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(jìn)行原因分析，并經(jīng)過運(yùn)行調(diào)整試驗(yàn)，解決了金屬壁溫超限的問題，總結(jié)出幾條控制措施，此措施只是我們進(jìn)行的工作，也許存在分析不全面的可能，僅供參考。

關(guān)鍵詞：金屬壁溫；原因分析；控制措施

1 設(shè)備及系統(tǒng)概況

某廠330MW機(jī)組，鍋爐是亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、自然循環(huán)、單汽包、平衡通風(fēng)、固態(tài)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(tǒng)采用正壓直吹MPS中速磨煤機(jī)，每臺爐配備5臺磨煤機(jī)，正常滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)4臺磨煤機(jī)運(yùn)行，一臺備用。燃燒方式采用前后墻對沖燃燒，配有20只雙調(diào)風(fēng)DRB-XCL型旋流煤粉燃燒器，每臺磨煤機(jī)對應(yīng)4只燃燒器，B、D磨對應(yīng)前墻，A、E磨對應(yīng)后墻，C磨煤機(jī)對應(yīng)的4只燃燒器布置在最上層，前后墻各2只。

2 機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)的問題

案例1：

9月8日 02：05 A、B、E磨煤機(jī)運(yùn)行，雙側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng)運(yùn)行，負(fù)荷195MW穩(wěn)定，鍋爐總風(fēng)量1068Km3/h左右，A、B側(cè)再熱汽溫分別為524℃/524℃。隨后機(jī)組負(fù)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(jī)組負(fù)荷260MW，A、B、C、E磨煤機(jī)運(yùn)行，總煤量134t/h，爐側(cè)各主要參數(shù)穩(wěn)定，CCS控制方式，AGC模式投入，升降負(fù)荷斜率為1.5%。鍋爐二次風(fēng)壓力自動調(diào)整。當(dāng)時(shí)氧量2.8%/2.5%，之后AGC指令由260MW持續(xù)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(yīng)的蒸汽溫度也都在正常值以下。通過統(tǒng)計(jì)分析這些超限持續(xù)升負(fù)荷過程中。

3 原因分析

查曲線發(fā)現(xiàn)：在快速升負(fù)荷階段，鍋爐的氧量最近降至1%，說明此時(shí)爐膛內(nèi)已經(jīng)嚴(yán)重缺氧，燃燒急劇惡化。

過低氧量的運(yùn)行導(dǎo)致機(jī)組效率降低，不完全燃燒熱損失q3、q4必然增大；同時(shí)煙囪黑煙、爐渣和飛灰含炭量要增大；火焰不穩(wěn)定；而且炭黑和碳粒將玷污、堵塞對流煙道受熱面和空氣預(yù)熱器，受熱面結(jié)焦。更為嚴(yán)重的是給鍋爐的安全帶來了很大的安全隱患，爐膛內(nèi)嚴(yán)重缺氧后突然增加送風(fēng)機(jī)出力時(shí)很容易引起爆燃，由于環(huán)保要求火力發(fā)電廠的Nox排放值越來越嚴(yán)格，某電廠也進(jìn)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(yùn)行方式，機(jī)組正常運(yùn)行的氧量已經(jīng)降低至2.5%左右。如果在此時(shí)快速升負(fù)荷，而氧量在自動情況下跟蹤又很慢。這樣延長的燃盡時(shí)間，原本在爐膛內(nèi)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(dǎo)致頻繁超限。

4 控制措施

（1）進(jìn)行鍋爐配風(fēng)調(diào)整試驗(yàn)。在保證鍋爐空預(yù)器前氧量的前提下，提高送風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓，關(guān)小各臺磨煤機(jī)二次風(fēng)擋板。

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

（3）優(yōu)化氧量自動控制方式，原來的氧量只是靠二次風(fēng)壓來控制，現(xiàn)氧量自動中增加各臺磨煤機(jī)二次風(fēng)擋板邏輯。這樣既能保證在快速升降負(fù)荷時(shí)滿足氧量的要求，又能快速響應(yīng)Nox的需求。

（4）重新優(yōu)化氧量運(yùn)行曲線。通過變負(fù)荷試驗(yàn)，尋找到最佳氧量曲線。

（5）優(yōu)化風(fēng)煤比曲線。

5 總結(jié)

分別在100%、80%、60%額定負(fù)荷下，通過變氧量、二次風(fēng)配比等進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，尋求最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式；通過以上五項(xiàng)措施的執(zhí)行，鍋爐受熱面壁溫超限問題已經(jīng)解決。但是還可以通過煤量與加載力試驗(yàn)等方面繼續(xù)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，下一步工作將繼續(xù)跟進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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[3]李學(xué)忠.1036MW超超臨界機(jī)組鍋爐燃燒調(diào)整優(yōu)化研究[D].華北電力大學(xué)，2012.

（作者單位：神華國華廣投（柳州）發(fā)電有限責(zé)任公司）