鍋爐蒸汽溫度偏低的原因分析及處理措施

王福剛

（大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司，河北 邯鄲 056044）

大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司9號機組為DG1025/17.4－12型、單爐膛、四角切圓燃燒煤粉鍋爐，配備中儲式制粉系統(tǒng)，燃燒器為直流式，分上、下兩組，下組燃燒器間隔布置6層二次風(fēng)與5層一次風(fēng)，除最下層一次固定外，其它燃燒器在冷態(tài)時可做±15°的調(diào)整。鍋爐后豎井過熱器、再熱器側(cè)煙道設(shè)有煙氣擋板，用于調(diào)整再熱蒸汽溫度。鍋爐設(shè)計煤種與實際燃用煤種特性見表1。

表1 鍋爐設(shè)計煤種與實際燃用煤種特性

9號鍋爐自2009年12月24日試運行以來，過熱器、再熱器均未投入減溫水，主蒸汽溫度在530℃左右、再熱蒸汽溫度在520℃左右，難以達到其設(shè)計額定值540℃。以下針對主蒸汽、再熱蒸汽溫度偏低問題進行分析。

1 原因分析

1.1 煤質(zhì)

煤質(zhì)灰分大、熱值低時，主蒸汽、再熱蒸汽溫度較高，因燃煤熱值下降時用粉量較大，灰分大、燃燼時間長，灰分攜帶大量熱量至爐膛后部，當過熱器、再熱器對流受熱面吸熱量增大時，蒸汽溫度升高；反之，當燃煤熱值較高時，蒸汽溫度下降。相同負荷下，當燃煤熱值降低、灰份升高時，燃料量明顯增多，蒸汽溫度也有所上升，當燃煤熱值下降、灰份降低時，燃料量也相應(yīng)減小，蒸汽溫度隨之下降。

1.2 蒸汽壓力

從爐膛負壓變化、蒸汽壓力波動、火焰電視影像可以看出，爐膛火焰不集中，燃燒穩(wěn)定性較差，根本原因為噴燃器風(fēng)場切圓直徑大，煤粉燃燒分散。正常運行時由于蒸汽壓力的影響，蒸汽溫度波動范圍達10℃。

1.3 測點

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)鍋爐出口主蒸汽溫度比汽輪機側(cè)主蒸汽溫度低3～5℃，這與蒸汽輸送過程中溫度衰減的規(guī)律不符，因此判斷鍋爐出口主蒸汽溫度顯示存在偏差。經(jīng)查找，發(fā)現(xiàn)爐側(cè)主蒸汽溫度測點安裝在安全門與水壓堵板門的中間，由于安全門與水壓堵板門對蒸汽的流動產(chǎn)生擾動，造成溫度場不均勻，主蒸汽溫度測量值低于真實值。

1.4 受熱面溫度

機組負荷300MW工況下，將鍋爐各段受熱面蒸汽溫度、煙氣溫度與設(shè)計值進行對比，見表2。

表2 300MW工況下鍋爐實際運行值與設(shè)計值對比情況

通過表2對比發(fā)現(xiàn)，后屏出口蒸汽溫度較設(shè)計值低5.5℃，高溫過熱器出口蒸汽溫度較設(shè)計值低14℃，低溫再熱器出口蒸汽溫度較設(shè)計值低5℃，高溫再熱器出口蒸汽溫度較設(shè)計值低18℃；高溫再熱器出口排煙溫度較設(shè)計值低262℃，低溫過熱出口排煙溫度較設(shè)計值低48℃，低溫再熱器出口排煙溫度較設(shè)計值低39℃，由于煙氣溫度較設(shè)計值偏低，幅度較大，過熱器、再熱器對流受熱面吸熱量減少，造成蒸汽溫度下降。確認9號鍋爐主蒸汽、再熱蒸汽溫度偏低的原因為：高溫過熱器、高溫再熱器處煙氣溫度低于設(shè)計值，造成高溫過熱器、高溫再熱器吸熱量減少。

