超超臨界1000MW 機組鍋爐屏過超溫綜合治理

暢旭兵 廣東粵電靖海發(fā)電有限公司

為防止鍋爐水冷壁高溫腐蝕，廣東粵電靖海發(fā)電有限公司#4 機組在2018 年進行改造，增加四層貼壁風，共16 個噴口，約占總風量6%。在增加貼壁風后，#4 機組超溫現(xiàn)象頻發(fā)，甚至出現(xiàn)大面積超溫的現(xiàn)象，最高溫度超過了650℃，且超溫持續(xù)時間長，情況嚴重時高過壁溫亦超溫。為防止超溫，只能將所有貼壁風手動門關至10%，保證貼壁風噴口最小冷卻風量。

在2019 年燃燒調整試驗時，對磨煤機出口一次風進行冷態(tài)調平，磨煤機出口粉管冷態(tài)相對偏差均小于5%。在一次風調平的基礎上，發(fā)現(xiàn)少數(shù)工況下，屏過處A、B 側汽溫存在不同程度的偏差，同時當偏差較大時，會導致屏過管屏壁溫超溫（大于619℃），4 號鍋爐的超溫情況基本發(fā)生在機組升、降負荷過程中，在煤質較差（平均Aar 超過20%）的時候發(fā)生頻次較高，在煤質較好（平均Aar 不超過15%）的時候發(fā)生頻次較低。另外，當貼壁風開度較高時（平均開度大于30%），屏過超溫頻次較高。出現(xiàn)屏過超溫情況較多的負荷區(qū)間為750M～850MW，500M～600MW，負荷升、降過快時尤為明顯。因此，懷疑貼壁風量偏大，造成燃燒器區(qū)域風量不足，火焰中心抬高后造成屏過超溫。

2019 年5 月之前，貼壁風開度為40/20/20/20%，且OFA 手動風門未做任何調整時，屏過超溫較為頻繁，且為偏B 側超溫居多，經過現(xiàn)場查看，發(fā)現(xiàn)4～7 號OFA手動風門開度均低于50%。由于燃盡風對火焰中心有一定的壓制作用，同時也對屏過管屏具有一定的冷卻作用，因此懷疑B 側燃盡風量不足是造成B 側屏過超溫的原因之一。屏過溫度分布如圖1 所示。

圖1 調整貼壁風前超溫情況

當燃煤平均Aar 高于20%時，屏過超溫的頻次較燃用低灰分（Aar 低于15%）煤種時偏高較多。2019 年8 月13 日之后燃用煤種平均Aar 約為15%時，屏過超溫情況有較大緩解，從每天多次超溫變?yōu)檫B續(xù)幾天少量次數(shù)超溫（較幾個月前燃用低灰分煤種仍偏高，這是由于貼壁風較原先開度有所提升引起的）。

1 設備概況

廣東粵電靖海發(fā)電有限公司#3、4 鍋爐型號為DG3033/26.15-Ⅱ1 型。為東方鍋爐廠制造的超超臨界參數(shù)變壓直流爐、前后墻對沖燃燒、固態(tài)排渣、單爐膛、一次中間再熱、冷一次風直吹制粉系統(tǒng)、π 型鍋爐。爐膛前、后墻燃燒器各有3 層，上層布置燃盡風，每層左右側各布置貼壁風。設計煤種為神府東勝煙煤，校核煤種為山西晉北煙煤。

2 技術方案

2.1 燃盡風調整

由于較高的燃盡風門開度對屏過超溫有一定的緩解作用，針對機組屏過經常超溫區(qū)域，相應的調整對應區(qū)域燃盡風量，可以較好地調節(jié)、緩解屏過超溫現(xiàn)象。因此，重新分配不同燃盡風噴口的燃盡風量。燃盡風分配原則為容易超溫區(qū)域的燃盡風內外二次風門、中心風門開大，最外側的燃盡風內外二次風門、中心風門關小，從而增大容易超溫區(qū)域的燃盡風量，保證超溫區(qū)域的風量，避免風量不足造成火焰中心上移。

