机有四根煤粉管连接至炉膛同一层煤粉喷嘴。
每角燃烧器设有三层启动及助燃油枪，共12支。
过热器的汽温调节主要采用喷水减温调节，再热器的汽温调节主要采用燃烧器摆动及过量空气系数调节，另在再热器进口管道上装有事故喷水装置。
锅炉设计燃料分析特性见表1，主要设计参数见表2。
表1 锅炉设计燃料分析特性表2 锅炉主要设计参数23 试验目的3.1 调整试验目的：通过对锅炉二次风配风方式、运行氧量等参数的调整，掌握锅炉热损失的分配，寻找影响锅炉热效率、空预器漏风等技术指标的因素，为今后经济运行提供依据。
3.2 热效率验收试验目的：在调整试验的基础上，以较经济的运行工况下，测定在额定负荷下的锅炉热效率、空预器漏风等技术指标，检验和考核技术指标是否达到合同、设计和有关规定的要求。
4 试验所采用的标准4.1 《火电机组启动验收性能试验导则》电力部文件电综 [1998]179号。
4.2 《电站锅炉性能试验规程》GB10184－88。
4.3 《Fired Steam Generators Performance Test Codes》,ASME PTC4.1（1998年版）。
4.4 《Air Heater Performance Test Codes》,ASME PTC 4.3。
4.5 2号锅炉有关资料。
4.6 合同及技术协议的相关资料。
5 试验条件及试验过程简况5.1 按合同规定，本次热效率性能验收试验的标准采用《Fired Steam GeneratorsPerformance Test Codes》,ASME PTC4.1（1998年版）。
用《电站锅炉性能试验规程 GB 10184－88》对锅炉低位热效率进行复核计算（不涉及合同考核，仅作为机组效率参考）。
5.2 试验条件5.2.1热效率性能验收试验时锅炉燃用的煤种为设计煤种，试验期间锅炉带额定电负荷（600MW）。
5.2.2 热效率性能验收试验前，锅炉运行持续时间已大于72小时，正式试验前的12 小时中，前9小时锅炉负荷不低于试验负荷的75％，后3小时锅炉已维持试验负荷。
5.2.3 试验期间保持锅炉各参数的稳定，参数稳定范围为：锅炉负荷：额定蒸汽流量±3％；主汽温：531 ℃～546 ℃；主汽压：额定蒸汽压力的±2％；再热汽温：531 ℃～546 ℃；给水温度：271±10℃。
5.2.4 试验测试期间，锅炉运行人员不改变氧量、过热汽温、再热汽温、过热汽压、再热汽压、炉膛风箱压差、燃烧器摆角等参数设置，锅炉不吹灰，不打焦，不排污，试验前后汽包水位相同。
5.2.5 锅炉热效率考核试验期间锅炉投入协调控制系统，空预器密封装置投自动。
5.3 试验过程简况5.3.1 在试验前校对空预器入口烟温、空预器入口氧量、空预器出口烟温。
5.3.2 在性能验收试验前，先进行了热效率调整，完成配风方式、氧量等因素的变化对热效率的影响，燃烧器摆角由于有一个角无法调整，因此没有进行燃烧器摆角的调整。
此时的原煤样品、飞灰样品、炉渣样品由电厂化验，其结果仅用于《电站锅炉性能试验规程》GB10184－88计算的固体不完全燃烧损失（q4）、排烟热损失（q2）及作为参考的锅炉热效率。
煤粉细度按设计的最佳煤粉细度预先已调整到位，一、二次风配比保持设计的份额。
5.3.3 由于在DCS上直接修改氧量偏置作用不明显，后来又直接在DCS的送风画面直接改变风量，进而改变氧量。
因此氧量变化的工况是工况2、3、4及工况9、10。
测试时间为1.5小时。
5.3.4 二次风以正三角形（工况5）、均匀形（工况6）、缩腰形（工况7）、倒三4角形（工况8）等配风方式为变化因素。
测试时间为1.5小时。
5.3.5 热效率性能验收试验共进行了两次测试，每次测试时间为4小时。
此时的原煤样品、飞灰样品、炉渣样品由广东发电用煤质量监督检验中心化验，其结果用于ASME PTC4.1计算的高位发热量热效率。
5.3.6 完成100%负荷、75%负荷、50%负荷的试验。
测试时间为2小时。
此时的原煤样品、飞灰样品、炉渣样品由广东发电用煤质量监督检验中心化验，其结果用于ASME PTC4.1计算的高位发热量热效率。
6 试验结果与评价6.1 二次风配风方式对热损失的影响二次风配风调整试验共进行了正三角形、均匀形、缩腰形和倒三角形四种配风方式，配风方式对热损失的影响如下表3。
表3 二次风配风方式对热损失的影响在上述四种配风方式中，正三角形配风的热损失最小，缩腰形配风次之，均匀形和倒三角形配风的热损失都比较多。
不同的配风方式对煤粉充分燃烧影响不大，对排烟温度有一定的影响。
炉膛温度的测量显示，不同的配风方式下，锅炉燃烧稳定，无火焰偏心的现象。
