防壁溫高措施及對策

1、660MW超超臨界鍋爐防止管壁溫度異常升高的措施及對策一 660MW超超臨界鍋爐簡介我廠#7爐是由上海鍋爐廠引進技術(shù)制造的國產(chǎn)超超臨界參數(shù)變壓直流爐，燃燒系統(tǒng)采用中速磨煤機、冷一次風、正壓直吹式制粉系統(tǒng)設(shè)計，一臺鍋爐配備六臺MPS190型中速磨煤機和電子稱重式給煤機，燃用設(shè)計煤種時，5臺磨運行，1臺磨備用。24只直吹式水平濃淡分離燃燒器分6層布置于爐膛下部四角,煤粉和空氣從四角送入,在爐膛中呈切圓方式燃燒。燃燒方式采用低NOx同軸燃燒系統(tǒng)（LNCFS）。通過分析煤粉燃燒時NOx的生成機理，低NOx煤粉燃燒系統(tǒng)設(shè)計的主要任務是減少揮發(fā)份氮轉(zhuǎn)化成NOx，其主要方法是建立早期著火和使用控制氧量的燃料

2、/空氣分段燃燒技術(shù)。LNCFS的主要組件為：a.緊湊燃盡風（CCOFA）；b.可水平擺動的分離燃盡風（SOFA）；c.預置水平偏角的輔助風噴嘴（CFS）；d.水平濃淡分離煤粉噴嘴。LNCFS在降低NOx排放的同時，著重考慮提高鍋爐不投油低負荷穩(wěn)燃能力和燃燒效率。通過技術(shù)的不斷更新，LNCFS在防止爐內(nèi)結(jié)渣、高溫腐蝕和降低爐膛出口煙溫偏差等方面，同樣具有獨特的效果。主風箱設(shè)有6層水平濃淡分離煤粉噴嘴，在煤粉噴嘴四周布置有燃料風（周界風）。在每相鄰2層煤粉噴嘴之間布置有1層輔助風噴嘴，其中包括上下2只偏置的CFS噴嘴，1只直吹風噴嘴。在主風箱上部設(shè)有2層CCOFA（Closed-coupled O

3、FA，緊湊燃盡風）噴嘴，在主風箱下部設(shè)有1層UFA（Underfire Air，火下風）噴嘴。在主風箱上部布置有SOFA（Separated OFA，分離燃盡風）燃燒器，包括5層可上下擺動的分離燃盡風（SOFA）噴嘴。連同煤粉噴嘴的周界風，每角主燃燒器和SOFA燃燒器各有二次風擋板25組，均由電動執(zhí)行器單獨操作。SOFA燃燒器采用擺動結(jié)構(gòu)，由內(nèi)外連桿組成一個擺動系統(tǒng)，由一臺電執(zhí)行器集中帶動作上下擺動。LNCFS通過在爐膛的不同高度布置CCOFA和SOFA，將爐膛分成三個相對獨立的部分：初始燃燒區(qū)，NOx還原區(qū)和燃料燃盡區(qū)。在每個區(qū)域的過量空氣系數(shù)由三個因素控制：總的OFA風量，CCOFA和SO

4、FA風量的分配以及總的過量空氣系數(shù)。這種空氣分級方法通過優(yōu)化每個區(qū)域的過量空氣系數(shù)，在有效降低NOx排放的同時能最大限度地提高燃燒效率。二 運行中存在的問題a. 煤種適應性差，爐內(nèi)有局部結(jié)渣現(xiàn)象，溫度場存在一定的偏差；在不同負荷段容易出現(xiàn)不同受熱面管壁溫度異常升高現(xiàn)象（負荷460550MW時，末級過熱器；負荷500MW以上時，水冷壁后墻懸吊管；負荷580660MW時，高溫再熱器）；b. 主汽溫度因爐內(nèi)結(jié)渣粘污而升高，因爐膛吹灰而降低，再熱汽溫因水平煙道吹灰而降低，且變化幅度較大。三 鍋爐燃燒調(diào)整試驗為了解SOFA風上下擺角、CCOFA風風量、SOFA風風量和主燃燒器二次風量對末級過熱器壁溫、高