2.2 調整配煤方案

將高灰分、低灰分燃煤進行摻燒，使得入爐煤的平均灰分盡量不超過15%，以減少屏過超溫的頻次。特別是在500M～700MW負荷區(qū)間，通過配煤，將平均灰分降低，在超過700MW 以上時，平均灰分可適當升高，但不要超過20%。

2.3 修訂調整運行措施

在40%～70%負荷階段，適當降低中間點過熱度，控制在5℃左右，確保過熱器一級減溫水有一定的裕量，避免加負荷過程中的超溫。適當關小燃盡風門，增加燃燒器區(qū)域的氧量，促進燃燒。

#3/4 爐燃燒器三次風門開度調整為20/50/100/100/100/100/50/20%，以增加爐膛中心風量，非特殊情況下，盡量不要調整。爐膛出口氧量不平衡時，可通過三次風門開度來進行調整。鍋爐兩側汽溫、煙溫相差較大時，應及時調整燃盡風開度，盡量減少兩側偏差，防止其中一側超溫。燃盡風門最小可關至20%。加負荷時，應及時增加送風量，保證鍋爐氧量。在燃燒高灰分、高含碳量的煤種時，在#3/4 爐磨煤機、動態(tài)分離器電流不超標的情況下，提高分離器轉速至850rpm。“上小、下大”（正塔）的二次風配風方式有利于屏過壁溫的降低，停運磨煤機所對應的二次風門關至10%。

機組升負荷過程中，對新投入的制粉系統(tǒng)應采用階段性增加給煤量的調節(jié)手段適當進行控制，防止給煤量的突增對爐膛熱負荷的過大干擾。當鍋爐任一點壁溫超過DCS報警值時，應通過調整中間點溫度、燃盡風門偏差、減溫水量、煙氣擋板開度、鍋爐風量、一次風壓、煤粉細度及加強鍋爐吹灰等手段進行調整。

2.4 熱態(tài)下磨煤機出口粉管縮孔調整

根據(jù)歷史運行數(shù)據(jù)，通過研究A、B 側燃盡風電動門開度相同、風量相差較小時，各磨組合情況下出現(xiàn)屏過汽溫的偏差情況，依次將B、C 磨的3、4 號粉管縮孔調整至80%（即在現(xiàn)有基礎上關小1%～20%）。經過一段時間的觀察，汽溫偏差現(xiàn)象得到一定緩解。如果在以后的運行過程中仍出現(xiàn)較為嚴重的汽溫偏差（偏B 側），則可以考慮將F 磨的3、4 號粉管縮孔在現(xiàn)有基礎上關小10%～20%。

3 方案效果

經過以上綜合治理，自2019 年9 月起，#4 爐屏過超溫現(xiàn)象得到大幅度改善。燃燒15%灰分煤種時屏過溫度分布如圖2 所示。

圖2 調整后屏過溫度分布

屏過溫度分布較為均勻，最大值為593℃，最小值為542℃，相差51℃，根據(jù)廠家建議，偏差在50～80℃均屬正常范圍。最大值僅為593℃，溫度正常，未超溫。

在屏過未超溫的基礎，開大貼壁風門開度后，壁面氛圍較之前大為改善。由于需要兼顧超溫和目前貼壁風開度為40/45/45/30%（從下往上），壁面氛圍實測如表1 所示。

表1 調整后水冷壁壁面氛圍

4 結語

本文以廣東粵電靖海發(fā)電有限公司#4機組鍋爐為方案實施對象，對以往運行參數(shù)及經驗分析，采取一系列措施對屏過管壁超溫問題進行綜合治理，最高溫度由640℃降低至593℃，兩側壁溫分布均勻，水冷壁壁面氛圍良好，主要采用了4 項措施。

①對易超溫區(qū)域燃盡風門進行調整，具體調整參數(shù)可參見表1。將貼壁風門開度由40/20/20/20%調整為40/45/45/30%。

②調整配煤方案，將入爐煤平均灰分控制在15%～20%區(qū)間內。

③調整運行措施，對磨煤機分離器轉速、中間點溫度、燃盡風門開度等加以控制。

④調整磨煤機出口粉管縮孔，將B、C磨的3、4 號粉管縮孔調整至80%，使磨煤機各粉管出力盡可能相同。