陳鋼

摘 要：鍋爐低氮燃燒器改造后，在加減負荷過程中，受熱面經(jīng)常會發(fā)生超溫現(xiàn)象，尤其是在過熱器后屏部分管件及低溫過熱器部分管件表現(xiàn)比較明顯。經(jīng)常超溫使受熱面疲勞損耗增加，嚴重影響受熱面的壽命，長時間的超溫可能導(dǎo)致受熱面爆破，威脅到機組的安全運行。本文主要對低氮燃燒器改造后超溫原因進行了分析，并提出了預(yù)防控制的措施。

關(guān)鍵詞：低氮燃燒器 改造 超溫 預(yù)防 控制

中圖分類號：TM62 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）09（b）-0043-02

1 設(shè)備情況簡介

該廠鍋爐由哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司制造，型號為HG-1025/17.5-YM，為亞臨界、自然循環(huán)、單爐膛、一次中間再熱、直流擺動燃燒器、固態(tài)排渣燃煤汽包爐。采用四角切向布置的全擺動燃燒器，四角同步，燃燒器可做整體±30℃的上下擺動，共設(shè)五層一次風(fēng)噴口。2014年進行了低氮燃燒器改造，以降低鍋爐出口NOX排放。

2 問題描述

該廠在低氮燃燒器改造前，受熱面很少有超溫，出現(xiàn)超溫的情況基本都在機組剛并網(wǎng)帶負荷階段，由于加負荷速度過快，壓力較低，為盡快提高過熱器壓力，煤量增加較多、較快，造成受熱面超溫；正常運行中則幾乎不會出現(xiàn)受熱面管壁超溫的情況。

低氮燃燒器改造后，過熱器后屏部分管件，尤其是后屏#6組件6號管、后屏#6組件11號管、后屏#6組件13號管在運行中經(jīng)常會出現(xiàn)超溫報警（報警值520℃，超溫值530℃），尤其在高負荷運行時常會發(fā)生管壁報警的情況；低溫過熱器部分組件在低負荷時（報警值470℃，超溫值480℃）易出現(xiàn)超溫的情況。

3 超溫原因分析

3.1 過熱器后屏管壁超溫的原因分析

（1）低氮燃燒器改造后，爐膛出口溫度升高。部分二次風(fēng)經(jīng)SOFA噴口進入爐內(nèi)，在整個燃燒器區(qū)域二次風(fēng)量較原來減少較多，為抑制NOX的生成，煤粉處于欠氧燃燒的狀態(tài)，并未能充分燃燒，燃燒過程被延長到SOFA區(qū)域，原E層噴燃器距離屏底為18.516m，現(xiàn)在SOFA中心距離屏底為11.184m，煤粉燃燒區(qū)域距離屏底距離明顯縮短。在高負荷時，燃燒器區(qū)域二次風(fēng)開度在20%左右，SOFA風(fēng)開4～6層，煤層開度保持在60%，會加劇燃燒中心的提高，造成爐膛出口溫度的升高；由于爐膛出口無煙氣溫度測點，在SOFA風(fēng)開大的情況下爐膛出口溫度較原來會變化多少，較改造前溫度變化多少無準(zhǔn)確數(shù)值。運行人員在進行燃燒調(diào)整后，無法直接了解爐膛出口煙氣溫度的變化，只能通過蒸汽溫度的變化間接了解，就會出現(xiàn)發(fā)現(xiàn)管壁溫度達到超溫報警值后采取措施進行調(diào)整，調(diào)整就比較滯后。

（2）運行調(diào)整習(xí)慣不好。在進行汽溫調(diào)整時，要一、二減配合進行，一減水量大，反應(yīng)慢，要實現(xiàn)對汽溫的準(zhǔn)確控制較難，二減水量小，反應(yīng)快，增減后汽溫馬上會發(fā)生變化，所以，在運行中個別值將一減水量控制較小，一減后汽溫保持過高，靠二減去實現(xiàn)對汽溫的快速、準(zhǔn)確控制，往往造成二減開關(guān)頻繁，噴水量較大。

（3）負荷變化太快、太頻繁。負荷變化太快，忽上忽下，值班員操作頻繁，尤其在AGC投入的情況下，負荷變動太頻繁且變動幅度大，調(diào)度要求機組保持較高的負荷變動速率，以加快負荷響應(yīng)速度，在加負荷時，煤量增加較快，很容易造成受熱面管壁超溫。

3.2 低溫過熱器管壁超溫的原因分析

低氮燃燒器改造后，低溫過熱器管壁溫度超溫發(fā)生在負荷較低（180MW以下）的時候，雖煙氣溫度相對較低，但煙氣量較大（過?？諝饬窟^大），低負荷時蒸汽流量較小，是造成低溫過熱器管壁超溫的主要原因。

