1950t/h褐煤墻式切圓鍋爐強風環大小對主再熱汽溫的影響分析

摘要：文章通過對鄂溫克電廠1950t/h褐煤鍋爐煤粉燃燒器改造前后的運行參數進行分析，結合爐內冷態試驗的情況，闡述強風環大小對主、再熱汽溫的影響。通過煤粉燃燒器的改造，明顯減小了強風環的直徑及水冷壁處的貼壁風速，對改善左右側汽溫偏差有明顯效果。

關鍵詞：褐煤式切圓鍋爐；煤粉燃燒器；強風環；水冷壁；主再熱汽溫 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM621 文章編號：1009-2374（2015）10-0079-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0893

鄂溫克電廠新建工程2×600MW超臨界空冷機組所采用鍋爐為哈爾濱鍋爐廠自主開發研制的600MW超臨界鍋爐，型號為HG-1950/25.4-HM15。鍋爐為單爐膛、一次中間再熱、切圓燃燒方式、平衡通風、固態排渣、全鋼懸吊結構、緊身封閉布置燃煤π型鍋爐。高度為80.16m（頂棚管中心），爐膛斷面尺寸為20.4023m×20.0723m，爐膛標高54.907m以下采用螺旋水冷壁、以上為垂直膜式水冷壁。爐膛上部沿煙氣流程依次分別布置有分隔屏過熱器、末級過熱器、末級再熱器、尾部煙道受熱面。#1機組于2011年11月7日通過168h試運行，在試運行中一直存在主、再熱蒸汽參數達不到設計要求的問題，雖然經過多次燃燒調整工作，主再熱汽溫仍比設計值低30℃～40℃（參見表1），低汽溫運行嚴重影響了機組的安全性及經濟性。在進行深入分析和研究后，通過燃燒器改造及運行調整，最終鍋爐主、再熱汽溫達到了設計參數。

1 機組試運期間主要運行情況分析

由表1可以看出，#1機組在首次帶至滿負荷時主汽溫低于設計值50℃以上，這是由于在試運期間標高50～60m之間的垂直水冷壁區域曾發生多次水冷壁過熱爆管事故，從安全角度出發，機組運行時有意識地將過熱度控制在25℃左右，以防止垂直水冷壁發生超溫。運行參數表明，此種工況下分離器出口溫度最高只可到399℃，這直接影響了主、再熱蒸汽溫度。

超臨界鍋爐的汽溫特性為：（1）超臨界鍋爐的過熱汽溫特性與亞臨界參數鍋爐不同。主要區別為：超臨界鍋爐過熱汽溫特性為輻射特性，且屏式過熱器和位于爐膛出口的高溫過熱器的吸熱起主導作用；（2）再熱器系統的汽溫特性主要表現為對流特性，即主要取決于調溫方式和受熱面系統布置，與亞臨界鍋爐類似。

為提高主、再熱蒸汽溫度，燃燒調整過程中重點進行了以下四方面的工作：（1）制粉系統運行方式為A磨煤機備用，B、C、D、E、F五臺磨煤機運行，并且適當提高F、E兩臺磨煤機的出力，以此來提高火焰高度；（2）隨著煤粉細度的減小，其著火熱降低，煤粉的著火點提前，而且煤粉顆粒的直徑越小，燃燒速度越快，燃燒燃盡性能更好，使得煤粉更容易燃盡。所以，將煤粉細度由設計值R90=35%提高至R90=45%，推遲煤粉的著火點，延長煤粉顆粒的著火時間；（3）鑒于冷態試驗時爐內強風環直徑偏大，在保證燃燒穩定的基礎上，控制磨煤機出口風粉混合物溫度為60℃～65℃，將一次風率由設計值32.8%提至38%，增加煤粉混合物的著火熱，推遲煤粉著火；（4）二次風配風采取了均等配風方式，使燃燒器區域富氧燃燒，防止爐膛結焦。

通過燃燒調整，主汽溫及再熱汽溫提高了10℃～15℃，仍低于設計值40℃，在此背景下電廠、哈爾濱鍋爐廠及相關技術單位進行深入分析和研究后，提出了相應的改造方案。具體改造方案為：將從下往上A、B、C、D、E、F層一次風燃燒器中的A、D、E、F層噴口角度向爐膛中心方向偏轉20°。B、C層一次風由于安裝了等離子點火燃燒器，保持不變，所有二次風噴口角度保持不變。

2 改造后機組運行情況分析

2.1 冷態試驗情況對比

在相同的試驗條件下，燃燒器改造后與改造前相比，B、C層強風環直徑基本無變化，A、D、E、F層強風環直徑縮小4m左右。

2.2 機組主要運行參數

煤粉燃燒器改造后，在均等配煤的方式下運行，主、再熱蒸汽溫度已達到額定值，并投用少量減溫水，能夠滿足機組正常運行的需要。水冷壁垂直管出口最高壁溫低于420℃，過熱度仍存在一定的調節裕度。主、再熱蒸汽溫度左右側偏差明顯減小，爐內燃燒穩定，爐底落焦情況與改造前無明顯變化，改造前后無明顯變化飛灰及爐渣可燃物含量改造前后無明顯變化。

通過燃燒器改造前后的運行數據可以發現，爐內強風環直徑的大小對機組的運行參數有直接的影響。較大直徑的強風環，可使鄰角火炬的高溫火焰更易于達到下游鄰角燃燒器根部，有利于煤粉氣流著火，同時使爐內氣流旋轉強烈，燃燒后期混合得以改善，有利于著火及燃盡過程。但切圓直徑大，一次風氣流偏斜程度可能增大，易引起水冷壁的結渣、磨損。強風環直徑過大時，氣流到達爐膛出口還有較強的殘余旋轉，會引起煙溫和過熱汽溫的偏差。強風環減小后，削弱了煤粉在燃燒器區域的著火，使得火焰燃燒拉長，減小了水冷壁的吸熱量，相應增加了過熱器及再熱器的吸熱量，提高了主、再熱蒸汽溫度，減小了主、再熱蒸汽左右側溫度

偏差。

3 結語

通過本次煤粉燃燒器的改造，加裝導流板將A、D、E、F層煤粉燃燒器噴口改為向爐膛中心偏轉20°，明顯減小了強風環的直徑及水冷壁處的貼壁風速。

主、再熱汽溫度已達到額定值，說明減小強風環的直徑對提高主、再熱汽溫有一定效果，同時對改善左右側汽溫偏差有明顯效果。

參考文獻

[1] 哈爾濱鍋爐廠有限公司.鍋爐說明書[S].

[2] 樊泉桂.亞臨界與超臨界參數鍋爐[M].北京：中國電力出版社，2000.

[3] 鄢曉忠.煤粉細度對燃燒特性影響的實驗研究[J].動力工程學報，2007，（5）.

作者簡介：劉希健（1985-），男，山東棗莊人，山東中實易通集團有限公司鍋爐調試工程師，研究方向：電廠調試。

（責任編輯：黃銀芳）