超临界直流锅炉破坏炉底水封运行探讨

崔庆伟

【摘  要】本文对超临界直流锅炉破坏炉底水封破坏过程与恢复过程的操作步骤、运行控制措施以及参数变化进行的总结与分析，运行上是可以控制的，可以实现不停炉处理捞渣机故障。

【关键词】超临界;直流锅炉;破坏;水封;运行

0  引言

锅炉运行中炉底水封的破坏，将对锅炉燃烧产生极大的扰动，极易产生严重的超温现象。这已在很多汽包锅炉炉底水封的破坏的事故处理中得到证实。对于超临界直流锅炉锅炉蒸发区容积小，蓄热利用能力差，一旦发生炉底水封破坏，其运行参数将发生如何变化，是否能有效控制，能否保证锅炉安全，目前尚无相关资料可以借鉴。某厂利用捞渣机抢修的机会，炉底超临界直流锅炉破坏水封运行，实现了大容量机组破坏炉底水封不停炉抢修捞渣机，积累超临界直流锅炉炉底水封破坏运行经验，为类似的事故处理提供了依据。

1  系统介绍

超临界参数变压运行直流锅炉（B&WB-1903/25.40-M、带启动循环泵），单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、全悬吊结构Π型锅炉，最大连续蒸发量为1903t/h，固态排渣，配一台括板捞渣机，一个渣仓。燃烧系统采用中速磨冷一次风机正压直吹式制粉系统，前后墙对冲燃烧方式，锅炉前后墙各三层煤粉燃烧器（标高分别为31.92、26.435、20.95m），每层设置6只燃烧器。前墙燃烧器自上而下布置依次为F、A、C，后墙燃烧器自上而下布置依次为E、B、D。每个燃烧器都装设有轻油枪和高能点火装置，共36套，油枪采用机械雾化。锅炉前后墙各布置一层NOx（OFA）喷口，每层设置8只燃烧器。

2  基本控制思想

炉底水封破坏后，一方面考虑到尾部烟道受热面壁温及排烟温度可能会严重超限，首先应考虑降低锅炉负荷;另一方面炉底水封破坏后，大量冷風进入炉膛，燃烧工况变差，为了防止锅炉熄火，应在在允许范围内维持适当的较高炉膛热负荷。主要操作过程如下：

1）减负荷至230MW左右，尽量维持中下层二台磨煤机运行。

2）锅炉炉膛压力设定范围为“0.1～+0.3kPa”。

3）降低锅炉主、再热汽温至520℃左右。

4）投入等离子点火装置。投入C、D层油枪。

5）锅炉总风量控制1200t/h左右，避免冷却风量不足，排烟温度过高。

6）开始破坏炉底水封，放水过程中随着炉底冷风通入，主再热汽温、排烟温度上升。

7）捞渣机故障处理完毕，恢复炉底水封。

8）随着水封恢复，冷风吸入量大量降低，适当提高主再热汽温，及时调节减温水量，防止汽温快速下跌。

3  过程运行参数变化情况及技术分析

3.1  炉底水封破坏过程

3.1.1  破坏炉底水封各参数的变化趋势如图1所示：

炉底水封失去使大量冷空气从锅炉底部进入，一方面使得烟气流量从1700t/h升到2300 t/h，而通过空预器的冷却风量基本不变，使排烟温度出现明显飞升现象，在空预器进口温度292℃升至324℃的情况下，排烟温度由112℃升至157℃。另一方面大量冷空气从锅炉底部进入使炉内热负荷降低，炉膛燃烧工况变差及火焰中心上移，炉内辐射换热减弱，产汽量下降致使机组负荷由230MW下降至190MW。在锅炉烟气量猛增及蒸汽流量剧降的双重作用下，使烟气经过各级对流受热面的温降减少，使得各级对流受热面的蒸汽温升和金属壁温大幅升高，特别是一级过热器和冷再金属壁温。

此次破坏炉底水封运行，各参数在破坏水封的过程中变化较大，但随后都趋于稳定。汽温壁温大幅升，且过热器减温水接近全开，因此虽然汽温壁温都没发生超温现象，但调节余量已经很小。排烟温度升高后也趋于稳定，未发生过上下波动，炉膛负压稳定，火检强度有所降低，但也比较稳定，整体而言，各参数都在安全可控范围内，机组运行还是安全的。

从本次炉底水封破坏后的运行情况来看，提高炉膛压力对减少炉底冷风的吸入量作用不是很大。锅炉的燃烧情况取决于炉底冷风的吸入量，燃烧越强吸入的风量越多。控制受热面壁温及排烟温度关键在于维持一个合适的负荷，另一方面可加大底层的二次风送风量，来减少炉底吸入的冷风，减少烟气与送风量不匹配程度。

3.2  炉底水封恢复过程

3.2.1  各主要参数在炉底水封恢复过程中的变化：

如图2和表格所示在炉底水封恢复初期出现炉膛负压波动加大，机组负荷降低，排烟温度升高，燃烧器火检强度的晃动增大，主、再汽温也都有不同程度的上升，还发生了一级过热器和冷再壁温的超温现象。其最主要原因是恢复炉底水封的方法不合理，采用传统方式，注水至捞渣机上槽体溢流至下槽体的方法，在上槽体内侧形成水幕，吸入的冷风则会夹带大量的水珠进入炉膛，降低炉内温度，引起锅炉燃烧进一步恶化。

针对上述情况首先改变炉底水封恢复的方法，即采用直接加水至捞渣机下槽体，避免水幕的形成，减少水珠被吸入的可能性;其次炉底水封建立后燃烧变好时应及时增加给水量，开大贮水箱高水位调节阀的排水量，减少蒸汽蒸发量，提高主、再汽温。并适当增加送风机风量，避免锅炉实际通风量的下降太多，减缓火焰中心温度升高趋势和火焰中心的下移趋势，尽量减少锅炉的辐射换热，避免蒸汽流量增加过快。

4  总结

从此次破坏炉底水封运行尝试来看，破坏炉底水封，维持锅炉安全运行，运行上是可控的。在炉底水封恢复的过程中，造成一级过热器及冷再管壁较长时间的超温现象以及主再汽温的快速下降现象，通过合理调整运行方式后，完全是可以有效改善。本次破坏炉底水封运行期间，消耗燃油20吨，所用的燃料量约增加一倍，从磨煤机火检来看，通过提高单台磨煤机煤量保证火检强度，提高燃烧稳定性，可继续尝试减少燃油消耗。在保证锅炉设备和施工人员的安全的前提下，破坏炉底水封不停炉抢修捞渣机能有效降低开停机带来的经济损失。

参考文献：

[1]火电厂锅炉设备及运行  樊泉桂 魏铁铮 王军 中国电力出版社

[2]火电厂热力系统 张灿勇 中国电力出版社

（作者单位：浙江浙能兰溪发电有限责任公司）