4 防止管壁超溫的控制措施

4.1 正常運行時的汽溫調(diào)整

一是監(jiān)盤人員每小時必須對鍋爐管壁溫度檢查一次，發(fā)現(xiàn)超溫點或者一個點溫度明顯高于周圍點溫度，應(yīng)采取措施降低管壁溫度，并做好管壁超溫記錄；各臺磨煤機給煤量應(yīng)該保持均勻，發(fā)現(xiàn)過熱器管壁超溫后可以適當(dāng)降低上層磨煤機煤量、風(fēng)量，增加下層磨煤機煤量；大負荷時應(yīng)保持下層磨煤機運行，盡量不運行上層磨煤機；保持合適的氧量，氧量維持在3%～4%之間；嚴格監(jiān)視運行參數(shù)，出現(xiàn)異常及時分析；合理調(diào)整燃燒，保持燃燒穩(wěn)定和制粉系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；盡可能采取降低火焰中心調(diào)節(jié)方式，降低爐膛火焰中心，降低爐膛出口煙溫。二是嚴格執(zhí)行吹灰制度，對爐內(nèi)燃燒和結(jié)焦情況加強檢查，特別是1E磨4號角檢查，如管壁超溫則適當(dāng)增加吹灰次數(shù)；嚴格執(zhí)行鍋爐排污制度，嚴格控制鍋爐汽水品質(zhì)，減輕受熱面內(nèi)部結(jié)垢，降低壁溫。三是注意爐底水封的正常投入，做液壓關(guān)斷門試驗時，及時對汽溫進行調(diào)整，控制好溫度，防止超溫；經(jīng)常進行鍋爐本體和空預(yù)器的檢查，防止孔、門關(guān)閉不嚴漏風(fēng)影響汽溫的調(diào)整；加強對給水自動、減溫水自動、燃燒自動等主要自動控制情況的檢查，如自動失靈，應(yīng)立即切除自動，用手動方式將參數(shù)控制在正常范圍。

4.2 加減負荷時的汽溫調(diào)整

一是制粉系統(tǒng)啟動前通風(fēng)，停止磨煤機前通風(fēng)，應(yīng)控制冷風(fēng)通入量，及時調(diào)整鍋爐配風(fēng)；負荷變化時，煤量不要突增或突減，如汽溫上升過快，可降低負荷變化速率，可將負荷變動速率降至3MW/min。防止長時間、大風(fēng)量通入冷一次風(fēng)，導(dǎo)致爐膛變冷，燃燒延后，使過熱器管壁超溫；二是根據(jù)一、二級減溫器后溫度和主汽溫度調(diào)整減溫水，在調(diào)整時一、二減要配合調(diào)整；操作減溫水要緩慢、平穩(wěn)、要有預(yù)見性和一定的提前量，以保證汽溫正常穩(wěn)定；在保證減溫器后蒸汽飽和度前提下，盡量增加一級減溫水量，高負荷時，在過熱汽溫達到額定值的情況下，盡量將一減后溫度保持較低，保持在390℃以下，盡量減小二減水量；三是負荷較高時，需要開大OFA消旋風(fēng)，減小煙氣余旋，減小煙氣流速、煙氣溫度偏差；大負荷時，保證燃燒區(qū)域二次風(fēng)量，二次風(fēng)擋板開度最好不低于30%；根據(jù)負荷變化及時對各二次風(fēng)擋板進行調(diào)整，防止鍋爐缺風(fēng)運行；監(jiān)視脫硫出口CO的變化，保持CO值最好不超過50mg/Nm3，最高不超過100mg/Nm3；保證脫硝入口NOX在300mg/Nm3左右即可，不要為保持較低的NOX值，而將SOFA風(fēng)層數(shù)打開較多，減小燃燒器區(qū)域二次風(fēng)量；打開SOFA風(fēng)開度最大保持在60%即可，不許SOFA風(fēng)開度保持過高；四是低負荷時，要及時對鍋爐風(fēng)量進行調(diào)整，保持合適的風(fēng)量，氧量最好保持在4%以內(nèi)，防止風(fēng)量過大，造成低溫過熱器管壁超溫。

4.3 異常情況下的汽溫調(diào)整

一是發(fā)生制粉系統(tǒng)斷煤后，應(yīng)在吹掃后及時關(guān)小冷風(fēng)量，不允許長時間將冷風(fēng)門開度放在100%位置；當(dāng)煤質(zhì)變差，煙氣量增加，煤粉點火推遲，減溫水增加已無裕量，鍋爐受熱面壁溫接近報警值時，應(yīng)盡快降低機組負荷；二是各輔助風(fēng)擋板發(fā)生故障時，及時聯(lián)系檢修處理，盡量使各角一次風(fēng)速、風(fēng)量相同，防止火焰偏斜；運行中高加突然退出，應(yīng)根據(jù)減溫器前汽溫上升情況，立即提前增加減溫水，防止超溫，暫緩增加熱負荷的任何操作；三是如高加退出，受熱面管壁、汽溫有超溫現(xiàn)象，應(yīng)降低機組負荷；經(jīng)采取上述措施無效時，應(yīng)降低汽溫運行，必要時降低機組負荷。

5 結(jié)語

鍋爐低氮燃燒器改造后，造成燃燒延遲，火焰中心上移，爐膛出口煙溫上升，鍋爐的過熱汽溫、再熱汽溫上升，過、再熱減溫水量增加，增加了受熱面管壁超溫的風(fēng)險。改造后，燃燒器的型式已確定，因此降低NOX排放量的主要措施是燃燒優(yōu)化調(diào)整。通過正常運行時、加減負荷時、以及異常情況下的汽溫調(diào)整原則、方法、參數(shù)控制范圍和注意事項等措施，在滿足環(huán)保排放要求的前提下要最大程度兼顧鍋爐安全性、經(jīng)濟性，通過及時優(yōu)化運行方式、精細調(diào)整確保鍋爐受熱面不超溫，保證鍋爐的長期安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1] 大唐戶縣第二熱電廠1、2號鍋爐低氮燃燒器改造后性能試驗報告[R].endprint