張 磊，陸正裕，王 一，徐 春，劉 武

（浙江大唐烏沙山發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 象山 315722）

大唐烏沙山發(fā)電廠3號(hào)爐是哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司引進(jìn)英國(guó)三井巴布科克能源公司（Mitsui Babcock Energy Limited）鍋爐技術(shù)設(shè)計(jì)、 制造的超臨界參數(shù)鍋爐，最大蒸發(fā)量為1 890t/h。鍋爐采用墻式對(duì)沖燃燒方式，30只低NOX軸向旋流燃燒器（LNASB）前后墻對(duì)沖布置，前墻最下層5只燃燒器安裝等離子體點(diǎn)火裝置。在最上層旋流燃燒器上方，前、后墻各布置1層燃燼風(fēng)口，每層布置5只，共10只。自投運(yùn)以來(lái)，雖然鍋爐效率能達(dá)到保證值，但存在NOX排放量較高、燃燒器易磨部件磨損嚴(yán)重、鍋爐燃燒器區(qū)域結(jié)焦現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生等問(wèn)題。

1 鍋爐改造方案

從機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，經(jīng)過(guò)綜合考慮，對(duì)鍋爐作如下改造：

（1）將除等離子燃燒器外的25只LNASB的一次風(fēng)組件更換為中心給粉燃燒器一次風(fēng)組件。

（2）在鍋爐原燃燼風(fēng)上方新增1層燃燼風(fēng)裝置。前、后墻各新增5臺(tái)燃燼風(fēng)裝置，共10臺(tái)，采用內(nèi)直流、外旋流的進(jìn)風(fēng)方式。

2 改造出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法

2.1 避免水冷壁管受損

因在原燃燼風(fēng)箱上方新增了1層燃燼風(fēng)箱，需拆除原燃燼風(fēng)箱上方的吹灰器，并在水冷壁上開(kāi)口，安裝時(shí)采用火焊割除水冷壁鰭片及水冷壁管。由于鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行，爐膛內(nèi)水冷壁表面附有氧化皮，因割管前未考慮到此因素，導(dǎo)致割管時(shí)爐內(nèi)切割火焰偏斜，部分爐內(nèi)水冷壁管損傷。發(fā)現(xiàn)這一問(wèn)題后，提出2種解決方案：

（1）用砂輪切割水冷壁。此方案雖可保證不割傷臨近水冷壁管，但割管速度較慢。

（2）先打磨要切割的水冷壁管表面的氧化皮，再用火焊切割。此方案割管速度較快，但仍有割傷水冷壁管的風(fēng)險(xiǎn)。

為確保不再割傷水冷壁管，最終采用第一種方案。

2.2 解決部分水冷壁鰭片過(guò)寬的問(wèn)題

烏沙山發(fā)電廠鍋爐下部水冷壁采用螺旋管圈型式，規(guī)格為Φ38×6.5 mm，鰭片寬度15 mm。水冷壁以屏狀安裝焊接，2屏水冷壁焊接處的鰭片寬度有所不同，部分鰭片寬達(dá)30～40 mm。燃燼風(fēng)改造需在水冷壁上開(kāi)口，焊接帶喉口的水冷壁管屏，如圖1所示。而設(shè)計(jì)的新水冷壁管屏鰭片寬度都是15 mm，導(dǎo)致對(duì)口焊接時(shí)有部分水冷壁管錯(cuò)口而無(wú)法焊接。因此在安裝中采用了如圖2所示的彎曲部分水冷壁管、改變鰭片寬度的方法，使水冷壁鰭片寬度對(duì)應(yīng)。

圖1 帶喉口的水冷壁管屏

圖2 修改后的水冷壁管屏

2.3 前墻安裝空間狹小

鍋爐爐后空間較大，可先安裝風(fēng)箱再安裝燃燼風(fēng)燃燒器。而爐前中間的爐水循環(huán)泵和左側(cè)的爐水出口管道及最小流量管與新增燃燼風(fēng)箱高度相同，導(dǎo)致?tīng)t前左側(cè)空間十分狹小。因此，安裝時(shí)將風(fēng)箱前部框架從中間割開(kāi)，從前墻右側(cè)將風(fēng)箱組件吊入左側(cè)，等燃燼風(fēng)燃燒器安裝完成后把另半面框架對(duì)接焊好，再逐個(gè)安裝風(fēng)箱及燃燼風(fēng)燃燒器。

