鍋爐受熱面金屬壁溫超限的原因分析與控制措施

李化偉

摘 要：針對鍋爐受熱面金屬壁溫頻繁超限，積極進行原因分析，并經過運行調整試驗，解決了金屬壁溫超限的問題，總結出幾條控制措施，此措施只是我們進行的工作，也許存在分析不全面的可能，僅供參考。

關鍵詞：金屬壁溫；原因分析；控制措施

1 設備及系統概況

某廠330MW機組，鍋爐是亞臨界參數、一次中間再熱、自然循環、單汽包、平衡通風、固態排渣煤粉爐。額定主、再蒸汽溫度分別為543℃/543℃.

鍋爐燃燒采用前、后墻對沖燃燒方式，制粉系統采用正壓直吹MPS中速磨煤機，每臺爐配備5臺磨煤機，正常滿負荷運行時4臺磨煤機運行，一臺備用。燃燒方式采用前后墻對沖燃燒，配有20只雙調風DRB-XCL型旋流煤粉燃燒器，每臺磨煤機對應4只燃燒器，B、D磨對應前墻，A、E磨對應后墻，C磨煤機對應的4只燃燒器布置在最上層，前后墻各2只。

2 機組運行中出現的問題

案例1：

9月8日 02：05 A、B、E磨煤機運行，雙側風煙系統運行，負荷195MW穩定，鍋爐總風量1068Km3/h左右，A、B側再熱汽溫分別為524℃/524℃。隨后機組負荷AGC指令由195MW上漲至235MW，再熱蒸汽溫度上漲至545.2℃，再熱器出口金屬壁溫超限。

案例2：

8月31日15：37 機組負荷260MW，A、B、C、E磨煤機運行，總煤量134t/h，爐側各主要參數穩定，CCS控制方式，AGC模式投入，升降負荷斜率為1.5%。鍋爐二次風壓力自動調整。當時氧量2.8%/2.5%，之后AGC指令由260MW持續上升至310MW，氧量降至1.7%/1.2%。

金屬壁溫頻繁超限，從曲線的趨勢觀察，壁溫的上升速度很快，對應的蒸汽溫度也都在正常值以下。通過統計分析這些超限持續升負荷過程中。

3 原因分析

查曲線發現：在快速升負荷階段，鍋爐的氧量最近降至1%，說明此時爐膛內已經嚴重缺氧，燃燒急劇惡化。

過低氧量的運行導致機組效率降低，不完全燃燒熱損失q3、q4必然增大；同時煙囪黑煙、爐渣和飛灰含炭量要增大；火焰不穩定；而且炭黑和碳粒將玷污、堵塞對流煙道受熱面和空氣預熱器，受熱面結焦。更為嚴重的是給鍋爐的安全帶來了很大的安全隱患，爐膛內嚴重缺氧后突然增加送風機出力時很容易引起爆燃，由于環保要求火力發電廠的Nox排放值越來越嚴格，某電廠也進行了低氮改造，為了降低SCR入口Nox的濃度，鍋爐采取降低氧量的運行方式，機組正常運行的氧量已經降低至2.5%左右。如果在此時快速升負荷，而氧量在自動情況下跟蹤又很慢。這樣延長的燃盡時間，原本在爐膛內燃燒的燃料向后推遲，致命火焰中心急劇升高，受熱面金屬壁溫也隨之升高，導致頻繁超限。

4 控制措施

（1）進行鍋爐配風調整試驗。在保證鍋爐空預器前氧量的前提下，提高送風機出口風壓，關小各臺磨煤機二次風擋板。

（2）增加OFA風擋板的開度，用以補充初期燃燒氧量不足，防止燃料此時不能充分燃燒而導致的燃燒推遲。

（3）優化氧量自動控制方式，原來的氧量只是靠二次風壓來控制，現氧量自動中增加各臺磨煤機二次風擋板邏輯。這樣既能保證在快速升降負荷時滿足氧量的要求，又能快速響應Nox的需求。

（4）重新優化氧量運行曲線。通過變負荷試驗，尋找到最佳氧量曲線。

（5）優化風煤比曲線。

5 總結

分別在100%、80%、60%額定負荷下，通過變氧量、二次風配比等進行優化調整，尋求最佳經濟運行方式；通過以上五項措施的執行，鍋爐受熱面壁溫超限問題已經解決。但是還可以通過煤量與加載力試驗等方面繼續進行優化和調整，下一步工作將繼續跟進。

參考文獻

[1]穆進章.300MW煤、氣混燒發電鍋爐燃燒調整及能耗研究[D].華北電力大學（北京），2010.

[2]張廣才.600MW超臨界機組鍋爐燃燒調整試驗研究[D].東北電力大學，2009.

[3]李學忠.1036MW超超臨界機組鍋爐燃燒調整優化研究[D].華北電力大學，2012.

（作者單位：神華國華廣投（柳州）發電有限責任公司）