超臨界350MW機(jī)組直流鍋爐受熱面超溫問(wèn)題分析

摘 要：350MW超臨界鍋爐在生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱器、再熱器管壁等零件的超溫現(xiàn)象，因此對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了分析，其問(wèn)題產(chǎn)生原因是：一次風(fēng)壓過(guò)高、再熱器蒸汽流量過(guò)低、控制氧量過(guò)高，因此本文對(duì)這些問(wèn)題提出了一些有效的治理措施，只有解決這些問(wèn)題才能從根本上解決超溫問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：超臨界鍋爐；超溫；運(yùn)行調(diào)整；給水溫度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.133

1 概述

某電力企業(yè)的350MW超臨界機(jī)組使用的是巴威型直流鍋爐，其爐膛結(jié)構(gòu)為螺旋結(jié)構(gòu)、組成部分都是鋼材、鍋爐形式為半敞篷式、安有固態(tài)排渣系統(tǒng)、其內(nèi)部還設(shè)有內(nèi)置無(wú)循環(huán)泵。其原先設(shè)計(jì)的煤種其實(shí)是80%的陽(yáng)泉產(chǎn)“無(wú)煙煤”和20%的壽陽(yáng)產(chǎn)“貧瘦煤”相摻煤，但運(yùn)行時(shí)使用的燃料是下層“神華煤”與上層“陽(yáng)泉煤”混燒。過(guò)熱器的組成較復(fù)雜，組成部分大致有六部分：頂棚、包墻、低溫過(guò)熱器、屏式過(guò)熱器、后屏過(guò)熱器和末級(jí)過(guò)熱器。再熱器的布置位置有兩處，一處在機(jī)組尾端的豎井前煙道，為低溫再熱器，另一處在水平煙道，為高溫再熱器，低溫再熱器組成部分是四個(gè)水平管組，有一百二十五片。高溫再熱器的組成部分是垂直管組，有六十二片。

2 鍋爐的受熱面的超溫現(xiàn)象

此鍋爐在設(shè)備調(diào)試期時(shí)，存在許多問(wèn)題，一是鍋爐使用前期，過(guò)熱器和再熱器存在超溫問(wèn)題。二是使用噴水減溫器次數(shù)過(guò)多，調(diào)節(jié)閥開(kāi)度還總是高負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致出口蒸汽溫度不好控制。然而總是會(huì)有超溫現(xiàn)象，將會(huì)對(duì)受熱面的使用期限有影響，因?yàn)槌瑴噩F(xiàn)象頻發(fā)，過(guò)熱器以及再熱器將有炸裂風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)機(jī)器設(shè)備的安全性十分不利。

3 超溫的幾點(diǎn)原因

（1）一次風(fēng)壓偏高分析。磨煤機(jī)的風(fēng)煤比變化不大，但是一次風(fēng)壓過(guò)高會(huì)導(dǎo)致一次風(fēng)量增加，從而使得爐內(nèi)的煤粉過(guò)多，想要使其達(dá)到規(guī)定的熱量需要充分燃燒，但煤粉的過(guò)多，所燃燒用時(shí)也就更長(zhǎng)，進(jìn)而使?fàn)t膛的火苗高度增加，會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱器以及低溫器受熱過(guò)度產(chǎn)生超溫現(xiàn)象。尤其是在剛運(yùn)行時(shí)，鍋爐內(nèi)的一次風(fēng)壓過(guò)高，煤粉燃燒程度更低，超溫現(xiàn)象容易發(fā)生。在同一負(fù)荷實(shí)驗(yàn)下，使用光學(xué)儀器對(duì)各層火焰溫度進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，調(diào)整一次風(fēng)壓后的火焰溫度低于調(diào)整前的火焰溫度。（2）再熱器蒸汽流量偏小分析。通過(guò)對(duì)再熱器發(fā)生事故的噴水量以及減溫器前后的蒸汽溫度差的分析，整理再熱器蒸汽流量的數(shù)據(jù)，結(jié)果是蒸汽流量過(guò)小。其原因是臨機(jī)加熱器的抽汽量過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致再熱器不易冷卻，從而發(fā)生超溫現(xiàn)象。（3）氧量控制偏高分析。二次風(fēng)比過(guò)高是造成爐膛內(nèi)含氧量偏高的原因，會(huì)導(dǎo)致出煙量加大進(jìn)而使受熱面的受熱程度提高，這就會(huì)導(dǎo)致超溫問(wèn)題。超溫發(fā)生時(shí)，適當(dāng)合攏低溫過(guò)熱器的煙氣擋板，對(duì)減少屏式過(guò)熱器的超溫發(fā)生有益，但是擋板門(mén)的調(diào)節(jié)，也會(huì)導(dǎo)致再熱器側(cè)煙氣的排放增加，這將對(duì)再熱器減少超溫現(xiàn)象的發(fā)生不利。

4 治理措施

對(duì)過(guò)熱器的超溫問(wèn)題，可以縮小二次風(fēng)量以及調(diào)整含氧量來(lái)解決。想要解決冷卻不足的問(wèn)題可以通過(guò)在運(yùn)行前期，延長(zhǎng)臨機(jī)加熱的時(shí)間，能夠基本緩解再熱器超溫的情況。