5、溫再熱器壁溫及水冷壁后墻懸吊管壁溫的影響,特對SOFA風上下擺角、SOFA風風量、CCOFA風風量和運行燃燒器二次風量進行調(diào)整試驗。試驗時負荷660MW，A、B、C、D、E、F磨運行，采用均等配風方式，各風門開度見表1。試驗中，維持負荷、氧量、一次風量、一次風壓、各級減溫水量及過熱器、再熱器煙道擋板開度不變，選取運行中容易異常升高的受熱面管壁溫度測點進行觀察對比，其中末級過熱器壁溫測點為第22點（9排第18根）、第77點（3排第7根）；高溫再熱器壁溫測點為第2點（6 排第1根）、第33點（61排第8根）、第49點（6排第3根）；水冷壁后墻懸吊管壁溫測點為第4點。表1：試驗前后SOFA風擺角及各

6、二次風門開度風門名稱調(diào)整前工況開度%調(diào)整后工況1開度%調(diào)整后工況2開度%調(diào)整后工況3開度%調(diào)整后工況4開度%SOFA擺角3050303030SOFA56565655565SOFA46060605060SOFA35555554555SOFA25555555555SOFA16060606060CCOFA27070557070CCOF12020202025F2020202025EF2020202025E1/E22020202025E2020202025DE2020202025D12020202025D2020202025CD2020202025C1/C22020202025

7、C2020202025BC2020202025B12020202025B2020202025AB2020202025A1/A22020202025A2525252525AA70707070701、 SOFA風上下擺角的調(diào)整試驗將SOFA風上下擺角由30%調(diào)至50%，由于爐膛出口煙溫降低，SOFA風反切作用增強，過熱汽溫略有下降，末級過熱器管壁第22點溫度明顯上升。再熱器出口溫度降低，兩側(cè)偏差下降,高溫再熱器管壁溫度也呈緩慢下降趨勢。水冷壁后墻懸吊管壁溫因鍋爐燃燒效率降低，燃料量增加，水煤比減小而有所升高。（見表2）。2、CCOFA風風量的調(diào)整試驗將緊湊燃盡風CCOFA1、CCOFA2風門開度均

8、調(diào)至55%，主、再熱汽溫均有所下降，末級過熱器管壁溫度略有上升，高溫再熱器管壁溫度隨著再熱汽溫的降低略有下降。水冷壁后墻懸吊管壁溫因燃料量減少，水煤比增加而略有降低。（見表2）。3、SOFA風風量的調(diào)整試驗將SOFA5、SOFA4、SOFA3三層分離燃盡風風門開度分別調(diào)至55%、50%、45%，爐膛出口煙溫先升后降（火焰中心下移，鍋爐效率增加，燃料量減少），SOFA風反切作用減弱，過熱汽溫隨爐膛出口煙溫先升后降，兩側(cè)汽溫偏差增大，末級過熱器管壁溫度隨過熱汽溫先升后降。再熱器出口溫度也是先升后降，兩側(cè)偏差下降,高溫再熱器管壁溫度變化趨勢與末級過熱器管壁溫度變化趨勢一致，都是左側(cè)壁溫明顯升高。水冷

9、壁后墻懸吊管壁溫因鍋爐燃燒效率增加，燃料量減少，水煤比增加而有所降低。（見表2）。4、主燃燒器二次風量的調(diào)整試驗將主燃燒器燃料風、輔助風、偏置風均調(diào)至25%，由于火焰中心下移，鍋爐效率增加，燃料量減少，爐膛出口煙溫降低，過熱汽溫隨爐膛出口煙溫下降，兩側(cè)汽溫偏差增大，末級過熱器管壁溫度呈緩慢下降趨勢。高溫再熱器出口溫度和管壁溫度都隨煙溫的降低而下降，且幅度較大。水冷壁后墻懸吊管壁溫因鍋爐燃燒效率增加，燃料量減少，水煤比增加而有所降低。（見表2）。表2：試驗前后鍋爐主要參數(shù)參數(shù)調(diào)整前調(diào)整SOFA風上下擺角后調(diào)整CCOFA風風量后調(diào)整SOFA風風量后調(diào)整主燃燒器二次風量后低過出口蒸汽溫度441/44

