茅建波，張曉龍，陳小波，鄭建平，趙寅豐

（1.國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院，杭州 310014；2.杭州意能電力技術(shù)有限公司，杭州 310012）

0 引言

我國大型電站燃煤鍋爐的水冷壁普遍存在不同程度的高溫腐蝕情況，這主要與采用空氣分級(jí)燃燒技術(shù)有關(guān)，該技術(shù)通過減少供給煤粉燃燒初期所需的空氣量，造成“貧氧富燃料”的燃燒氛圍，達(dá)到抑制NOX生成的目的?？諝夥旨?jí)燃燒方式不可避免地會(huì)在燃燒器區(qū)域出現(xiàn)強(qiáng)烈的還原性氣氛，從而引發(fā)水冷壁管產(chǎn)生高溫腐蝕[1]，威脅鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。水冷壁高溫腐蝕是典型的硫化物型高溫腐蝕，產(chǎn)生的根本原因是水冷壁壁面附近存在強(qiáng)還原性氣氛并伴有腐蝕性氣體H2S 的存在，其腐蝕速度與H2S 質(zhì)量濃度成正比，而O2的存在可以有效抑制H2S 的生成[2]。目前，防止水冷壁高溫腐蝕的措施主要有水冷壁管高溫噴涂[3]、燃燒系統(tǒng)改造[4]以及燃燒優(yōu)化調(diào)整[5]等，對水冷壁貼壁氣氛分布規(guī)律進(jìn)行研究，進(jìn)而對鍋爐進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，改善水冷壁貼壁還原性氣氛，防止水冷壁發(fā)生高溫腐蝕，不失為一個(gè)簡單、經(jīng)濟(jì)且重要的手段。呂洪坤、李永生等[6-10]采用數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗(yàn)的方法研究了前后墻對沖燃燒鍋爐不同運(yùn)行工況下水冷壁貼壁氣氛的分布特性，取得了一些較有意義的成果。切圓燃燒鍋爐的燃燒組織方式與對沖燃燒鍋爐完全不同，針對切圓燃燒鍋爐，秦明[11]、馮強(qiáng)[12]采用數(shù)值模擬方法分別對1 臺(tái)600 MW 墻式切圓和四角切圓燃燒鍋爐爐內(nèi)H2S 氣體的分布特性進(jìn)行了研究，得到H2S主要分布在SOFA（分離燃盡風(fēng)）與主燃燒器之間的壁面區(qū)域，H2S 質(zhì)量分?jǐn)?shù)與配風(fēng)、給粉方式有關(guān)等結(jié)論。陳旭偉等[13]對1 臺(tái)1 000 MW 超超臨界雙切圓燃燒鍋爐水冷壁貼壁氣氛分布特性進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)研究，研究結(jié)果顯示調(diào)整二次風(fēng)配風(fēng)方式可以減弱水冷壁貼壁還原性氣氛，偏差調(diào)整同層燃燒器各角二次風(fēng)風(fēng)量和周界風(fēng)風(fēng)量可以改善局部水冷壁貼壁還原性氣氛。薛曉壘[14]、鄒磊[15]分別采用現(xiàn)場試驗(yàn)的方法研究了配風(fēng)方式、運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)等因素對600 MW 等級(jí)超臨界四角單切圓燃燒鍋爐水冷壁貼壁還原性氣氛的影響，研究結(jié)果表明，提高運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)、減小燃盡風(fēng)量、降低入爐煤中硫分含量可減弱水冷壁貼壁還原性氣氛，減少H2S 氣體的生成。

針對運(yùn)行調(diào)整改善切圓燃燒鍋爐水冷壁貼壁還原性氣氛的研究相對較少，且基本是機(jī)組額定負(fù)荷下配風(fēng)方式等影響因素的研究，未見燃燒器擺角等對水冷壁貼壁氣氛影響的研究。當(dāng)前煤電機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行已是常態(tài)，機(jī)組經(jīng)常性處于中、低負(fù)荷運(yùn)行，基于此，對1 臺(tái)350 MW 超臨界四角切圓燃燒鍋爐進(jìn)行了不同機(jī)組負(fù)荷、燃燒器擺角開度等運(yùn)行方式對水冷壁貼壁氣氛影響的試驗(yàn)研究，研究結(jié)果可為同類型鍋爐提供參考。