（1）嚴(yán)格遵循機(jī)組啟動(dòng)曲線控制鍋爐升溫升壓速率。鍋爐在剛開(kāi)始升壓時(shí)，且飽和溫度小于一百度的情況下，爐水的升溫速率應(yīng)保持每分鐘一點(diǎn)一度以下。在機(jī)組升壓時(shí)，其速度不應(yīng)大于每分鐘0.03MPa升溫速率控制在每分鐘一點(diǎn)五度以下，運(yùn)行分離器出口時(shí)，其升溫速率應(yīng)控制在每分鐘一點(diǎn)五度以下。在機(jī)組并網(wǎng)后，鍋爐的最大升壓速率應(yīng)不大于每分鐘0.25MPa，其溫度變化速率控制在每分鐘一點(diǎn)五度以下。

（2）提升給水溫度。機(jī)器運(yùn)行時(shí)，想要增加除氧器的加熱溫度，可以其加熱氣源加大功率以及提升蒸汽參數(shù)的措施。待爐水質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，需要對(duì)高溫介質(zhì)快速收集，這樣對(duì)提高給水溫度也有效。然而在合理情況下，降低給水流量也對(duì)提高給水溫度有作用。當(dāng)參數(shù)達(dá)到一定值時(shí)，需要及時(shí)使用高溫低壓加熱系統(tǒng)。

（3）降低一次風(fēng)壓和一次風(fēng)率。依照制粉系統(tǒng)實(shí)際狀況，對(duì)一次風(fēng)量和風(fēng)速適當(dāng)調(diào)整。調(diào)整完一次風(fēng)量和風(fēng)速后，再對(duì)二次風(fēng)量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，一次風(fēng)率在16%到20%之間最適合煤粉充分燃燒。風(fēng)率控制在該范圍時(shí)，會(huì)提高一次風(fēng)量，對(duì)再熱器的溫度下降有益。

（4）減少二次風(fēng)量，合理控制爐膛氧量。在鍋爐運(yùn)行時(shí)要有充足的風(fēng)量，但也不宜過(guò)大，因?yàn)樘蟮娘L(fēng)量反而會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱器和再熱器的金屬面超溫。在并網(wǎng)情況下，爐膛出口的氧氣含量應(yīng)小于9%，伴隨機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，其負(fù)荷也會(huì)慢慢增加，還需降低出口氧量，慢慢降低控制在3.5%到5%之間。

（5）加強(qiáng)鍋爐吹灰。加強(qiáng)空氣預(yù)熱器及爐膛吹灰，對(duì)降低各受熱面壁溫均有好處。應(yīng)視鍋爐各處金屬壁溫情況，及時(shí)合理的進(jìn)行鍋爐吹灰工作。例如：水平煙道屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器、高溫再熱器壁溫過(guò)高時(shí)，可加強(qiáng)水冷壁吹灰，同時(shí)適當(dāng)放緩低溫過(guò)熱器與低溫再熱器的吹灰工作；當(dāng)?shù)蜏剡^(guò)熱器，低溫再熱器金屬壁溫過(guò)高時(shí)，可加強(qiáng)空氣預(yù)熱器及爐膛吹灰外，還應(yīng)加強(qiáng)水平煙道受熱面吹灰工作，增強(qiáng)該部分受熱面換熱，降低豎井煙道煙溫。

（6）合理投入制粉系統(tǒng)。啟動(dòng)磨煤機(jī)后，要嚴(yán)格控制燃料投入率過(guò)快，當(dāng)燃燒穩(wěn)定后再逐步增加燃料量提高鍋爐熱負(fù)荷，防止出現(xiàn)燃料量突增導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行水調(diào)節(jié)，煤水比失調(diào)導(dǎo)致超溫。根據(jù)不同負(fù)荷合理投停制粉系統(tǒng)，150MW 以下盡量不投上層制粉系統(tǒng)，利用加大下層燃燒器對(duì)應(yīng)的 BD 磨煤機(jī)負(fù)荷，保證爐膛截面熱負(fù)荷最高處始終處于水冷壁下部區(qū)域，使鍋爐各受熱面介質(zhì)通流較差時(shí)爐膛出口煙溫較低。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文研究的是第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)巴威3500MW型超臨界鍋爐，然而在輔機(jī)調(diào)試期間有許多問(wèn)題發(fā)生，例如輔機(jī)運(yùn)行前期會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱器、再熱器不小的超溫問(wèn)題。但是也通過(guò)了一些措施得以解決，例如有效控制一次風(fēng)壓、合理規(guī)避爐膛火焰中心升高、合理使用臨機(jī)加熱、控制二次風(fēng)壓等措施，這些措施實(shí)施后，許多問(wèn)題都得到了有效解決，輔機(jī)也完好運(yùn)行。本文的研究結(jié)果可以對(duì)相似輔機(jī)的實(shí)驗(yàn)作為實(shí)例經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙曉光，李士軍，汪潮陽(yáng)，劉志強(qiáng).超臨界350MW機(jī)組直流鍋爐受熱面超溫問(wèn)題分析及控制措施[J].河北電力技術(shù)，2014.

作者簡(jiǎn)介：侯建軍（1977-），男，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，本科，工程師，研究方向：超臨界鍋爐運(yùn)行技術(shù)管理。