鍋爐過熱器金屬壁溫超溫的原因分析及對策

江偉東

蘭州西固熱電有限責任公司 甘肅 蘭州 730060

當電廠的機組負荷率較低、機組的起機和停機的次數增加，在開爐的過程中，經常會出現過熱器金屬壁溫超出限度的現象，當金屬壁溫度過高，可能會引起火災和爆炸，不僅僅會造成公共基礎設施上的損失，甚至會造成人員上的傷亡，這嚴重的影響了鍋爐機組的安全性。很多火電廠的鍋爐由于燃用的煤種偏離設計煤種，從而降低了對于鍋爐帶負荷能力，過熱器金屬壁還存在著飛灰當中的可燃物含量超出標準，兩側蒸汽溫度存在較大的偏差等等問題。所以，要改革和調整鍋爐燃燒的方案，鍋爐過熱器金屬壁超溫的解決刻不容緩[1]。

一、過熱器金屬壁溫超溫原因

(一)鍋爐實際燃用煤種。火電廠鍋爐設計的是無煙煤，無煙煤的特點就是揮發份低，水份以及灰份的含量都比較低，而同時發熱量又比較高；然而目前的實際情況是，當地很多電廠所使用的新疆煤種，這種煤種的特點是發熱量高，但是灰份含量較高，這種實際燃用煤種更加難著火和燃盡，這樣會導致未燃盡的煤灰煤粉顆粒帶入到爐膛的出口以及水平煙道，導致煙氣、蒸汽溫度升高，難以控制。

(二)四角切圓燃燒殘余旋轉。很多鍋爐燃燒器會采取四角切圓的燃燒方式，這就使得，由于鍋爐膛上部的參與旋轉造成了鍋爐膛出口以及水平煙道左右兩側的煙氣流速存在著比較大的偏差，煙氣的溫度分布不夠均勻，導致局部煙氣溫度過高，造成鍋爐過熱器部分管道過熱，使得金屬壁溫度超溫。

(三)改造設備而增加了符合。很多電廠為了提高燃燒區域的溫度水平以及提高煤種的燃燒穩定性，將鍋爐由原來的基礎上增加衛燃帶的面積，從而提高燃燒中心區域以及鍋爐膛上部的煙氣溫度；同時由于給粉機出力裕度比較低，煤種的質量波動較大，給粉機經常會在既是是滿速運行的情況下，也難以帶滿符合，增加出力也是很多電廠對于給粉機的一個改造，因而導致爐膛燃燒熱負荷增加，從而導致出口溫度升高，過熱器金屬壁溫升高；空氣預熱器的改造也是一個重要的原因，更換下城空氣預熱器，從而導致空氣預熱器出口熱風溫度升高，爐膛燃燒區溫度升高[2]。

(四)多種不定性因素。煤粉著火時間推遲，煤粉在爐膛內燃燒時間過短，燃燒不充分，鍋爐內的火焰中心過于偏上，渣斗水封不嚴，冷渣斗漏風，煤粉的發熱量低，煤粉煤灰顆粒過粗，運行人員對于風煤配比不合適，含氧量高，一次風量過于高，一、二此風速不均勻，噴燃器口變形、結焦，對于設備的改造導致的負荷高、燃煤量大，頻繁的啟動和停止磨煤機等原因都是造成鍋爐過熱的原因。

二、鍋爐過熱器金屬壁溫超溫的對策

對于電廠鍋爐過熱器金屬壁溫超溫的現象，運行人員要對于鍋爐做一些相應的調整以應對這個問題，再熱氣溫低及兩側存在一定的溫差，煤灰的飛灰可燃物含量偏高，改變鍋爐的運行含氧量、配風方式和配比，改變一次風速的運行模式，對鍋爐進行調整試驗，尋找一個更合適的運行模式。

(一)調整因素。鍋爐負荷過大、一次風管速度、二次風配風、鍋爐膛氧量、二次風箱的壓力、以及煤粉濃度、制粉系統的組合和煤粉煤灰顆粒的粗細程度都是對四角切圓鍋爐燃燒動力場影響比較大的因素。電廠要結合鍋爐的實際的運行程度和實際存在的問題和實際燃燒調整試驗的探索，對于這些因素要進行相應的調整以降低鍋爐過熱器金屬壁溫超溫的現象[3]。

