李彥龍,潘 晶，王文生,黃友超,劉 彬

(1.華電電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110180；2.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006；3.華電白音華金山發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026200)

1 設(shè)備概況

某電廠2×600 MW機(jī)組鍋爐為北京巴布科克-威爾科克斯有限公司制造的亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、前后墻對(duì)沖燃燒、尾部雙煙道結(jié)構(gòu)、自然循環(huán)煤粉鍋爐。燃燒系統(tǒng)采用中速磨煤機(jī)冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺(tái)爐配7臺(tái)MPS225HP-II型磨煤機(jī)。鍋爐配備B&W公司研制的DRB-XCL型雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器，前、后墻對(duì)沖布置在各自的分隔倉(cāng)大風(fēng)箱中，前墻布置4層，后墻布置3層，每層各布置6臺(tái)，共42臺(tái)燃燒器，其中21臺(tái)燃燒器的二次風(fēng)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，另21臺(tái)燃燒器逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。DRB-XCL型燃燒器上配有雙層強(qiáng)化著火的調(diào)風(fēng)機(jī)構(gòu)，從大風(fēng)箱來(lái)的二次風(fēng)分兩股進(jìn)入內(nèi)層和外層調(diào)風(fēng)器，內(nèi)、外層二次風(fēng)具有相同的旋轉(zhuǎn)方向。內(nèi)二次風(fēng)軸向葉片的最大開(kāi)度為60°，最小開(kāi)度為20°，外調(diào)風(fēng)葉片的最大開(kāi)度為80°，最小開(kāi)度為40°，燃燒器調(diào)風(fēng)盤(pán)控制單個(gè)燃燒器進(jìn)風(fēng)量大小。旋流燃燒器如圖1所示，同層燃燒器旋流方向(以A層為例)如圖2所示，鍋爐主要參數(shù)如表1所示。

圖1 旋流燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 同層燃燒器旋流方向示意圖(以A層為例)

表1 鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)

2 氧量偏差分析

該鍋爐在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)隨著負(fù)荷逐漸升高，尾部煙道兩側(cè)氧量偏差逐漸增大，A側(cè)偏高，B側(cè)偏低，且運(yùn)行氧量偏低的一側(cè)CO含量偏高，影響機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。各負(fù)荷下尾部煙道兩側(cè)氧量、CO含量沿截面分布曲線如圖3、圖4所示。

圖3 各負(fù)荷下尾部煙道兩側(cè)運(yùn)行氧量分布測(cè)試結(jié)果

圖4 各負(fù)荷下尾部煙道兩側(cè)CO含量分布測(cè)試結(jié)果

由圖3、圖4可知，機(jī)組鍋爐在75%負(fù)荷以上時(shí)，運(yùn)行氧量由A側(cè)至B側(cè)逐漸降低，兩側(cè)平均偏差在1.5%。鍋爐投運(yùn)燃燒器均勻配風(fēng)方式，各燃燒器調(diào)風(fēng)盤(pán)刻度均在120 mm，內(nèi)、外二次風(fēng)葉片角度分別為35°、45°。造成前后墻對(duì)沖鍋爐尾部煙道兩側(cè)運(yùn)行氧量偏差大的主要原因如下[1]。

a. 由于中速磨煤機(jī)出口6根粉管可調(diào)縮孔元件磨損，造成不同粉管流動(dòng)阻力偏差增大或某一側(cè)燃燒器的粉管發(fā)生堵塞導(dǎo)致同層燃燒器出力不一致，在兩側(cè)爐膛配風(fēng)均勻的情況下，燃燒器出力大的一側(cè)風(fēng)煤比小，氧量偏低。

b. 燃煤煤質(zhì)變差，導(dǎo)致制粉系統(tǒng)分離器堵塞，造成磨煤機(jī)出口6根粉管出粉不均勻。

c. 鍋爐兩側(cè)配風(fēng)偏差大，燃燒器兩側(cè)二次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板及調(diào)風(fēng)盤(pán)開(kāi)度顯示一致，可能導(dǎo)致同層燃燒器二次風(fēng)量不均衡，在兩側(cè)燃料量相同的情況下，二次風(fēng)大的一側(cè)燃燒充分，燃燒不充分的一側(cè)氧量就會(huì)偏高。

d. 水平煙道、尾部煙道積灰，結(jié)渣程度、煙氣擋板開(kāi)度不同以及受熱面自身結(jié)構(gòu)、安裝偏差都會(huì)使?fàn)t膛左右兩側(cè)煙氣流動(dòng)時(shí)遇到阻力產(chǎn)生偏差，從而使尾部煙道左右兩側(cè)負(fù)壓出現(xiàn)偏差，使煙道兩側(cè)漏風(fēng)量發(fā)生變化，造成爐膛兩側(cè)氧量出現(xiàn)偏差。

e. 尾部煙道在正常工況下處于負(fù)壓狀態(tài)，兩側(cè)尾部煙道由于自身嚴(yán)密性和負(fù)壓不同，會(huì)產(chǎn)生不同程度的漏風(fēng)，漏風(fēng)量大的一側(cè)氧量將會(huì)偏高。

