王傳軍 商國威 王建偉

（內(nèi)蒙古蒙東能源有限公司鄂溫克電廠，內(nèi)蒙古呼倫貝爾 021000）

600MW超臨界墻式切圓燃燒鍋爐主再熱汽溫調(diào)整分析

王傳軍 商國威 王建偉

（內(nèi)蒙古蒙東能源有限公司鄂溫克電廠，內(nèi)蒙古呼倫貝爾 021000）

某發(fā)電廠兩臺(tái)600MW超臨界墻式切圓燃燒鍋爐在168試運(yùn)期間，主再熱汽溫一直未能達(dá)到設(shè)計(jì)值。本文主要是通過運(yùn)行參數(shù)的分析及停爐后進(jìn)入爐膛檢查受熱面結(jié)焦、沖刷情況等因素分析，以調(diào)整各層磨煤機(jī)出力、氧量、二次風(fēng)、過熱度、切圓半徑等最終達(dá)到預(yù)期效果，鍋爐主、再熱汽溫均能夠達(dá)到設(shè)計(jì)值，以保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

600MW超臨界鍋爐 墻式切圓燃燒 主再熱汽溫

1　前言

某發(fā)電廠600MW超臨界鍋爐型號(hào)HG1950/25.4—HM15型，單爐膛、一次中間再熱、墻式切圓燃燒、平衡通風(fēng)、緊身封閉、干排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)П型布置、帶啟動(dòng)循環(huán)泵的變壓運(yùn)行直流鍋爐。

鍋爐呈“П”型布置方式，爐膛上部布置有分隔屏，水平煙道中布置有末級(jí)過熱器、末級(jí)再熱器；尾部為雙煙道，前煙道布置有低溫再熱器，后煙道布置有低溫過熱器和省煤器，水平低溫過熱器和水平低溫再熱器采用中間隔墻入口集箱至中間隔墻出口集箱間的過熱器管作為吊掛結(jié)構(gòu)；后煙道下部布置有兩臺(tái)三分倉再生式回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器。

鍋爐燃燒器采用墻式切圓燃燒方式，形成大直徑切圓，以獲得沿爐膛水平斷面較為均勻的空氣動(dòng)力場(chǎng)。燃燒器分三層，二次風(fēng)偏離一次風(fēng)5°進(jìn)入爐膛，形成風(fēng)包粉的布置方式，有效減少爐膛的結(jié)焦。燃燒器的上方為四層分離型燃燼風(fēng)室（SOFA）噴嘴，它具有補(bǔ)充燃料后期燃燒所需要的空氣，同時(shí)實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒以抑制NOX的生成。

2　問題的提出

#1、2機(jī)組負(fù)荷大于300MW的各種工況下，主、再熱蒸汽溫度均不能達(dá)到額定值（主汽溫度571℃、再熱汽溫度569℃）。主、再熱汽溫低容易造成汽輪機(jī)末級(jí)葉片受到水沖蝕，嚴(yán)重時(shí)影響末級(jí)葉片強(qiáng)度，甚至斷裂，嚴(yán)重影響了汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。

3　提高#1爐主、再熱汽溫的措施

3.1磨煤機(jī)投運(yùn)方式，盡量投運(yùn)上層磨以提高火焰中心

由入爐煤熱值在3200kcal/kg，界于設(shè)計(jì)煤種和校核煤種之間，滿負(fù)荷煤量約在370～380t/h，磨煤機(jī)出力又達(dá)不到設(shè)計(jì)出力80t/ h，滿負(fù)荷情況下必須6臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行。

通過一個(gè)月的運(yùn)行，機(jī)組負(fù)荷在360～450MW，磨煤機(jī)運(yùn)行方式一直為上5層磨運(yùn)行，主汽溫勉強(qiáng)維持在550℃，但在上層制粉系統(tǒng)停運(yùn)檢修時(shí)，主汽溫便下降到510℃以下。

3.2根據(jù)煤粉細(xì)度設(shè)計(jì)值（R90為35%）調(diào)整各臺(tái)磨煤機(jī)的折向擋板

褐煤揮發(fā)分高，著火比較容易，運(yùn)行中對(duì)鍋爐的煤、灰、渣取樣分析，根據(jù)灰、渣的含碳量分析結(jié)果，可適當(dāng)將煤粉細(xì)度調(diào)粗。2011年8月份，C、D、E磨煤機(jī)煤粉取樣化驗(yàn)結(jié)果分別為： 43.8%、62.72%、65.2%；鍋爐飛灰可燃物0.68%，燃燒良好。