1 設(shè)備概況

某發(fā)電廠350 MW 機(jī)組鍋爐為超臨界參數(shù)、一次中間再熱、變壓運(yùn)行直流爐，采用平衡通風(fēng)、單爐膛、四角切圓燃燒、固態(tài)排渣、露天布置、全鋼構(gòu)架懸吊、∏型結(jié)構(gòu)。爐膛寬度為14 904 mm，深度為13 446 mm，爐頂管中心標(biāo)高為61 400 mm。制粉系統(tǒng)采用中速磨煤機(jī)正壓直吹冷一次風(fēng)機(jī)制粉系統(tǒng)，配5 臺(tái)ZGM95K-II 型中速磨煤機(jī)，每臺(tái)磨煤機(jī)出口引出4 根煤粉管道連接到爐膛四角同一層的煤粉噴嘴。

燃燒系統(tǒng)采用低NOX同軸燃燒系統(tǒng)，設(shè)有5層煤粉噴嘴，在煤粉噴嘴四周布置有燃料風(fēng)（周界風(fēng)）。每相鄰2 層煤粉噴嘴之間布置有1 層預(yù)置水平偏角的CFS（輔助風(fēng)噴嘴），在主燃燒區(qū)域上部設(shè)有2 層CCOFA（緊湊燃盡風(fēng)）噴嘴，下部設(shè)有1 層二次風(fēng)噴嘴，在距離主燃燒器區(qū)域上部6 m 布置有4 層可水平擺動(dòng)的SOFA 噴嘴。每角共有17 層風(fēng)室與噴嘴一一對應(yīng)，從下往上依次編號(hào)為AA，A，AB，B，BC，C，CD，D，DE，E，EE，CCOFA1，CCOFA2，SOFA1，SOFA2，SOFA3 及SOFA4，均設(shè)置風(fēng)門擋板調(diào)節(jié)進(jìn)入每個(gè)噴嘴的二次風(fēng)量，A，B，C，D，E 層為周界風(fēng)，AA，AB，BC，CD，DE，EE 層為輔助風(fēng)，燃燒器布置如圖1 所示。主燃燒器和SOFA 噴嘴由電動(dòng)執(zhí)行器帶動(dòng)可作±30°的上下擺動(dòng)。

2 試驗(yàn)方法

2.1 測點(diǎn)布置

水冷壁貼壁煙氣取樣測點(diǎn)布置在爐膛前、后墻，共7 層，前、后墻對稱布置，最下層記為第1層，依次向上，最上層為第7 層，沿爐膛寬度方向從左側(cè)至右側(cè)，測點(diǎn)依次標(biāo)記為1，2，3，測點(diǎn)布置如圖1 所示。測點(diǎn)是在水冷壁鰭片上開孔，采用外徑為10 mm 不銹鋼管滿焊引至保溫層外。

2.2 測試方法

測量水冷壁貼壁氣氛時(shí)，用取樣泵將水冷壁貼壁煙氣從取樣管中抽出，經(jīng)煙氣預(yù)處理器進(jìn)行除塵、除濕和冷卻等預(yù)處理后送入Testo350 煙氣分析儀，測試煙氣中O2，CO 和H2S 的體積分?jǐn)?shù)。測試時(shí)用煙氣分析儀自帶的稀釋功能對CO 的濃度稀釋20 倍，以防止CO 濃度過高超出分析儀器的量程。測試期間鍋爐維持穩(wěn)定運(yùn)行，鍋爐設(shè)計(jì)煤種和試驗(yàn)煤種的煤質(zhì)分析參數(shù)如表1 所示。

