燃煤鍋爐大屏金屬壁溫超溫控制技術綜述

2023年12月27日發(作者：含有春字的成語)

燃煤鍋爐大屏金屬壁溫超溫控制技術綜述

摘要：目前，國內300MW及以上四角切圓燃煤機組都有不同程度地存在鍋爐爐膛出口、尾部煙道左右兩側煙溫偏差及左右兩側溫度偏差較大的現象，個別電廠由于煙溫偏差大導致高溫過熱器、高溫再熱器發生超溫爆管現象，尾部煙道受熱面也不同程度地出現單邊局部區域磨損嚴重的現象。某電廠兩臺300MW燃煤鍋爐屬于典型的瘦高性四角切圓燃煤鍋爐，該爐2015年前長期存在爐膛出口煙溫偏差大的情況，為了減少“四管”超溫次數，運行中不得不采取壓低火焰中心、增大減溫水量、降低蒸汽溫度壓力和減負荷運行的措施，為保證運行安全犧牲經濟性的被動措施。本文就大屏超溫進行分析，探討解決和改進技術，并提出了合理建議，以供參考。

關鍵詞：燃煤鍋爐；超溫；措施

1導言

某公司1號爐為東方鍋爐（集團）股份有限公司設計制造，鍋爐型式（DG1025/17.4-II4）為亞臨界、中間再熱、自然循環、平衡通風、全懸吊、燃煤汽包爐。燃燒器系統本爐采用四角布置、切圓燃燒、擺動式燃燒器，在爐膛中間形成φ772和φ681的兩個假想切圓。2013年09月完成了對1號鍋爐的低氮燃燒技術改造，在原OFA二次風上部加裝兩層SOFA二次燃盡風噴口，每角主燃燒器分上、下兩組，每組各配一個噴口擺動氣動執行器，全爐共配8個氣動執行器，上組和下組的四個氣動執行器分別同步控制。

該爐運行中出現汽溫偏差大的情況，低負荷工況下A側汽溫較B側偏高80度，爐膛出口煙溫A側較B側偏高60度，大屏金屬壁溫A側較B側偏高105度，A側大屏金屬壁溫最高到達535度，較報警值480度偏高55度，B側在430度，A側超溫現象嚴重威脅機組運行安全。

2燃煤鍋爐大屏金屬壁溫超溫的影響因素和原因分析

2.1影響因素

鍋爐兩側煙溫差隨著機組負荷的升高逐步增大，高負荷下在轉向室后低過入口前平均煙溫A側比B側高50-80度。大屏金屬壁溫A側較B側偏高105度，A側大屏金屬壁溫最高到達535度，較報警值480度偏高55度，B側在430度。前屏、后屏過熱器工質側汽溫偏差較大，前屏和后屏過熱器出口汽溫A側高B側低，兩側汽溫偏差隨機組負荷的降低呈增大的趨勢。爐膛A側氧量也較B側低1.5個百分點。

2.2原因分析

對于四角切圓燃煤鍋爐汽溫偏差發生的原因，主要是因為爐膛中煙氣速度和溫度場的左右差異引起。在爐膛燃燒的過程中，由于動力工況在爐內逆時針旋轉，后墻區域主煙氣有較大的向前墻速度分量，這股分量通過大屏后轉流向右側水平煙道，右側區域內主煙氣速度指向后墻，直接進入右側水平煙道，由于右側水平煙道流量大于左側煙氣流量，導致水平煙道末端煙氣溫度偏差增大。隨著負荷的降低煙氣量逐步減少，左右側煙氣量逐步均勻，煙溫偏差逐步縮小。

