600MW超临界墙式切圆燃烧锅炉主再热汽温调整分析

王传军 商国威 王建伟

（内蒙古蒙东能源有限公司鄂温克电厂，内蒙古呼伦贝尔 021000）

600MW超临界墙式切圆燃烧锅炉主再热汽温调整分析

王传军 商国威 王建伟

（内蒙古蒙东能源有限公司鄂温克电厂，内蒙古呼伦贝尔 021000）

某发电厂两台600MW超临界墙式切圆燃烧锅炉在168试运期间，主再热汽温一直未能达到设计值。本文主要是通过运行参数的分析及停炉后进入炉膛检查受热面结焦、冲刷情况等因素分析，以调整各层磨煤机出力、氧量、二次风、过热度、切圆半径等最终达到预期效果，锅炉主、再热汽温均能够达到设计值，以保证设备的正常运行。

600MW超临界锅炉 墙式切圆燃烧 主再热汽温

1　前言

某发电厂600MW超临界锅炉型号HG1950/25.4—HM15型，单炉膛、一次中间再热、墙式切圆燃烧、平衡通风、紧身封闭、干排渣、全钢构架、全悬吊结构П型布置、带启动循环泵的变压运行直流锅炉。

锅炉呈“П”型布置方式，炉膛上部布置有分隔屏，水平烟道中布置有末级过热器、末级再热器；尾部为双烟道，前烟道布置有低温再热器，后烟道布置有低温过热器和省煤器，水平低温过热器和水平低温再热器采用中间隔墙入口集箱至中间隔墙出口集箱间的过热器管作为吊挂结构；后烟道下部布置有两台三分仓再生式回转空气预热器。

锅炉燃烧器采用墙式切圆燃烧方式，形成大直径切圆，以获得沿炉膛水平断面较为均匀的空气动力场。燃烧器分三层，二次风偏离一次风5°进入炉膛，形成风包粉的布置方式，有效减少炉膛的结焦。燃烧器的上方为四层分离型燃烬风室（SOFA）喷嘴，它具有补充燃料后期燃烧所需要的空气，同时实现分级燃烧以抑制NOX的生成。

2　问题的提出

#1、2机组负荷大于300MW的各种工况下，主、再热蒸汽温度均不能达到额定值（主汽温度571℃、再热汽温度569℃）。主、再热汽温低容易造成汽轮机末级叶片受到水冲蚀，严重时影响末级叶片强度，甚至断裂，严重影响了汽轮机的安全运行。

3　提高#1炉主、再热汽温的措施

3.1磨煤机投运方式，尽量投运上层磨以提高火焰中心

由入炉煤热值在3200kcal/kg，界于设计煤种和校核煤种之间，满负荷煤量约在370～380t/h，磨煤机出力又达不到设计出力80t/ h，满负荷情况下必须6台磨煤机运行。

通过一个月的运行，机组负荷在360～450MW，磨煤机运行方式一直为上5层磨运行，主汽温勉强维持在550℃，但在上层制粉系统停运检修时，主汽温便下降到510℃以下。

3.2根据煤粉细度设计值（R90为35%）调整各台磨煤机的折向挡板

褐煤挥发分高，着火比较容易，运行中对锅炉的煤、灰、渣取样分析，根据灰、渣的含碳量分析结果，可适当将煤粉细度调粗。2011年8月份，C、D、E磨煤机煤粉取样化验结果分别为： 43.8%、62.72%、65.2%；锅炉飞灰可燃物0.68%，燃烧良好。

3.3适当提高锅炉运行氧量

以机组负荷550MW负荷为试验工况，氧量5.0%，主、再热汽温540℃左右；通过变氧量调整试验，氧量保持在设计值3.5%，主、再热汽温仍在540℃，说明适当提高氧量并不能提高汽温或者提高不明显。这是由于提高风量，一方面使末级过热器处的对流换热吸热量是增加的，但同时使炉膛温度降低，分隔屏过热器处的辐射换热吸热量减小的，两方面的因素使汽温的上升并不明显。

3.4提高过热度有利于提高主汽温度，在垂直水冷壁管壁温度不超过440℃情况下，尽量提高过热度

3.5调节二次风配风方式及燃烬风开度

实施情况：二次风配风方式采用均等配风或宝塔型配风，燃烧效果较好，但必须保持与负荷相应的大风箱压力。

经过燃烧调整试验，燃烬风对汽温影响不明显，原因是：与烟煤相比，同样的挥发分，但是由于褐煤水分高达30%多，在煤中水分析出后，煤粉颗粒中留下的空隙更大，与空气接触面积更大，燃烧更加迅速、完全，这就是煤粉细度高达60%，但是飞灰可燃物含量仍较低（0.3～0.7%）。

3.6燃烧器喷口改为向炉膛中心偏转20°

2011年5月，#1炉空气动力场试验结果表明AB层强风环直径为15.5m，较设计值10.9m明显偏大。锅炉正常运行中，一次风携带着煤粉进入炉膛后着火、燃烧、烟气膨胀，沿着炉膛高度方向，旋转火焰的实际切圆直径将不断增大，必定大于冷态时的测量值。#1锅炉停运期间检查发现水冷壁有冲刷现象，因此判断为火焰切圆半径过大，水冷壁辐射换热外还有存在一定的热传导，水冷壁热负荷偏大，过热器、再热器对流换热减小，主再热汽温一直低于设计值。通过在燃烧器喷口加装导流板将A、D、E、F层燃烧器喷口改为向炉膛中心偏转20°，#1炉空气动力场试验结果表明AB层强风环直径为14m，EF层强风环直径10m，比改造前减小。改造后，锅炉切圆燃烧半径变小，火焰冲刷水冷壁的现象消失，水冷壁换热方式完全改为辐射换热，过热器、再热器换热量增多；同时，由于只是燃烧器喷口角度改变，二次风喷口角度并未改变，风粉混合延时，火焰中心上移，过热器、再热器换热量又增多，因此主、再热汽温均能够达到设计值。

4　结语

通过本次燃烧调整试验可知，各层磨煤机出力、二次风配风均能在一定程度上提高主再热汽温，但影响最大的是切圆半径的大小。墙式切圆燃烧的锅炉与四角切圆燃烧的锅炉一样，在锅炉设计时假象切圆半径不能过大，如果运行中发现切圆半径过大，则可以在喷燃口加装导流板来减小切圆半径。

［1］安巍，朱彤，高乃平.改善切圆燃烧锅炉烟温偏差措施的数值模拟分析［J］.人力发电，2012，（05）：31-35.

［2］刘敦禹，秦明，孙巧群，等.600MW超超临界墙式切圆锅炉燃烧过程数值模拟［J］.热能动力工程，2011，（01）：89-93.

［3］岳峻峰，梁绍华，宁新宇，等.600MW超超临界锅炉墙式切圆燃烧系统的特点及性能分析［J］.动力工程学报，2011，（08）：598-604.

王传军（1983—），男，山东肥城人，本科，助理工程师，研究方向：锅炉燃烧调整及脱硝运行。