表1 設(shè)計(jì)煤種和試驗(yàn)煤種的煤質(zhì)參數(shù)

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 水冷壁貼壁氣氛分布

習(xí)慣運(yùn)行方式下鍋爐水冷壁貼壁氣氛分布情況如表2—4 所示，表2 工況機(jī)組負(fù)荷為320 MW，ABCD 磨煤機(jī)組合；表3 為280 MW，BCDE 磨煤機(jī)組合；表4 機(jī)組負(fù)荷為250 MW，BCDE 磨煤機(jī)組合。

表2 320 MW 負(fù)荷時(shí)水冷壁貼壁氣氛分布

從表2 可以看出，主燃燒器區(qū)域（對應(yīng)第1—4 層測點(diǎn)）水冷壁貼壁煙氣中O2體積分?jǐn)?shù)較高，CO體積分?jǐn)?shù)大部分在0.5%以內(nèi)，還原性氣氛較弱，H2S 氣體體積分?jǐn)?shù)基本在70×10-6以內(nèi)，僅第2、第3 層靠近前墻測孔1（1 號(hào)角）位置2 個(gè)測點(diǎn)的H2S 體積分?jǐn)?shù)略高，約為107×10-6。從還原區(qū)至燃盡區(qū)，對應(yīng)第5—7 層測點(diǎn)，水冷壁貼壁煙氣中O2體積分?jǐn)?shù)比主燃燒器區(qū)顯著降低，有多個(gè)測點(diǎn)幾乎檢測不到O2，CO 體積分?jǐn)?shù)大幅升高，基本在1.1%～2.2%，最高為4.62%，H2S 體積分?jǐn)?shù)基本在80×10-6～130×10-6，比主燃燒器區(qū)域明顯升高。

由表3 可以看出，機(jī)組負(fù)荷為280 MW 時(shí)，主燃燒器區(qū)域水冷壁貼壁煙氣中O2體積分?jǐn)?shù)比320 MW 時(shí)升高，CO 體積分?jǐn)?shù)更低，大部分在0.1%以內(nèi)，H2S 體積分?jǐn)?shù)基本在55×10-6以內(nèi)，最高點(diǎn)仍位于第2、第3 層前墻靠近1 號(hào)角位置，約為83×10-6。還原區(qū)和燃盡區(qū)貼壁O2體積分?jǐn)?shù)大部分小于0.5%，CO 體積分?jǐn)?shù)基本在2%～6%，最高為6.8%，還原性氣氛強(qiáng)烈，H2S 體積分?jǐn)?shù)基本在100×10-6～200×10-6，最高達(dá)265.8×10-6。

表3 280 MW 負(fù)荷時(shí)水冷壁貼壁氣氛分布

表4 250 MW 負(fù)荷時(shí)水冷壁貼壁氣氛分布

從表4 結(jié)果看，機(jī)組負(fù)荷為250 MW 時(shí)，主燃燒器區(qū)域水冷壁貼壁煙氣中O2體積分?jǐn)?shù)高，整體平均為10%左右，CO 體積分?jǐn)?shù)大部分在0.01%～0.03%，H2S 氣體體積分?jǐn)?shù)基本在45×10-6以內(nèi)。還原區(qū)和燃盡區(qū)水冷壁貼壁煙氣中O2體積分?jǐn)?shù)有所升高，基本不存在檢測不到O2的測點(diǎn)，但與主燃燒器區(qū)相比仍較低，H2S 體積分?jǐn)?shù)基本在70×10-6～105×10-6。

