1、设备概况
该炉系哈尔滨锅炉厂采用CE引进技术设计生产的HG-1025/18.2-YM6型亚临界压力一次中间再热控制循环汽包炉。钢炉架、兀型露天布置，采用平衡通风及直吹、四角切圆燃烧、摆动式燃烧器，配5台ZGM-95G中速磨，每台磨配一层煤粉喷嘴，采用高压头冷一次风机使整个制粉系统作正压运行。
燃烧器为四角布置，采用CE传统的大风箱结构，由隔板将大风箱分成若干个风室。一次风采用宽调节比( WRC)燃烧器结构，煤粉浓淡燃烧；二次风及油喷嘴可作上下27。的摆动，顶部燃尽风室喷嘴可作向上25。，向下5。的摆动．锅炉主要设计参数见表1．
2、试验原理及方法
本次试验采用正交法，主要考核参数有：主蒸汽温度、再热蒸汽温度、锅炉效率、飞灰含碳量、炉膛出口烟温偏差、炉膛出口右侧烟温、燃烧稳定性、制粉电耗。影响指标包括：煤质变化、机组负荷、锅炉配风、锅炉氧量、磨煤机出口折向挡板开度、燃尽风开度．由于考核参数和影响因素都比较多，如果按照常规的组合方法一网络法来进行，试验工作量将非常大而难以抓住问题的根本，因此，采用正交试验设计法。其思路是：利用正交表从所有可能的搭配试验中挑出若干必需的试验，再用统计分析方法对试验结果进行综合处理，这样进行可以减少试验次数，又可以找到试验所需要的结果。
影响试验指标的条件称为因素（影响因素）；考察的各种因素的不同状态称为水平，即各种不同的煤种组合、各种不同的机组负荷、各种配风方式、各种氧量和各种磨出口折向挡板开度和各种燃尽风开度等，每种因素不同的状态（参数值）就定义为水平，本次试验定义的因素和水平如表2，对应的煤种组合见表3．表中煤种定义如下：优：陕西煤；优一：丰城建新煤；普：萍乡来煤：无：无烟煤；混：无烟煤和建新煤按1:1配比．
3、试验结果及分析
根据正交试验法的试验步骤，选取主汽温度、再热汽温、锅炉效率、飞灰含碳量、烟温偏差、右侧烟温、燃烧稳定性为考核指标，并采用直观分析法对燃烧调整试验的结果进行分析，均值为确定同一因素的不同水平对试验指标的影响程度；极差为确定各因素对试验指标的影响大小。试验结果如表4，取各指标下前3种较优工况按从高到低排列，以煤种组合因素为研究侧重点，因素水平选择原则是基于把烟温偏差、右侧烟温、锅炉效率和飞灰含碳量作为重要指标考虑的结果，选择的水平就是校核试验的主要依据。得出煤种组合四、煤种组合五和煤种组合六为在正交试验法基础上优选的煤种组合，推荐在校核试验中验证．
3.1对主汽温度影响的分析
煤种组合、机组负荷、氧量、配风方式、磨折向挡板开度、燃尽风开度对主汽温度影响的试验结果如图l—图6所示。根据直观分析法，按照极差法排列出对主汽温度的影响大小的次序（从影响大至影响小）：负荷一氧量一煤种组合一燃尽风一配风方式一磨折向挡板开度，见表4．负荷对主汽温度的影响最明显，负荷的变化引起主汽温波动幅度为13.8℃，而氧量、煤种组合、燃尽风、配风方式和磨折向挡板开度的变动使主汽温度波动在5.6～5.0℃之间，这几项指标的差距较小，可以视为对主汽温度的影响程度相接近。这与锅炉运行规律相符，在实际运行中，锅炉负荷受到电网调度运行的限制难以调整。因此，在负荷一定的情况下，如果考虑到主汽温度的要求，运行调整中应对锅炉氧量、燃尽风开度、配风方式及磨折向挡板开度综合调节方能获取满意的效果，单调一种影响因素的调节对汽温的影响不明显．
3.2对再热汽温影响的分析
由表4可知，再热汽温的影响与主汽温度的影响因素排列类似，但又有不同。负荷对再热汽温的影响最明显：煤种组合对再热汽温的影响最小，这与在主汽温度指标中，煤种组合和其他因素的影响基本类似是不同的．这是由主汽温度和再热汽温的受热特性不同决定的。主汽温度主要受辐射换热和对流换热的影响，两者同在一个数量级。而煤种的改变直接影响到辐射换热的能力。相反，在再热汽温受热面的换热主要依靠对流换热，因此，煤种组合的影响较弱．在负荷变化过程中，应注意对锅炉氧量、燃尽风和配风方式的综合调节，以维持再热汽温。
3.3对锅炉效率影响的分析
按照极差分析法排列出对锅炉效率影响的顺序为（从影响大至影响小）：煤种组合一磨折向挡板开度一氧量一负荷和配风方式一燃尽风，如表4所示。煤种组合的变化引起锅炉效率的波动幅度最大为5.23%，磨折向挡板的开度对锅炉效率影响其次，这说明煤粉细度的变化对锅炉效率的影响仅次于煤种变化对锅炉效率的影响。因此，锅炉效率的提高不但是要选择好的煤种组合，还需要磨煤机磨制的煤粉细度合适。在此基础上，锅炉氧量的调整和配风方式的改变对锅炉效率的影响才显著。在两大主要因素都不足够好的情况下，依靠锅炉燃烧调整氧量和配风方式来提高锅炉效率并不能达到预期的效果。