锅炉的轻微烟温偏差也是在允许的范围内。
对于神华煤（高挥发份、低灰分），它属于易燃且稳燃的煤种，即使在不同的很小。
配风方式下，都能充分燃烧，其固体不完全燃烧损失q4单以热效率的角度来分析，正三角形配风的锅炉热效率是最高的，倒三角形配风的热效率最低，但热效率最高的与最低的相比也就相差0.075，差别不大。
建议采用缩腰形配风方式运行，它与锅炉的设计思想（均匀配风）接近，对稳定燃烧更有利，且该配风方式的热效率也较高。
6.2 氧量对热损失的影响空预器入口氧量调整试验的调整范围为3.0～4.6%（在空预器入口实际测量的数据），氧量对热损失的影响如下表4。
表4 氧量对热损失的影响从上表可以看出，氧量3.0～3.5%区间较为合适，在此区间的热损失q2+q4比较小，相应的热效率会较高。
炉膛温度的测量显示，锅炉燃烧稳定，无火焰偏心的现象。
锅炉的轻微烟温偏差也是在允许的范围内。
从锅炉设计的燃料燃烧角度来分析，它要求的空预器入口氧量在3.5%左右的区间，此时的过量空气系数约1.2。
这主要是考虑到炉膛里的空气浓度场有分布不均匀，需要增加一定裕量的空气，维持炉膛里各处都能有足够的空气支持燃料的充分燃烧，而又不致于带来无谓的排烟热损失。
建议空预器入口氧量维持在3.0～3.5%区间，此时空气量既满足燃烧的需要，又能减少热损失。
6.5 热效率验收与考核值考核前的准备试验的部分参数为：投入CCS协调控制，电负荷604MW。
第一次热效率测试的部分参数为：投入CCS协调控制，电负荷603MW。
测试时间4小时。
第二次热效率测试的部分参数为：投入CCS协调控制，电负荷599MW。
测试时间4小时。
热效率计算标准：采用ASME PTC 4.1（1998年版）计算高位发热量热效率。
计算干烟气热损失、氢产生水蒸汽热损失、燃料中水份热损失、空气中水分热损6失、未完全燃烧热损失、表面辐射及对流散热热损失、不可测量热损失，共7项热损失。
空气预热器漏风指标用漏风率计算，计算标准为ASME PTC 4.3。
不可计量热损失取100%ECR工况时其值为0.3%；表面辐射及对流散热损失取100%ECR工况时其值为0.17%；灰渣比例: 飞灰85%, 炉渣15%。
参考基准温度：22.6℃, 基准相对湿度: 81%；空预器进口风温取风机出口风温的风量加权平均值，风量取DCS显示数据。
具体参数见下表5。
表5 热效率验收试验参数表第一次热效率测试的结果为89.96%，第二次热效率测试的结果为89.95%，两者相差为0.01%，符合试验的要求（两次试验效率值偏差不大于1%），故此次热效率测试的结果为两次热效率测试的算术平均值，即89.96%。
与考核值89.24%相比，能满足设计要求。
A侧的排烟温度测试结果为两次测试的算术平均值，即135.14℃；B侧的排烟温度测试结果为两次测试的算术平均值，即135.37℃；与考核值132℃相比，不能满足设计要求。
A侧空预器漏风率为两次试验结果算术平均，即5.57%。
B侧空预器漏风率为两次试验结果算术平均，即5.48%，满足设计的要求（≤6％）。
炉膛温度的测量显示，锅炉燃烧稳定，无火焰偏心的现象。
为了更深入的了解锅炉热效率，用《电站锅炉性能试验规程 GB 10184－88》对锅炉低位热效率进行计算，其低位热效率不涉及合同考核，仅作为机组效率参考。
热效率的结果为两次试验平均值，即锅炉低位热效率为94.38%，修正后的锅炉低位热效率为94.23%。
表6为汇总表。
表6 用《电站锅炉性能试验规程 GB 10184－88》计算锅炉低位热效率6.6 不同负荷下的锅炉热效率完成100%ECR、75%ECR、50%ECR等不同负荷下锅炉热效率测试，这些负荷下的热效率不涉及厂家考核值，仅仅是对锅炉有一个完整的热效率曲线。
热效率计算标准: 采用ASME PTC 4.1（1998年版）计算高位发热量热效率。
空气预热器漏风率计算标准：ASME PTC 4.3。
不同负荷的热效率及漏风率见表7。
表7 不同负荷下锅炉热效率及空预器漏风率从上表可看出，随着负荷降低，锅炉热效率比额定负荷时要高，但空预器的漏风率比额定负荷时增大。
炉膛温度的测量显示，在各个负荷段下，锅炉燃烧稳定，无火焰偏心的现象。
7 试验结论7.1 锅炉热效率测试的结果为89.96%。
与合同考核值89.24%相比，能满足设计要求。
7.2 A侧的排烟温度为135.14℃；B侧的排烟温度为135.37℃；与考核值132℃相比，不能满足设计要求。
7.3 A侧空预器漏风率为5.57%，B侧空预器漏风率为5.48%。
与合同考核值6%相比，满足设计要求。