10、5.7440/444.7438.9/444.7440/444.7438.9/443.7分隔屏出口蒸汽溫度491.4/497.8488.4/496.9487.4/495.9488.4/494.8485.4/494.7后屏出口蒸汽溫度542.9/548.4539.9/546.4535.9/547.6536.9/547.7531.9/548.7末過出口蒸汽溫度599.9/597.6597.8/592.5596.7/589.5598.7/590.5597.7/583.4高再進口蒸汽溫度494.7/482.8495.7/480491.6/479.7491.6/478.7487.6/475.7高再出口蒸汽

11、溫度591.2/600.3591.2/596.1586.1/598.2586.1/596.2581.1/592.9后墻懸吊管壁溫第4點460.8462.9460.4459.2459.7末級過熱器壁溫第22/77點615.9/620.1619.9/617.3613.6/618.4617.1/620.8614.1/619.2高溫再熱器壁溫第2/33/49點622.6/612.1/620.4620.3/609.5/617.8620.4/610.7/618.1620.8/608.7/618.3617.7/607.8/616.3NOx含量451.8/443.4442.5/417.3455.5/447.2

12、461.2/449431.3/426.6排煙溫度121.7/116.8121.9/117.2123/118.2123/118.6123.1/118.4過熱度23.423.4723.524.0924.6風箱與爐膛差壓1.0/0.81.0/0.81.0/0.81.07/0.920.85/0.68水煤比7.6797.5727.7037.7477.738燃料量241.927242.791241.686239.918239.978上述調(diào)整試驗是通過調(diào)整爐內(nèi)不同作用的二次風量，組織不同的爐內(nèi)空氣動力場，來了解鍋爐各主要參數(shù)的變化情況。為了解水煤比對末級過熱器壁溫、高溫再熱器壁溫及水冷壁后墻懸吊管壁溫的影響

13、,特對給水量偏置進行調(diào)整試驗。試驗條件與上述試驗相同。5、設(shè)置給水量偏置的調(diào)整試驗分別將給水量設(shè)置+30T/H和-30T/H的偏置，增加給水量后，由于水煤比增加，爐膛出口煙溫降低，主汽溫及末級過熱器管壁溫度均有所下降，水冷壁后墻懸吊管壁溫、再熱汽溫及高溫再熱器管壁溫度明顯降低。相反，減少給水量后，由于水煤比減小，爐膛出口煙溫升高，主汽溫及末級過熱器管壁溫度均有所上升，水冷壁后墻懸吊管壁溫、再熱汽溫及高溫再熱器管壁溫度明顯升高。（見表3）。表3：給水量變化前后鍋爐主要參數(shù)參數(shù)給水量偏置（T/H）+300（調(diào)整前）-30低過出口蒸汽溫度434.8/440.6441/445.7441.9/445.8

14、分隔屏出口蒸汽溫度480.3/485.6491.4/497.8493.4/498.7后屏出口蒸汽溫度527.8/541.7542.9/548.4543.8/553.7末過出口蒸汽溫度594.7/586.3599.9/597.6602.8/596.4高再進口蒸汽溫度490.6/478.6494.7/482.8493.7/480.6高再出口蒸汽溫度584.1/594.3591.2/600.3593.4/601.4后墻懸吊管壁溫第4點455.1460.8465.2末級過熱器壁溫第22/77點613.8/617.2615.9/620.1620.8/624.5高溫再熱器壁溫第2/33/49/83點615

