沈赫男 王承亮 宋寶玉 李玉奎

摘? ?要：某單位330MW鍋爐燃燒器區(qū)域水冷壁發(fā)生嚴(yán)重的高溫腐蝕和結(jié)焦情況，嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行;為分析原因，本文重點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)分析和現(xiàn)場(chǎng)摸底，基本確定了出現(xiàn)此種狀況的原因?yàn)殄仩t熱態(tài)偏燒所致，并進(jìn)行了鍋爐熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)優(yōu)化調(diào)整技術(shù)研究，為解決或預(yù)防330MW鍋爐燃燒器區(qū)局部區(qū)域高溫腐蝕、結(jié)焦問(wèn)題積累了經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：鍋爐? 高溫腐蝕? 結(jié)焦? 偏燒? 熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)? 優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TM62? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）01（b）-0072-02

爐膛溫度場(chǎng)的分布在很大程度上能夠體現(xiàn)當(dāng)前爐內(nèi)煤粉的燃燒狀態(tài)，爐膛溫度的變化表征了爐內(nèi)煤粉燃燒過(guò)程的變化情況，借助于爐膛溫度場(chǎng)分布檢測(cè)結(jié)果，運(yùn)行操作人員可以直接客觀地判斷爐內(nèi)燃燒組織狀況和鍋爐熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)組織情況，從而根據(jù)機(jī)組負(fù)荷以及鍋爐實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行相應(yīng)的燃燒調(diào)整和控制，從而實(shí)現(xiàn)在線調(diào)整鍋爐熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)的目的。

1? 研究對(duì)象

本文研究對(duì)象為330MW四角切圓燃燒煙煤鍋爐，制粉系統(tǒng)為正壓直吹式雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，配置3臺(tái)，分別為A、B、C磨煤機(jī);燃燒器系統(tǒng)共配置6層，分別為A1、A2、B1、B2、C1、C2層煤粉燃燒器，每層對(duì)應(yīng)4個(gè)燃燒器噴口;共配置AA、AB1、AB2、BC1、BC2、CC、OFA、SOFA1、SOFA2、SOFA3共10層二次風(fēng)噴口，每層對(duì)應(yīng)4個(gè)二次風(fēng)噴口。

2? 存在問(wèn)題

鍋爐燃燒器區(qū)域水冷壁發(fā)生嚴(yán)重的高溫腐蝕和結(jié)焦情況，嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行;經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)摸底調(diào)查和分析，發(fā)現(xiàn)結(jié)焦和高溫腐蝕的部位相對(duì)固定，基本都在后墻和右側(cè)墻偏中部的區(qū)域，且在B2層燃燒器噴口與SOFA1燃盡風(fēng)噴口之間的區(qū)域;從以上的分析情況看，表明鍋爐發(fā)生高溫腐蝕和結(jié)焦的主要原因?yàn)殄仩t熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)火球偏斜所致，即鍋爐火焰偏燒導(dǎo)致，所以要解決此問(wèn)題，必須掌握爐膛內(nèi)溫度情況來(lái)間接分析鍋爐偏燒情況，并通過(guò)研究在線調(diào)整手段調(diào)整熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)火球位置，以緩解鍋爐因偏燒導(dǎo)致的鍋爐燃燒器區(qū)域高溫腐蝕和結(jié)焦嚴(yán)重的問(wèn)題。

3? 鍋爐熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)調(diào)整機(jī)理研究

3.1 鍋爐四角切圓熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)形成機(jī)理

四角切圓燃燒鍋爐二次風(fēng)和一次風(fēng)噴口以一定的假想切圓直徑噴入爐膛，鍋爐熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)為二次風(fēng)、一次風(fēng)相切形成逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的氣流場(chǎng)，因二次風(fēng)形成逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的動(dòng)量的影響，使得二次風(fēng)噴口二次風(fēng)發(fā)生沿著旋轉(zhuǎn)氣流方向的偏斜，使得鍋爐熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)強(qiáng)風(fēng)環(huán)切圓直徑的大小較假想切圓直徑大5～7倍。鍋爐正常接帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的高溫?zé)煔鈿饬?，即爐膛內(nèi)為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)向上的高溫?zé)煔鈿饬鱽?lái)組織爐膛燃燒[1]，實(shí)現(xiàn)煤粉燃盡的目的;每只燃燒器實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火燃燒的熱源主要有兩種：一是高速一次風(fēng)射流的卷吸作用，卷吸高溫?zé)煔鈱?shí)現(xiàn)引燃;二是來(lái)自逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的上游燃燒器的高溫?zé)煔?，高溫卷吸到下游燃燒器火焰根部，?shí)現(xiàn)煤粉引燃。

3.2 鍋爐熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)強(qiáng)風(fēng)環(huán)位置調(diào)整機(jī)理

