1950t/h褐煤墙式切圆锅炉强风环大小对主再热汽温的影响分析

摘要：文章通过对鄂温克电厂1950t/h褐煤锅炉煤粉燃烧器改造前后的运行参数进行分析，结合炉内冷态试验的情况，阐述强风环大小对主、再热汽温的影响。通过煤粉燃烧器的改造，明显减小了强风环的直径及水冷壁处的贴壁风速，对改善左右侧汽温偏差有明显效果。

关键词：褐煤式切圆锅炉；煤粉燃烧器；强风环；水冷壁；主再热汽温 文献标识码：A

中图分类号：TM621 文章编号：1009-2374（2015）10-0079-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0893

鄂温克电厂新建工程2×600MW超临界空冷机组所采用锅炉为哈尔滨锅炉厂自主开发研制的600MW超临界锅炉，型号为HG-1950/25.4-HM15。锅炉为单炉膛、一次中间再热、切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、紧身封闭布置燃煤π型锅炉。高度为80.16m（顶棚管中心），炉膛断面尺寸为20.4023m×20.0723m，炉膛标高54.907m以下采用螺旋水冷壁、以上为垂直膜式水冷壁。炉膛上部沿烟气流程依次分别布置有分隔屏过热器、末级过热器、末级再热器、尾部烟道受热面。#1机组于2011年11月7日通过168h试运行，在试运行中一直存在主、再热蒸汽参数达不到设计要求的问题，虽然经过多次燃烧调整工作，主再热汽温仍比设计值低30℃～40℃（参见表1），低汽温运行严重影响了机组的安全性及经济性。在进行深入分析和研究后，通过燃烧器改造及运行调整，最终锅炉主、再热汽温达到了设计参数。

1 机组试运期间主要运行情况分析

由表1可以看出，#1机组在首次带至满负荷时主汽温低于设计值50℃以上，这是由于在试运期间标高50～60m之间的垂直水冷壁区域曾发生多次水冷壁过热爆管事故，从安全角度出发，机组运行时有意识地将过热度控制在25℃左右，以防止垂直水冷壁发生超温。运行参数表明，此种工况下分离器出口温度最高只可到399℃，这直接影响了主、再热蒸汽温度。

超临界锅炉的汽温特性为：（1）超临界锅炉的过热汽温特性与亚临界参数锅炉不同。主要区别为：超临界锅炉过热汽温特性为辐射特性，且屏式过热器和位于炉膛出口的高温过热器的吸热起主导作用；（2）再热器系统的汽温特性主要表现为对流特性，即主要取决于调温方式和受热面系统布置，与亚临界锅炉类似。

为提高主、再热蒸汽温度，燃烧调整过程中重点进行了以下四方面的工作：（1）制粉系统运行方式为A磨煤机备用，B、C、D、E、F五台磨煤机运行，并且适当提高F、E两台磨煤机的出力，以此来提高火焰高度；（2）随着煤粉细度的减小，其着火热降低，煤粉的着火点提前，而且煤粉颗粒的直径越小，燃烧速度越快，燃烧燃尽性能更好，使得煤粉更容易燃尽。所以，将煤粉细度由设计值R90=35%提高至R90=45%，推迟煤粉的着火点，延长煤粉颗粒的着火时间；（3）鉴于冷态试验时炉内强风环直径偏大，在保证燃烧稳定的基础上，控制磨煤机出口风粉混合物温度为60℃～65℃，将一次风率由设计值32.8%提至38%，增加煤粉混合物的着火热，推迟煤粉着火；（4）二次风配风采取了均等配风方式，使燃烧器区域富氧燃烧，防止炉膛结焦。

通过燃烧调整，主汽温及再热汽温提高了10℃～15℃，仍低于设计值40℃，在此背景下电厂、哈尔滨锅炉厂及相关技术单位进行深入分析和研究后，提出了相应的改造方案。具体改造方案为：将从下往上A、B、C、D、E、F层一次风燃烧器中的A、D、E、F层喷口角度向炉膛中心方向偏转20°。B、C层一次风由于安装了等离子点火燃烧器，保持不变，所有二次风喷口角度保持不变。

2 改造后机组运行情况分析

2.1 冷态试验情况对比

在相同的试验条件下，燃烧器改造后与改造前相比，B、C层强风环直径基本无变化，A、D、E、F层强风环直径缩小4m左右。

2.2 机组主要运行参数

煤粉燃烧器改造后，在均等配煤的方式下运行，主、再热蒸汽温度已达到额定值，并投用少量减温水，能够满足机组正常运行的需要。水冷壁垂直管出口最高壁温低于420℃，过热度仍存在一定的调节裕度。主、再热蒸汽温度左右侧偏差明显减小，炉内燃烧稳定，炉底落焦情况与改造前无明显变化，改造前后无明显变化飞灰及炉渣可燃物含量改造前后无明显变化。

通过燃烧器改造前后的运行数据可以发现，炉内强风环直径的大小对机组的运行参数有直接的影响。较大直径的强风环，可使邻角火炬的高温火焰更易于达到下游邻角燃烧器根部，有利于煤粉气流着火，同时使炉内气流旋转强烈，燃烧后期混合得以改善，有利于着火及燃尽过程。但切圆直径大，一次风气流偏斜程度可能增大，易引起水冷壁的结渣、磨损。强风环直径过大时，气流到达炉膛出口还有较强的残余旋转，会引起烟温和过热汽温的偏差。强风环减小后，削弱了煤粉在燃烧器区域的着火，使得火焰燃烧拉长，减小了水冷壁的吸热量，相应增加了过热器及再热器的吸热量，提高了主、再热蒸汽温度，减小了主、再热蒸汽左右侧温度

偏差。

3 结语

通过本次煤粉燃烧器的改造，加装导流板将A、D、E、F层煤粉燃烧器喷口改为向炉膛中心偏转20°，明显减小了强风环的直径及水冷壁处的贴壁风速。

主、再热汽温度已达到额定值，说明减小强风环的直径对提高主、再热汽温有一定效果，同时对改善左右侧汽温偏差有明显效果。

参考文献

[1] 哈尔滨锅炉厂有限公司.锅炉说明书[S].

[2] 樊泉桂.亚临界与超临界参数锅炉[M].北京：中国电力出版社，2000.

[3] 鄢晓忠.煤粉细度对燃烧特性影响的实验研究[J].动力工程学报，2007，（5）.

作者简介：刘希健（1985-），男，山东枣庄人，山东中实易通集团有限公司锅炉调试工程师，研究方向：电厂调试。

（责任编辑：黄银芳）