3.3適當(dāng)提高鍋爐運(yùn)行氧量

以機(jī)組負(fù)荷550MW負(fù)荷為試驗(yàn)工況，氧量5.0%，主、再熱汽溫540℃左右；通過變氧量調(diào)整試驗(yàn)，氧量保持在設(shè)計(jì)值3.5%，主、再熱汽溫仍在540℃，說明適當(dāng)提高氧量并不能提高汽溫或者提高不明顯。這是由于提高風(fēng)量，一方面使末級(jí)過熱器處的對(duì)流換熱吸熱量是增加的，但同時(shí)使?fàn)t膛溫度降低，分隔屏過熱器處的輻射換熱吸熱量減小的，兩方面的因素使汽溫的上升并不明顯。

3.4提高過熱度有利于提高主汽溫度，在垂直水冷壁管壁溫度不超過440℃情況下，盡量提高過熱度

3.5調(diào)節(jié)二次風(fēng)配風(fēng)方式及燃燼風(fēng)開度

實(shí)施情況：二次風(fēng)配風(fēng)方式采用均等配風(fēng)或?qū)毸团滹L(fēng)，燃燒效果較好，但必須保持與負(fù)荷相應(yīng)的大風(fēng)箱壓力。

經(jīng)過燃燒調(diào)整試驗(yàn)，燃燼風(fēng)對(duì)汽溫影響不明顯，原因是：與煙煤相比，同樣的揮發(fā)分，但是由于褐煤水分高達(dá)30%多，在煤中水分析出后，煤粉顆粒中留下的空隙更大，與空氣接觸面積更大，燃燒更加迅速、完全，這就是煤粉細(xì)度高達(dá)60%，但是飛灰可燃物含量仍較低（0.3～0.7%）。

3.6燃燒器噴口改為向爐膛中心偏轉(zhuǎn)20°

2011年5月，#1爐空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明AB層強(qiáng)風(fēng)環(huán)直徑為15.5m，較設(shè)計(jì)值10.9m明顯偏大。鍋爐正常運(yùn)行中，一次風(fēng)攜帶著煤粉進(jìn)入爐膛后著火、燃燒、煙氣膨脹，沿著爐膛高度方向，旋轉(zhuǎn)火焰的實(shí)際切圓直徑將不斷增大，必定大于冷態(tài)時(shí)的測(cè)量值。#1鍋爐停運(yùn)期間檢查發(fā)現(xiàn)水冷壁有沖刷現(xiàn)象，因此判斷為火焰切圓半徑過大，水冷壁輻射換熱外還有存在一定的熱傳導(dǎo)，水冷壁熱負(fù)荷偏大，過熱器、再熱器對(duì)流換熱減小，主再熱汽溫一直低于設(shè)計(jì)值。通過在燃燒器噴口加裝導(dǎo)流板將A、D、E、F層燃燒器噴口改為向爐膛中心偏轉(zhuǎn)20°，#1爐空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明AB層強(qiáng)風(fēng)環(huán)直徑為14m，EF層強(qiáng)風(fēng)環(huán)直徑10m，比改造前減小。改造后，鍋爐切圓燃燒半徑變小，火焰沖刷水冷壁的現(xiàn)象消失，水冷壁換熱方式完全改為輻射換熱，過熱器、再熱器換熱量增多；同時(shí)，由于只是燃燒器噴口角度改變，二次風(fēng)噴口角度并未改變，風(fēng)粉混合延時(shí)，火焰中心上移，過熱器、再熱器換熱量又增多，因此主、再熱汽溫均能夠達(dá)到設(shè)計(jì)值。

4　結(jié)語

通過本次燃燒調(diào)整試驗(yàn)可知，各層磨煤機(jī)出力、二次風(fēng)配風(fēng)均能在一定程度上提高主再熱汽溫，但影響最大的是切圓半徑的大小。墻式切圓燃燒的鍋爐與四角切圓燃燒的鍋爐一樣，在鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)假象切圓半徑不能過大，如果運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)切圓半徑過大，則可以在噴燃口加裝導(dǎo)流板來減小切圓半徑。

［1］安巍，朱彤，高乃平.改善切圓燃燒鍋爐煙溫偏差措施的數(shù)值模擬分析［J］.人力發(fā)電，2012，（05）：31-35.

［2］劉敦禹，秦明，孫巧群，等.600MW超超臨界墻式切圓鍋爐燃燒過程數(shù)值模擬［J］.熱能動(dòng)力工程，2011，（01）：89-93.

［3］岳峻峰，梁紹華，寧新宇，等.600MW超超臨界鍋爐墻式切圓燃燒系統(tǒng)的特點(diǎn)及性能分析［J］.動(dòng)力工程學(xué)報(bào)，2011，（08）：598-604.

王傳軍（1983—），男，山東肥城人，本科，助理工程師，研究方向：鍋爐燃燒調(diào)整及脫硝運(yùn)行。