由水冷壁貼壁氣氛分布特性可知，鍋爐燃燒系統(tǒng)預(yù)置水平偏角輔助風(fēng)的設(shè)計(jì)效果比較明顯，不同機(jī)組負(fù)荷和磨煤機(jī)組合方式下主燃燒器區(qū)水冷壁貼壁還原性氣氛較弱，H2S 氣體體積分?jǐn)?shù)基本在80×10-6以內(nèi)。貼壁還原性氣氛存在向上累積的效應(yīng)[8]，從還原區(qū)至燃盡區(qū)，貼壁O2體積分?jǐn)?shù)較低，還原性氣氛強(qiáng)烈，以SOFA1 和SOFA2噴嘴（第6 層）標(biāo)高區(qū)域尤為明顯，與此相對應(yīng)，貼壁H2S 體積分?jǐn)?shù)普遍較主燃燒器區(qū)域升高，大部分在70×10-6～150×10-6，最高達(dá)265.8×10-6。主燃燒器區(qū)域水冷壁發(fā)生高溫腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)較小，而還原區(qū)和燃盡區(qū)相對發(fā)生高溫腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)較大，實(shí)際情況也正是如此，2018 年A 級(jí)檢修檢查發(fā)現(xiàn)從CCOFA1 噴嘴至SOFA4 噴嘴區(qū)域水冷壁存在局部高溫腐蝕情況。根據(jù)鍋爐水冷壁貼壁氣氛分布的特點(diǎn)，將重點(diǎn)研究鍋爐運(yùn)行參數(shù)調(diào)整對還原區(qū)和燃盡區(qū)水冷壁貼壁氣氛的影響。

3.2 機(jī)組負(fù)荷的影響

BCDE 和ABCD 這2 種磨煤機(jī)組合方式下不同機(jī)組負(fù)荷時(shí)水冷壁貼壁氣氛如圖2 所示，圖中橫坐標(biāo)字母“F”表示前墻，“R”表示后墻，測點(diǎn)編號(hào)如“F7-2”表示測點(diǎn)位于第7 層前墻第2 個(gè)測點(diǎn)，其余類似。BCDE 磨煤機(jī)組合方式分別進(jìn)行了280 MW 和250 MW 負(fù)荷的試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)CCOFA1和CCOFA2 風(fēng)門開度保持15%，SOFA1，SOFA2和SOFA3 開度均為45%，SOFA4 開度為20%，燃燒器擺角（主燃燒器擺角和SOFA 噴嘴擺角）開度45%，配風(fēng)方式維持不變；ABCD 磨煤機(jī)組合方式進(jìn)行了340 MW 及320 MW 負(fù)荷的試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)CCOFA1 和CCOFA2 風(fēng)門開度保持15%，SOFA1，SOFA2 和SOFA3 開度均為65%，SOFA4開度為33%，燃燒器擺角開度50%，配風(fēng)方式同樣保持不變。

由圖2 可以看出，總體上，隨著機(jī)組負(fù)荷的降低，水冷壁貼壁氣氛O2體積分?jǐn)?shù)升高，還原性氣氛減弱，H2S 氣體體積分?jǐn)?shù)下降。以BCDE磨煤機(jī)組合方式為例，280 MW 負(fù)荷時(shí)，第5，6，7 層各層測點(diǎn)O2體積分?jǐn)?shù)平均分別為1.41%，0.44%和1.54%；250 MW 時(shí)分別為1.47%，0.94%和2.05%；280 MW 負(fù)荷時(shí)，第5，6，7 層3 層所有測點(diǎn)的平均O2體積分?jǐn)?shù)為1.13%；250 MW 時(shí)為1.49%；水冷壁貼壁O2體積分?jǐn)?shù)升高，平均CO 體積分?jǐn)?shù)由2.16%降至1.74%，平均H2S 體積分?jǐn)?shù)由102×10-6減小至74×10-6。

圖2 機(jī)組負(fù)荷對水冷壁貼壁氣氛的影響

機(jī)組負(fù)荷降低，入爐總?cè)剂狭繙p少，但是供給燃燒的空氣量不隨燃料量成比例減少，如上述機(jī)組負(fù)荷由280 MW 降至250 MW，風(fēng)煤比由9.02 升至9.20，爐膛出口空氣過量系數(shù)由1.17 增大至1.20，即隨著機(jī)組負(fù)荷的降低，單位燃料量所對應(yīng)的空氣量增大，爐膛整體O2氣氛增強(qiáng)，水冷壁貼壁還原性氣氛減弱，同時(shí)，因總?cè)剂狭繙p少，進(jìn)入爐內(nèi)的硫元素的絕對量也變少，H2S體積分?jǐn)?shù)減小。