3.4对飞灰含碳量影响的分析
由表4可知，燃尽风开度对飞灰含碳量的影响远大于其他因素的影响，极差为5.59，这表明对于四角切圆锅炉，炉膛中上部的补氧对飞灰含碳量的变化最明显。因此在锅炉运行中，通过氧量的调整和配风方式的改变能有效地降低锅炉飞灰含碳量。
3.5对烟温偏差和右侧烟温影响的分析
根据表4，负荷的变化引起烟温偏差波动幅度最大，为190.4℃；煤种组合和磨开度使烟温偏差波动在45.0—49.6℃之间，这两项指标对烟温偏差的影响程度可以视为相同；配风方式和燃尽风开度使烟温偏差波动在34.6～35.8℃之间，这两项指标对烟温偏差的影响程度亦可视为相同；而氧量对烟温偏差的影响程度最小．由此可知，烟温偏差的决定性因素是锅炉负荷。由于烟温偏差的产生是由于水平烟道的烟气流速场不同，而流速场不同又导致温度场的不均，从而产生烟温偏差．锅炉负荷的不同决定了烟气量的巨大变化，因此，烟温偏差在不同负荷下变化非常大。另外，其他因素对烟温偏差的影响显然不够显著，这充分说明烟温偏差的产生是由于物性因素而非状态因素．因此，降低烟温偏差的有效途径还应从锅炉设备结构改进入手，
右侧烟温与烟温偏差的影响大小趋势基本接近。如果考虑到右侧烟温的要求，不考虑负荷因素，运行调整中首先应考虑到配风方式对烟温偏差的影响最大．
3.6对燃烧稳定性影响的分析
由表4可知，负荷的变化引起炉膛温度波动幅度为119.91℃．煤种组合、氧量、磨开度和燃尽风开度使炉膛温度波动在40.57～46.53℃之间，这四项指标的差距较小，对炉膛温度的影响程度可以视为相同；配风方式导致炉膛温度波动的幅度最小，为15.97℃。由此可见，锅炉燃烧稳定性（炉膛温度）受负荷影响最大，这与通常的运行调整经验一致。在低负荷下，要保持锅炉燃烧稳定性，除了有适当的煤种组合，运行调整还应该注意氧量和燃尽风开度的变化．
4、校核试验分析
根据正交试验结果，选取煤种组合四、煤种组合五、煤种组合六进行校核试验，试验结果见表5．
4.1煤种组合四对各考核指标的影响
从表5中可知，对于煤种组合四，主汽温度、再热汽温在各个负荷下均在540℃左右，偏差均在2%范围内；锅炉效率最低在89.33%，高于燃烧调整试验中煤种组合四的在300MW、270 MW和240 MW下的效率85.70%、85.85%和85.66%;飞灰含碳量也比燃烧调整试验中的含碳量下降明显；在燃烧稳定性方面，校核试验炉膛温度为1147℃、1130℃和1128℃，均比燃烧调整试验中1121℃、1127℃和1033℃要高，校核试验结果优于燃烧调整试验结果。这证明通过正交试验方法筛选出的煤种组合四的运行方式能优化燃烧，提高锅炉效率。
4.2煤种组合五对各考核指标的影响
由表5可以看到，在300 MW负荷下，烟温偏差从203℃下降到179℃，这表明该煤种组合对烟温偏差的下降影响确实存在，只是下降的幅度偏小，而飞灰含碳量和制粉电耗均上升明显。由于煤种组合五经过了正交试验法优选，这反映出煤种组合对烟温偏差和右侧烟温的影响效果非常有限．这也与正交试验法得Hi的结论相吻合，即影响烟温偏差和右侧烟温的主要因素是锅炉负荷。考虑到煤种组合五对烟温偏差的影响有限，同时却造成了飞灰含碳量和制粉电耗上升，因此，在通过校核试验验证后，不推荐煤种组合五为电厂燃用煤种．
4.3煤种组合六推荐操作卡
煤种组合六为当前电厂运行的主要煤种组合，试验利用正交试验法优选的因素水平，进行燃烧调整．推荐运行操作方式如表6。
5、结论及建议
本次研究找出了六大因素水平变动对考核指标的影响规律：并针对不同的考核指标，找到了适当的水平搭配，组成了比较合适的运行方案。
(1)煤种组合四的锅炉燃烧效率高，飞灰含碳量小，为推荐煤种组合．
(2)煤种组合五控制烟温偏差效果最好．在额定工况下，能将烟温偏差控制在180℃以下。
(3)通过煤种组合二和煤种组合三试验结果进行分析可知，在需对无烟煤掺烧时，下层燃烧器烧无烟煤比无烟煤在上层燃烧更能保持相对较高的热效率。建议无烟煤应尽量往A煤仓上，这样既可以保证锅炉效率，也可以在低负荷下确保锅炉燃烧的稳定。
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