燃煤锅炉大屏金属壁温超温控制技术综述

燃煤锅炉大屏金属壁温超温控制技术综述

 李,清,峰

大唐安阳电力有限责任公司                   河南  安阳  455000

摘要：目前，国内300MW及以上四角切圆燃煤机组都有不同程度地存在锅炉炉膛出口、尾部烟道左右两侧烟温偏差及左右两侧温度偏差较大的现象，个别电厂由于烟温偏差大导致高温过热器、高温再热器发生超温爆管现象，尾部烟道受热面也不同程度地出现单边局部区域磨损严重的现象。某电厂两台300MW燃煤锅炉属于典型的瘦高性四角切圆燃煤锅炉，该炉2015年前长期存在炉膛出口烟温偏差大的情况，为了减少“四管”超温次数，运行中不得不采取压低火焰中心、增大减温水量、降低蒸汽温度压力和减负荷运行的措施，为保证运行安全牺牲经济性的被动措施。本文就大屏超温进行分析，探讨解决和改进技术，并提出了合理建议，以供参考。

关键词：燃煤锅炉；超温；措施

1导言

某公司1号炉为东方锅炉（集团）股份有限公司设计制造，锅炉型式（DG1025/17.4-II4）为亚临界、中间再热、自然循环、平衡通风、全悬吊、燃煤汽包炉。燃烧器系统本炉采用四角布置、切圆燃烧、摆动式燃烧器，在炉膛中间形成φ772和φ681的两个假想切圆。2013年09月完成了对1号锅炉的低氮燃烧技术改造，在原OFA二次风上部加装两层SOFA二次燃尽风喷口，每角主燃烧器分上、下两组，每组各配一个喷口摆动气动执行器，全炉共配8个气动执行器，上组和下组的四个气动执行器分别同步控制。

该炉运行中出现汽温偏差大的情况，低负荷工况下A侧汽温较B侧偏高80度，炉膛出口烟温A侧较B侧偏高60度，大屏金属壁温A侧较B侧偏高105度，A侧大屏金属壁温最高到达535度，较报警值480度偏高55度，B侧在430度，A侧超温现象严重威胁机组运行安全。

2燃煤锅炉大屏金属壁温超温的影响因素和原因分析

2.1影响因素

    锅炉两侧烟温差随着机组负荷的升高逐步增大，高负荷下在转向室后低过入口前平均烟温A侧比B侧高50-80度。大屏金属壁温A侧较B侧偏高105度，A侧大屏金属壁温最高到达535度，较报警值480度偏高55度，B侧在430度。前屏、后屏过热器工质侧汽温偏差较大，前屏和后屏过热器出口汽温A侧高B侧低，两侧汽温偏差随机组负荷的降低呈增大的趋势。炉膛A侧氧量也较B侧低1.5个百分点。

2.2原因分析

对于四角切圆燃煤锅炉汽温偏差发生的原因，主要是因为炉膛中烟气速度和温度场的左右差异引起。在炉膛燃烧的过程中，由于动力工况在炉内逆时针旋转，后墙区域主烟气有较大的向前墙速度分量，这股分量通过大屏后转流向右侧水平烟道，右侧区域内主烟气速度指向后墙，直接进入右侧水平烟道，由于右侧水平烟道流量大于左侧烟气流量，导致水平烟道末端烟气温度偏差增大。随着负荷的降低烟气量逐步减少，左右侧烟气量逐步均匀，烟温偏差逐步缩小。

3燃烧锅炉大屏超温控制技术

3.1动力场一次风调整技术

要减小温度偏差，首先要消弱四角切圆锅炉炉膛气流的不均等残余旋转。达到热态动力均等工况运行模式，在热态运行中才能保证炉膛气流在各个方向都无偏差，均匀地经过四片全大屏进入水平烟道，从而保证烟温的左右无偏差。目前大多数四角切圆锅炉采用的为燃烧反切技术，即一次风带煤粉分为浓淡侧反向射进炉膛，由于炉膛四角布置，前墙和后墙距离较远。冷态动力场时都是把一次风速控制在偏差不大于5％的目标内，这样进入炉膛内的一次风理论上是均等的，但是在实际运行中经常风管热态助力变化、煤粉携带不均匀出现汽温偏差的情况，这就需要我们根据现场实际情况，对一次风进行热态调整，主要对后墙布置的距离磨煤机出口较远的两个角风管进行调整，冷态时要控制在偏差不大于8％，热态时根据烟温变化对后墙两个一次风风管缩孔进行调整，调整时要逐层调整观察变化，最终调整到合适位置。

3.2 SOFA风偏置调整对烟温偏差的影响

燃煤锅炉为降低燃烧过程中氮氧化物的生成，在燃尽风上部都加装有SOFA二次风，目的是为了降低氮氧化物，防止环保超标。正常是通过调整二次风挡板的开度来控制氮氧化物的高低，通过调整上下摆角来控制主、再汽温的高低。当烟温偏差较大时，我们也可以通过调整SOFA风的左右偏置来消除锅炉炉膛气流的不均等残余旋转，达到降低两侧烟温偏差的目标，主要调整手段为，下组SOFA风要全开，就地调整SOFA风切角方向，对角同时向左调整，先小角度调整，一般从0度向5度开始调整，到5度后观察烟温变化，根据烟温变化逐步增减调整角度，最终调整到合适位置。

3.3制粉系统煤粉细度均匀性对烟温偏差的影响

本次调整主要针对直吹式制粉系统，通过调整煤粉细度和各个风管的煤粉均匀性和控制进入炉膛的煤粉量来调整左右烟温偏差，从磨煤机出来的四根风管中的带粉量不一样、风速不同也会引起左右侧烟温的偏差，这就需要我们采集和筛选煤粉细度和均匀性来进行针对性调整。

3.4二次风挡板特性对烟温偏差的影响

二次风挡板特性的线性好坏对炉膛燃烧有直接的影响，风门的开关对二次风刚性成正比关系。集束二次风能控制结焦的发生，同时扩散和不均等的二次风容易造成两侧氧量偏差过大引起烟温的偏差，负荷变化时尤为明显。需要对二次风挡板进行三对照，避免引起氧量和烟温偏差过大的情况发生。

4调整后的效果和建议

该炉经过对一次风冷态和热态配合调整后，大屏金属壁温控制在465度左右，两侧偏差控制在5度之内，汽温偏差控制在10度之内，转向室烟气偏差控制在10度之内，在以后的运行中没再出现因为超温和偏差大引起的降负荷的情况出现。

炉膛的燃烧是动态的，每时每刻都在发生变化，根据不同炉型、煤质和发生的问题进行从制粉系统到炉内燃烧进行跟踪排查，侧重“技术、经济、安全和稳定”的工作思路，保证机组运行的可靠性。

结束语

综上所述，锅炉烟温偏差引起大屏壁温超温是一个较为复杂的问题，它不但与锅炉设备结构和布置方式有关，还与运行人员的操作方式、二次配风、制粉系统运行方式、风压调整、煤粉细度、煤质变化等密不可分。动态的运行模式需要不同的运行方式搭配组合来到达最佳的经济性。这是一个摸索和总结的过程，在当下深度配煤掺烧的大环境下，更需要我们去探索和改进。

参考文献：

[1]张锡国.300MW锅炉屏式过热器超温分析和改造方案[J].九龙电力 重庆 400050.

[2]常晨.DG 670/140型锅炉过热器超温原因分析[J].华北电力科学研究院 北京 100045