3.3 燃燒器擺角的影響

燃燒器擺角是調(diào)節(jié)再熱汽溫的重要手段，調(diào)整燃燒器擺角會(huì)對爐內(nèi)空氣動(dòng)力場產(chǎn)生一定影響，進(jìn)行燃燒器擺角開度分別為55%，45%和25%的試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)機(jī)組負(fù)荷為280 MW，BCDE磨煤機(jī)組合方式，保持運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)為3.0%，AA 層風(fēng)門開度為60%，AB 層為10%，BC，CD，DE 和EF 層均為30%，CCOFA1 和CCOFA2 風(fēng)門開度為15%，SOFA1，SOFA2 和SOFA3 風(fēng)門開度均為45%，SOFA4 風(fēng)門開度為20%，周界風(fēng)風(fēng)門開度為37%（A 層為20%），風(fēng)箱與爐膛差壓為0.4 kPa，試驗(yàn)結(jié)果如圖3 所示。

圖3 燃燒器擺角對水冷壁貼壁氣氛的影響

從試驗(yàn)結(jié)果看，燃燒器擺角下擺，水冷壁貼壁還原性氣氛減弱，H2S 體積分?jǐn)?shù)減小。燃燒器擺角開度為55%時(shí)，第5，6，7 層所有測點(diǎn)的平均O2體積分?jǐn)?shù)為0.5%，隨著燃燒器擺角逐步下擺，各測點(diǎn)整體O2體積分?jǐn)?shù)逐步升高，燃燒器擺角下擺至25%時(shí)，平均O2體積分?jǐn)?shù)升高至1.71%。隨著O2體積分?jǐn)?shù)的升高，平均CO 體積分?jǐn)?shù)由3.38%降至1.67%，平均H2S 體積分?jǐn)?shù)由134×10-6降為79×10-6，下降了41%，可見，燃燒器擺角對水冷壁貼壁氣氛影響較大。

如前所述，鍋爐燃燒系統(tǒng)采用的是低NOX同軸燃燒系統(tǒng)，其最大特點(diǎn)在于預(yù)置水平偏置角度的輔助風(fēng)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)將輔助風(fēng)噴嘴相對于一次風(fēng)和周界風(fēng)噴嘴向外偏置一定角度，在組織燃燒時(shí)，大量空氣包裹在煤粉顆粒外側(cè)，形成“風(fēng)包粉”的燃燒方式，可以在很大程度上改善水冷壁貼壁還原性氣氛。根據(jù)相關(guān)研究，燃燒器擺角會(huì)影響實(shí)際切圓直徑的大小，燃燒器擺角下擺，切圓直徑變大[16]，這也意味著當(dāng)燃燒器擺角下擺時(shí)，包裹煤粉顆粒的旋轉(zhuǎn)氣流更靠近水冷壁，從而起到改善水冷壁貼壁還原性氣氛的作用。但燃燒器擺角若下擺過大，可能會(huì)對鍋爐運(yùn)行產(chǎn)生一些不利影響，如風(fēng)粉氣流會(huì)沖刷冷灰斗，增大冷灰斗結(jié)焦、結(jié)渣的幾率，爐渣可燃物含量升高，以及加劇爐膛出口煙氣流速、溫度的偏差等，應(yīng)結(jié)合鍋爐實(shí)際運(yùn)行狀況合理調(diào)節(jié)燃燒器擺角。