3燃燒鍋爐大屏超溫控制技術

3.1動力場一次風調整技術

要減小溫度偏差，首先要消弱四角切圓鍋爐爐膛氣流的不均等殘余旋轉。達到熱態動力均等工況運行模式，在熱態運行中才能保證爐膛氣流在各個方向都無偏差，均勻地經過四片全大屏進入水平煙道，從而保證煙溫的左右無偏差。目前大多數四角切圓鍋爐采用的為燃燒反切技術，即一次風帶煤粉分為濃淡側反向射進爐膛，由于爐膛四角布置，前墻和后墻距離較遠。冷態動力場時都是把一次風速控制在偏差不大于5％的目標內，這樣進入爐膛內的一次風理論上是均等的，但是在實際運行中經常風管熱態助力變化、煤粉攜帶不均勻出現汽溫偏差的情況，這就需要我們根據現場實際情況，對一次風進行熱態調整，主要對后墻布置的距離磨煤機出口較遠的兩個角風管進行調整，冷態時要控制在偏差不大于8％，熱

態時根據煙溫變化對后墻兩個一次風風管縮孔進行調整，調整時要逐層調整觀察變化，最終調整到合適位置。

3.2 SOFA風偏置調整對煙溫偏差的影響

燃煤鍋爐為降低燃燒過程中氮氧化物的生成，在燃盡風上部都加裝有SOFA二次風，目的是為了降低氮氧化物，防止環保超標。正常是通過調整二次風擋板的開度來控制氮氧化物的高低，通過調整上下擺角來控制主、再汽溫的高低。當煙溫偏差較大時，我們也可以通過調整SOFA風的左右偏置來消除鍋爐爐膛氣流的不均等殘余旋轉，達到降低兩側煙溫偏差的目標，主要調整手段為，下組SOFA風要全開，就地調整SOFA風切角方向，對角同時向左調整，先小角度調整，一般從0度向5度開始調整，到5度后觀察煙溫變化，根據煙溫變化逐步增減調整角度，最終調整到合適位置。

3.3制粉系統煤粉細度均勻性對煙溫偏差的影響

本次調整主要針對直吹式制粉系統，通過調整煤粉細度和各個風管的煤粉均勻性和控制進入爐膛的煤粉量來調整左右煙溫偏差，從磨煤機出來的四根風管中的帶粉量不一樣、風速不同也會引起左右側煙溫的偏差，這就需要我們采集和篩選煤粉細度和均勻性來進行針對性調整。

3.4二次風擋板特性對煙溫偏差的影響

二次風擋板特性的線性好壞對爐膛燃燒有直接的影響，風門的開關對二次風剛性成正比關系。集束二次風能控制結焦的發生，同時擴散和不均等的二次風容易造成兩側氧量偏差過大引起煙溫的偏差，負荷變化時尤為明顯。需要對二次風擋板進行三對照，避免引起氧量和煙溫偏差過大的情況發生。

4調整后的效果和建議

該爐經過對一次風冷態和熱態配合調整后，大屏金屬壁溫控制在465度左右，兩側偏差控制在5度之內，汽溫偏差控制在10度之內，轉向室煙氣偏差控制在10度之內，在以后的運行中沒再出現因為超溫和偏差大引起的降負荷的情況出現。

爐膛的燃燒是動態的，每時每刻都在發生變化，根據不同爐型、煤質和發生的問題進行從制粉系統到爐內燃燒進行跟蹤排查，側重“技術、經濟、安全和穩定”的工作思路，保證機組運行的可靠性。

結束語

綜上所述，鍋爐煙溫偏差引起大屏壁溫超溫是一個較為復雜的問題，它不但與鍋爐設備結構和布置方式有關，還與運行人員的操作方式、二次配風、制粉系統運行方式、風壓調整、煤粉細度、煤質變化等密不可分。動態的運行模式需要不同的運行方式搭配組合來到達最佳的經濟性。這是一個摸索和總結的過程，在當下深度配煤摻燒的大環境下，更需要我們去探索和改進。

參考文獻：

[1]張錫國.300MW鍋爐屏式過熱器超溫分析和改造方案[J].九龍電力 重慶

400050.

[2]常晨.DG 670/140型鍋爐過熱器超溫原因分析[J].華北電力科學研究院

北京 100045