四角切圓鍋爐燃燒火焰的形成和鍋爐四角之間的射流動(dòng)量相互作用息息相關(guān)[2]，每個(gè)角射流動(dòng)量的大小以及四角射流作用點(diǎn)的位置決定了爐膛火焰的中心位置和分布情況。當(dāng)爐膛火焰中心發(fā)生偏斜時(shí)，通過(guò)合理地改變鍋爐四個(gè)角的輔助風(fēng)風(fēng)門(mén)開(kāi)度，進(jìn)而改變鍋爐四角的射流動(dòng)量，便可以控制火焰中心位置，實(shí)現(xiàn)爐膛溫度場(chǎng)的平衡控制。對(duì)爐膛四角的輔助風(fēng)風(fēng)門(mén)開(kāi)度值采用增量的形式進(jìn)行修正，對(duì)爐膛輔助風(fēng)進(jìn)行列操作，來(lái)完成對(duì)爐膛溫度場(chǎng)中心和熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)的調(diào)整和控制，通過(guò)調(diào)整輔助風(fēng)風(fēng)門(mén)開(kāi)度保證爐膛溫度場(chǎng)中心處于爐膛幾何中心位置，從而實(shí)現(xiàn)爐膛溫度場(chǎng)的平衡控制.

4? 鍋爐熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)調(diào)整試驗(yàn)

4.1 鍋爐熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)均衡情況分析

B2層燃燒器以上前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻看火孔測(cè)量爐膛溫度分別約為1350℃、1485℃、1341℃、1476℃;OFA層燃盡風(fēng)噴口以上前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻看火孔測(cè)量爐膛溫度分別約為1410℃、1525℃、1441℃、1572℃;根據(jù)爐膛溫度測(cè)量情況分析，表明鍋爐熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)火球偏向后墻、右側(cè)墻，這與鍋爐發(fā)生高溫腐蝕和結(jié)焦嚴(yán)重的部位對(duì)應(yīng)[3]。根據(jù)鍋爐熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)調(diào)整機(jī)理，必須調(diào)整四個(gè)角的二次風(fēng)風(fēng)量來(lái)均衡爐膛溫度，即調(diào)整熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)火球的位置，以解決鍋爐偏燒的問(wèn)題。

4.2 鍋爐熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)優(yōu)化調(diào)整情況及結(jié)果

根據(jù)鍋爐偏燒機(jī)理研究結(jié)果，在機(jī)組負(fù)荷270MW時(shí)，組織進(jìn)行了鍋爐熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)糾偏調(diào)整試驗(yàn)，即適當(dāng)關(guān)小1號(hào)、2號(hào)角二次風(fēng)擋板開(kāi)度，對(duì)應(yīng)增開(kāi)3號(hào)、4號(hào)角二次風(fēng)擋板開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)改變各角二次風(fēng)動(dòng)量、調(diào)整熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)的目的。具體二次風(fēng)調(diào)整情況詳見(jiàn)表1。調(diào)整后穩(wěn)定運(yùn)行2h后，測(cè)量爐膛溫度情況如下：B2層燃燒器以上前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻看火孔測(cè)量爐膛溫度分別約為1390℃、1410℃、1388℃、1405℃;OFA層燃盡風(fēng)噴口以上前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻看火孔測(cè)量爐膛溫度分別約為1430℃、1425℃、1441℃、1423℃。根據(jù)爐膛溫度分析，基本達(dá)到了調(diào)整鍋爐熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)火球位置的目的，均衡了鍋爐燃燒;另外通過(guò)看火孔結(jié)焦情況分析，后墻和右側(cè)墻結(jié)焦情況明顯減輕，而前墻和左側(cè)墻結(jié)焦情況未見(jiàn)明顯變化，證明基本達(dá)到了調(diào)整鍋爐偏燒的預(yù)期目的[4]。

5? 結(jié)語(yǔ)

本文為解決330MW鍋爐燃燒器區(qū)域水冷壁發(fā)生嚴(yán)重的高溫腐蝕和結(jié)焦情況，進(jìn)行了鍋爐熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)技術(shù)研究。通過(guò)優(yōu)化調(diào)整各角的二次風(fēng)風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)調(diào)整熱態(tài)動(dòng)力場(chǎng)的目的，均衡燃燒和爐膛溫度場(chǎng)，解決了爐膛火焰中心偏斜問(wèn)題，能夠預(yù)防水冷壁因高溫腐蝕引起的爆管，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命;能夠避免因結(jié)焦導(dǎo)致的鍋爐滅火非停事故的發(fā)生，保證鍋爐運(yùn)行安全性。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉勇，魏鳳，唐必光.四角切圓鍋爐冷態(tài)動(dòng)力場(chǎng)流動(dòng)特性的試驗(yàn)研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版）（河北），2002，35（6）：75.

[2] 武衛(wèi)紅，蔡新春，林樹(shù)彪，等.火焰中心偏斜對(duì)鍋爐結(jié)焦的影響[J].山西電力，2007（21）：29-33，60.

[3] 王小鵬.燃煤鍋爐結(jié)焦原因分析及對(duì)策[J].節(jié)能技術(shù)，2002（3）：45-47.

[4] 劉偉力.結(jié)焦對(duì)燃煤鍋爐的危害及防治[J].電力安全技術(shù)，2010（8）.