3 解決措施

3.1 一次風(fēng)速測(cè)試及調(diào)平

中速磨煤機(jī)出口設(shè)計(jì)6根送粉管道，各粉管阻力偏差易造成各粉管一次風(fēng)速偏差較大，進(jìn)而影響兩側(cè)運(yùn)行氧量不平衡。由表2可知，7臺(tái)磨煤機(jī)粉管調(diào)整前一次風(fēng)速最大偏差范圍為-62.9%～21.4%。

通過(guò)對(duì)單臺(tái)磨煤機(jī)可調(diào)鎖孔的調(diào)整，各臺(tái)磨粉管一次風(fēng)速偏差控制在±5%，從而消除了因一次風(fēng)速偏差造成鍋爐兩側(cè)燃燒偏差問(wèn)題[2-3]。

表2 磨煤機(jī)一次風(fēng)速調(diào)整前、后偏差情況%

3.2 磨煤機(jī)粉管粉量分配測(cè)試

在風(fēng)速調(diào)平后，通過(guò)對(duì)各磨煤機(jī)粉管煤粉等速取樣，發(fā)現(xiàn)A磨煤粉分配偏差在-38.4%～43.8%，B磨煤粉分配偏差在-54.7%～59.9%，C磨煤粉分配偏差在-36.5%～32%，D磨煤粉分配偏差在-34.6%～69.9%，E磨煤粉分配偏差在-32.2%～43.6%，F(xiàn)磨煤粉分配偏差在-27%～37.2%，G磨煤粉分配偏差在-34.9%～40.7%。各磨煤粉分配均有不同程度的偏差，且沒(méi)有一定的規(guī)律性，煤粉分配偏差易造成同層燃燒器過(guò)氧燃燒或欠氧燃燒，產(chǎn)生還原性氣氛，導(dǎo)致水冷壁高溫腐蝕，局部發(fā)生結(jié)焦[4-5]。

磨煤機(jī)粉管煤粉分配偏差較大，主要受磨煤機(jī)分離器分配特性及粉管阻力影響。在各粉管一次風(fēng)速調(diào)平的前提下，基本消除了粉管阻力偏差影響，造成各粉管煤粉量偏差的主要原因是磨煤機(jī)出口分離器磨損、堵塞、變形等，電廠應(yīng)加強(qiáng)對(duì)磨煤機(jī)出口分離器的日常檢修和維護(hù)工作。

3.3 燃燒器配風(fēng)調(diào)整

在各層粉管一次風(fēng)速調(diào)平的基礎(chǔ)上，根據(jù)鍋爐運(yùn)行氧量偏差特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)配風(fēng)實(shí)際情況，對(duì)燃燒器調(diào)風(fēng)盤(pán)開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整，保持A側(cè)燃燒器調(diào)風(fēng)盤(pán)開(kāi)度不變，開(kāi)大B側(cè)各層燃燒器調(diào)風(fēng)盤(pán)，從而使低氧量側(cè)二次風(fēng)量增加，以改善該側(cè)氧量偏低問(wèn)題。燃燒器調(diào)風(fēng)盤(pán)開(kāi)度調(diào)整前、后參數(shù)如表3所示，調(diào)整后鍋爐各負(fù)荷下尾部煙道兩側(cè)氧量、CO含量沿截面分布曲線如圖5、圖6所示。

通過(guò)對(duì)低氧量側(cè)各層燃燒器調(diào)風(fēng)盤(pán)的調(diào)整，鍋爐兩側(cè)運(yùn)行氧量及CO含量均相對(duì)均勻，無(wú)明顯偏差，鍋爐氧量偏差得到有效調(diào)節(jié)，確保了機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

表3 各層燃燒器調(diào)風(fēng)盤(pán)開(kāi)度調(diào)整前、后參數(shù) mm

圖5 調(diào)整后各負(fù)荷下尾部煙道兩側(cè)運(yùn)行氧量分布測(cè)試結(jié)果

圖6 調(diào)整后各負(fù)荷下尾部煙道兩側(cè)CO含量分布測(cè)試結(jié)果

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)制粉系統(tǒng)、燃燒器配風(fēng)等調(diào)整，從鍋爐目前運(yùn)行情況看，取得較為明顯的效果，鍋爐在各負(fù)荷下兩側(cè)運(yùn)行氧量基本無(wú)偏差。同時(shí)，為徹底解決運(yùn)行氧量偏差問(wèn)題，應(yīng)在檢修期間開(kāi)展冷態(tài)動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)，確保各層燃燒器均勻配風(fēng)，并對(duì)各磨煤機(jī)分離器擋板進(jìn)行檢修，提高煤粉分配的均勻性，從而確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。