(二)改善燃燒火焰中心偏高問題。可以通過加大下排的磨煤機的風煤量，減少上部和中部的磨煤機風煤量來降低燃煤火焰的中心位置，保證下排磨給煤量聯合中、上排磨機器給煤量的差值大于5t/h。這種降低中心火焰的位置的方法，對于運行人員來說，是不受到客觀因素制約，隨時可以實現火線位置的調節，更加便利、便捷，具有高效性。

(三)調控二次風配風方式。下手動二次風、中下二次風、下一次風、中一次風、中二次風、上一次風、上二次風、三次風是鍋爐燃燒器自下而上的順序。一般的鍋爐都是采取中間倉儲式制煤粉系統，通過熱風送煤粉。運行人員一般會把上層二次風門開度調整到百分之90以上，通過降低爐膛火焰中心位置，降低過熱器壁溫，但這種調整沒有明顯的效果，可見，鍋爐過熱器金屬壁溫超溫不是由于水平煙道的溫差造成，而是局部管排出現煙氣走廊，使得煙氣流場的分布不夠均勻，局部的流速大于兩側的流速，從而增大了對流換熱，煙氣走廊的局部位置的鍋爐過熱器金屬壁就很容易出現超溫的現象。所以可以通過實驗、調整燃燒手段，干山爐膛出口煙氣的流場情況。調整二次封箱壓力以及各層的二次風門的開合度，發現當二次風門的開度調整到百分之35的時候，兩側二次風箱壓力具有一定的偏差，能夠很明顯的改善煙氣流動狀態，降低鍋爐過熱器金屬壁的壁溫。同時對于燃燒不夠穩定的下層的兩個角燃燒器所對應的的二次風關小，可以減少二次風對一次風燃燒的干燒。改善了爐內煙氣流動狀態，也可以提高鍋爐的燃燒穩定性和燃燒的效率，從而提高了鍋爐的效率[4]。

(四)降溫運行，降低負荷運行。運行當中，應用一減控制二減入口平均蒸汽溫度在505攝氏度，尤其是低負荷運行時，要保證燃煤的合理摻配，低負荷運行時提高主汽壓力運行或定壓運行，提高蒸汽的流速，提高水冷壁的吸熱能力和吸熱量，降低爐膛出煙口的煙氣溫度。通過實際情況實驗，當主汽壓力升高時，蒸汽流速會相應的增加，蒸汽的冷卻能力增強，各個屏管壁溫度都有不同程度的下降。而在保證磨煤機組出力和電流正常的情況下，降低一次風速，減緩燃煤著火推遲問題，增強爐內火焰燃燒程度。

(五)加強人員培訓。運行集控全能值班技術人員的能力有限是不能夠及時控制壁溫的一個重要原因，加強技術人員的學習和培訓，提高技術水平和應變能力，減少在定排，長吹、啟停磨組，增減負荷等操作過程當中，減少因人員的原因導致的鍋爐過熱器金屬壁超溫的現象，加強專業管理及金屬監督，要加強對于煤質變化、設備運行工作情況以及鍋爐燃燒特性更改金屬管壁超溫異常、障礙管理定值的監督，切實落實生產部門金屬監督職責[5]。

結束語

鍋爐過熱器金屬壁溫超溫現象幾乎在每一個電廠都有頻繁的出現，造成這個現象的主要原因就是水平煙道出現煙氣走廊，局部煙氣流速過大，導致對流換熱不夠均勻，使局部管道過熱，所以電廠要通過調整鍋爐燃燒工作模式，來解決鍋爐過熱器壁溫超溫的問題，包括對于一、二次風配風模式、煤粉的配置問題以及人員和技術的管理層面。從多方面分析超溫現象出現的影響因素，從而找出根本原因，有針對性的進行調整、實驗、測試、摸索，最終達到降低鍋爐過熱器金屬壁溫度的目的，達到預期效果。