2.4 水平剛性梁底部保溫澆注受阻

新增燃燼風(fēng)箱安裝在原燃燼風(fēng)箱上部，以原燃燼風(fēng)箱上蓋為底，風(fēng)箱上蓋的高度超出了水平鋼性梁的底部，如圖3所示。安裝時(shí)將水平剛性梁與水冷壁上的張力板焊接，并以鉸接的方式圍繞水冷壁四周，防止水冷壁晃動(dòng)。風(fēng)箱安裝后，因鋼梁下方的風(fēng)箱無(wú)法保溫，導(dǎo)致鋼性梁超溫，影響運(yùn)行安全。因此，在水平鋼性梁中心處等距離開(kāi)挖了10個(gè)200 mm×400 mm的孔，如圖4所示，開(kāi)孔后先用硅酸鋁針刺氈將風(fēng)箱與水冷壁間較大的縫隙塞嚴(yán)，再在風(fēng)箱上鋪1～2層50 mm厚的硅酸鋁針刺氈，最后進(jìn)行輕質(zhì)保溫材料澆注，保溫總厚度不低于200 mm，澆注后將剛性梁開(kāi)口打坡口焊接密封。

圖3 風(fēng)箱上蓋高出剛性梁

圖4 剛性梁上開(kāi)孔示意

3 改造后存在問(wèn)題

鍋爐改造后，NOX排放量大幅降低，取得預(yù)期的改造效果。但由于設(shè)計(jì)時(shí)間緊迫，考慮不周全，運(yùn)行時(shí)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備存在部分安全問(wèn)題。

（1）新增燃燼風(fēng)箱上蓋較高，與上方的電纜盒距離較近，風(fēng)箱散發(fā)出的熱量影響電纜的安全性，夏季尤其明顯。

（2）新增燃燼風(fēng)箱上方的剛性梁散熱性差，剛性梁向兩側(cè)膨脹量增加，使水冷壁受到的應(yīng)力增大，同時(shí)影響剛性梁強(qiáng)度。

（3）爐前側(cè)新增燃燼風(fēng)箱與爐水循環(huán)泵及其出口管道之間的空間較小，給爐水循環(huán)泵和管道閥門(mén)的檢修帶來(lái)不便。

（4）新增燃燼風(fēng)風(fēng)箱位于原燃燼風(fēng)風(fēng)箱上方，風(fēng)道彼此獨(dú)立，新增燃燼風(fēng)風(fēng)道與原燃燼風(fēng)風(fēng)道之間距離為300 mm，當(dāng)2個(gè)風(fēng)道之間的軟連接損壞時(shí)，更換或修補(bǔ)比較困難。

（5）因安裝過(guò)程中產(chǎn)生誤差，新增風(fēng)道上的吊點(diǎn)位置與鍋爐斜梁距離較近，吊桿位于鍋爐斜梁內(nèi)側(cè)，與斜梁間的距離僅約20 mm，吊點(diǎn)不能在風(fēng)道的膨脹節(jié)上移動(dòng)，鍋爐運(yùn)行時(shí)，吊桿隨風(fēng)道向兩側(cè)膨脹，吊桿受斜梁阻礙，間接阻擋了風(fēng)道膨脹。

4 結(jié)語(yǔ)

烏沙山發(fā)電廠3號(hào)爐為國(guó)內(nèi)首臺(tái)完成低氮旋流燃燒器及燃燼風(fēng)系統(tǒng)改造的超臨界600MW鍋爐，氮氧化物排放濃度由改造前的500 mg/m3降低到180 mg/m3（折O2=6%），降低幅度達(dá)70%，飛灰可燃物含量、排煙溫度、鍋爐熱效率與改造前基本相同，鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定，也未出現(xiàn)燃燒器噴口結(jié)渣、燒壞或變形的現(xiàn)象。