3.4 風(fēng)箱與爐膛差壓的影響

風(fēng)箱與爐膛差壓是鍋爐運(yùn)行時(shí)比較重要的調(diào)節(jié)、控制參數(shù)之一，鍋爐正常運(yùn)行時(shí)需維持一定的風(fēng)箱與爐膛差壓，以保持空氣分級(jí)效果，抑制NOX的生成，同時(shí)也是為了提高二次風(fēng)量對爐膛負(fù)壓波動(dòng)的抗干擾性能，不致于因爐膛負(fù)壓變正而引起燃燒器出口二次風(fēng)量、風(fēng)速的大幅波動(dòng)甚至向燃燒器倒灌。風(fēng)箱與爐膛差壓由AA，AB，BC，CD，DE 及EE 層輔助風(fēng)門自動(dòng)調(diào)節(jié)。在機(jī)組負(fù)荷為300 MW，ABCD 磨煤機(jī)組合方式下進(jìn)行變風(fēng)箱與爐膛差壓試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)AA 及EE 層風(fēng)門為手動(dòng)方式，開度分別為65%和10%，其余4層輔助風(fēng)門投自動(dòng)，開度一致，大小由設(shè)定的風(fēng)箱與爐膛差壓值決定，運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)保持2.9%，CCOFA1 和CCOFA2 風(fēng)門開度均為15%，SOFA1，SOFA2，SOFA3 及SOFA4 風(fēng)門開度分別為57%，44%，22%及5%，周界風(fēng)風(fēng)門開度為44%（E 層為35%），燃燒器擺角開度為45%，試驗(yàn)結(jié)果如圖4 所示。

圖4 風(fēng)箱與爐膛差壓對水冷壁貼壁氣氛的影響

由圖4 可以看出，風(fēng)箱與爐膛差壓為0.40 kPa時(shí)，第5，6，7 層各測點(diǎn)O2體積分?jǐn)?shù)相對較高，其中第7 層測點(diǎn)更為明顯，3 層測點(diǎn)的平均O2體積分?jǐn)?shù)為2.34%，風(fēng)箱與爐膛差壓提高至0.55 kPa 后，各測點(diǎn)O2體積分?jǐn)?shù)明顯減小，3 層測點(diǎn)的平均O2體積分?jǐn)?shù)減小為1.17%，由于O2體積分?jǐn)?shù)減小，CO 體積分?jǐn)?shù)增大，平均CO 體積分?jǐn)?shù)由1.28%上升至2.12%，平均H2S 體積分?jǐn)?shù)也由66×10-6升高至95×10-6?？梢?，提高風(fēng)箱與爐膛差壓，水冷壁貼壁煙氣中O2體積分?jǐn)?shù)減小，還原性氣氛增強(qiáng)，H2S 體積分?jǐn)?shù)增大。

改變風(fēng)箱與爐膛差壓，其實(shí)質(zhì)是改變了主燃燒器區(qū)域與燃盡風(fēng)區(qū)域的風(fēng)量配比，在SOFA 風(fēng)門開度不變的情況下，提高風(fēng)箱與爐膛差壓，各層輔助風(fēng)門開度關(guān)小，迫使一部分主燃燒器區(qū)域的二次風(fēng)進(jìn)入燃盡風(fēng)，空氣分級(jí)程度加劇，主燃燒器區(qū)域缺氧嚴(yán)重，煤粉燃燒延后。周界風(fēng)風(fēng)量也因風(fēng)箱與爐膛差壓提高而增大，同樣會(huì)使煤粉燃燒延后，圖5 為在機(jī)組負(fù)荷330 MW，ABCD磨煤機(jī)組合方式下實(shí)際測試的不同風(fēng)箱與爐膛差壓對爐膛溫度的影響，從圖5 可以看出，風(fēng)箱與爐膛差壓由0.56 kPa 提高至0.76 kPa，火焰中心上升了約5 m。另外，主燃燒器區(qū)二次風(fēng)量減少，“風(fēng)包粉”燃燒的效果減弱，水冷壁貼壁還原性氣氛增強(qiáng)且向上累積。由此，還原區(qū)和燃盡區(qū)水冷壁貼壁還原性氣氛增強(qiáng)，H2S 體積分?jǐn)?shù)升高。