2 處理措施及效果

2.1 增加爐膛氧量

通過增加送風(fēng)量，增加爐膛氧量，改變爐膛煙氣量來實現(xiàn)受熱面吸熱的增加，從而提高主蒸汽、再熱蒸汽溫度［1］，調(diào)整結(jié)果見表3，送風(fēng)量增加后，主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度有所提高，但仍未能達到額定值。

表3 增加氧量前后對比結(jié)果

2.2 調(diào)整二次風(fēng)配風(fēng)方式

調(diào)整二次風(fēng)的配風(fēng)方式是為了掌握鍋爐在額定負荷下，各層二次風(fēng)量的分配對鍋爐燃燒和蒸汽溫度的影響，其試驗參數(shù)結(jié)果見表4。

表4 二次風(fēng)配風(fēng)方式試驗結(jié)果

由表4可以看出，二次風(fēng)配風(fēng)方式為均勻配風(fēng)、倒寶塔配風(fēng)、束腰配風(fēng)時，蒸汽溫度變化不大；二次風(fēng)配風(fēng)方式為正寶塔配風(fēng)時，蒸汽溫度有所提升，但與設(shè)計值仍有較大偏差。由此可知，調(diào)整二次風(fēng)配風(fēng)方式對主蒸汽、再熱汽溫度的影響較小。

2.3 熱態(tài)調(diào)整燃燒器擺角

2010年3月10日至12日，9號機組運行中，自下而上將下組燃燒器10層噴口均向上調(diào)整5°，提高了爐膛火焰中心，調(diào)整前、后各段蒸汽溫度、排煙溫度對比見表5。

表5 燃燒器擺角調(diào)整前后對比結(jié)果

由表5可知，噴燃器調(diào)整后，各段蒸汽溫度與排煙溫度均有提高，主蒸汽、再熱蒸汽溫度能夠達到額定值，過熱器使用了減溫水，蒸汽溫度調(diào)整略有余量。燃燒器調(diào)整后主蒸汽、再蒸汽溫度明顯上升，負荷在80%以上時，均能達到額定值。

3 經(jīng)濟效益估算

燃燒器調(diào)整前與調(diào)整后，9號機組相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計見表6。

表6 9號機組相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計

主蒸汽溫度每降低10℃，影響發(fā)電煤耗約0.93g/kWh；再熱蒸汽溫度每降低10℃，影響發(fā)電煤耗約0.75g/kWh。排煙溫度每升高10℃，排煙損失約增加0.5%；機組發(fā)電煤耗升高約1.7g/kWh［2］。由表6數(shù)據(jù)可得：主蒸汽溫度升高影響發(fā)電煤耗下降0.527 3g/kWh；再熱蒸汽溫度升高影響發(fā)電煤耗下降0.979 5g/kWh；排煙溫度升高影響發(fā)電煤耗上升 1.088g/kWh，所以發(fā)電煤耗共降低0.418 8g/kWh，按此機組年發(fā)電量20億kWh估算，每年可節(jié)約標準煤837.6t，標煤單價按800元/t計算，每年可節(jié)約資金約67萬元。

4 結(jié)束語

針對主蒸汽、再熱蒸汽溫度低于設(shè)計值的問題，在保證鍋爐燃燒安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，通過改變各層二次風(fēng)門的配比，了解風(fēng)量、配風(fēng)方式對蒸汽溫度、排煙溫度的影響，調(diào)整燃燒器擺角，使蒸汽溫度基本達到設(shè)計值，為相同類型機組投運后的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供了調(diào)整經(jīng)驗。

［1］ 國電太原第一熱電廠.300MW機組鍋爐及輔助設(shè)備［M］.太原：電力技術(shù)出版社，2005.

［2］ 孫學(xué)信.燃煤鍋爐燃燒試驗技術(shù)與方法［M］.北京：中國電力出版社，2002.