風(fēng)箱與爐膛差壓對省煤器出口煙氣中NOX的質(zhì)量濃度影響較大，風(fēng)箱與爐膛差壓由0.40 kPa 提高至0.55 kPa，省煤器出口煙氣中NOX質(zhì)量濃度由160 mg/m3降至135 mg/m3，下降了15.6%。

3.5 運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)的影響

圖5 風(fēng)箱與爐膛差壓對爐膛溫度的影響

維持機(jī)組負(fù)荷為340 MW，ABCD 磨煤機(jī)組合方式，風(fēng)箱與爐膛差壓為0.5 kPa，AA 層風(fēng)門開度為70%，CCOFA1 和CCOFA2 風(fēng)門開度為20%，SOFA1，SOFA2，SOFA3 及SOFA4 風(fēng)門開度分別為75%，65%，60%及20%，周界風(fēng)風(fēng)門開度為50%（E 層為25%），燃燒器擺角開度為52%，運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)由3.0%提高至3.6%，AB，BC，CD，DE，EE 層輔助風(fēng)門開度分別由26%，26%，26%，26%，10%自動(dòng)開大為40%，40%，40%，40%，18%，試驗(yàn)結(jié)果如圖6 所示。

圖6 運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)對水冷壁貼壁氣氛的影響

由圖6 可以看出，總體上，隨著運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)的提高，各測點(diǎn)O2體積分?jǐn)?shù)有所升高，水冷壁貼壁還原性氣氛減弱，H2S 體積分?jǐn)?shù)有所下降。運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)為3.0%時(shí)，第5，6，7 層各測點(diǎn)平均O2體積分?jǐn)?shù)為1.30%，運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)升至3.6%時(shí)，各測點(diǎn)平均O2體積分?jǐn)?shù)為1.49%，略有上升，平均CO 體積分?jǐn)?shù)由3.16%降至2.15%，平均H2S 體積分?jǐn)?shù)由115×10-6降至86×10-6。從圖6 還可以看出，2 種工況下第6 層測點(diǎn)區(qū)域的貼壁O2體積分?jǐn)?shù)基本無變化，說明在配風(fēng)方式保持不變的情況下，提高運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)對改善水冷壁貼壁還原性氣氛區(qū)域的分布效果不大。

運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)由3.0%升至3.6%，省煤器出口NOX質(zhì)量濃度從145 mg/m3升至177 mg/m3，升高了22.1%，運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)對省煤器出口NOX質(zhì)量濃度影響較大。鍋爐日常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)綜合考慮運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、NOX排放以及水冷壁高溫腐蝕等因素，確定最佳運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)。

4 結(jié)論

（1）鍋爐燃燒系統(tǒng)輔助風(fēng)預(yù)置水平偏角的設(shè)計(jì)實(shí)際運(yùn)行效果較好，主燃燒器區(qū)域水冷壁貼壁還原性氣氛較弱。主燃區(qū)上方的還原區(qū)和燃盡區(qū)貼壁還原性氣氛強(qiáng)烈，H2S 氣體體積分?jǐn)?shù)較高，水冷壁易發(fā)生高溫腐蝕。

（2）機(jī)組負(fù)荷、燃燒器擺角、風(fēng)箱與爐膛差壓及運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)均對水冷壁貼壁還原性氣氛有影響，降低機(jī)組負(fù)荷、下擺燃燒器擺角、減小風(fēng)箱與爐膛差壓以及提高運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)等運(yùn)行調(diào)整方式有助于改善水冷壁貼壁還原性氣氛，降低水冷壁發(fā)生高溫腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。提高運(yùn)行O2體積分?jǐn)?shù)對改善水冷壁貼壁還原性氣氛區(qū)域的分布效果不大。應(yīng)綜合考慮鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、安全性及NOX排放等因素合理調(diào)整鍋爐運(yùn)行。