15、.7/605.3/614.1622.6/612.1/620.4627.9/614.2/625.8NOx含量457.4/449451.8/443.4457.4/449.9排煙溫度123/118.2121.7/116.8123/118.2過熱度21.5323.426.2風箱與爐膛差壓1.0/0.81.0/0.81.0/0.8水煤比7.7897.6797.563燃料量240.52241.927244.5四 防止受熱面管壁溫度異常升高的措施及對策通過試驗得出：增加鍋爐給水量，提高水煤比，可以快速而有效的降低水冷壁后墻懸吊管及高溫再熱器管壁溫度，高溫過熱器管壁溫度也有一定程度的降低，但同時也會使得主、再

16、熱汽溫降低，鍋爐效率下降，運行經(jīng)濟性降低。防止鍋爐受熱面管壁超溫的關(guān)鍵在于合理進行配風，組織良好的爐內(nèi)空氣動力場，避免高溫煙氣直接沖刷受熱面管壁，造成受熱面結(jié)焦。制定合理的爐內(nèi)受熱面吹灰方案，定期對鍋爐各受熱面進行吹灰，防止因受熱面結(jié)焦導致超溫爆管、被迫停爐的事故發(fā)生。根據(jù)試驗結(jié)果，還可以采取以下方法來防止受熱面管壁超溫：1、防止末級過熱器管壁超溫早高峰加負荷時（460550MW），由于負荷增加較快、啟動備用磨煤機等原因，末級過熱器管壁容易超溫，采取降低爐膛火焰中心，讓煤粉盡量在主燃燒器區(qū)域燃燒（初始燃燒區(qū)），減少燃盡區(qū)未燃盡的燃料量，減少高溫煙氣對過熱器管屏的沖刷，來防止主汽溫和末級過熱器管

17、壁超溫。具體調(diào)整方法如下：1.1、根據(jù)主、再熱汽溫及末級過熱器管壁溫度變化情況，適當調(diào)整（關(guān)?。┥先龑覵OFA風風門開度（提前進行調(diào)整，末級過熱器管壁溫度隨過熱汽溫先升后降）；1.2、關(guān)小（關(guān)閉）SOFA風擺角（SOFA風反切效果減弱末級過熱器第9排管屏溫度降低，第3排管屏溫度升高）；1.3、適當開大運行層燃燒器各風門擋板開度，包括燃料風（周界風）、輔助風、偏置風；1.4、控制主蒸汽溫度在適當范圍（末級過熱器管壁溫度隨主汽溫升高而升高）；2、防止高溫再熱器管壁超溫負荷高峰時（580660MW），由于爐膛出口煙溫高，煙氣量大，高溫再熱器管壁容易超溫，同樣應降低爐膛火焰中心，減少燃盡區(qū)未燃盡的燃料

18、量，還應采取方法降低爐膛出口煙溫，通過降低高溫再熱器區(qū)域煙溫，達到防止高溫再熱器管壁超溫的目的。具體調(diào)整方法如下：2.1、根據(jù)主、再熱汽溫及高溫再熱器管壁溫度變化情況，開大SOFA風擺角（向上擺），使SOFA風遠離火焰中心，達到降低爐膛出口煙溫的目的；2.2、適當開大上三層SOFA風風門開度（SOFA風反切作用增強，高溫再熱器第6排管屏溫度降低，第61排管屏溫度升高）；2.3、適當開大運行層燃燒器各風門擋板開度，包括燃料風（周界風）、輔助風、偏置風；2.4、控制再熱蒸汽溫度在適當范圍。3、防止水冷壁后墻懸吊管管壁超溫負荷500MW以上變工況運行時，容易發(fā)生水冷壁后墻懸吊管管壁超溫的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況的主要原因是協(xié)調(diào)方式下，由于種種原因，實際機前壓力大于設(shè)定的機前壓力，且兩者相差較大（協(xié)調(diào)尚在調(diào)整過程中）。此時再改變負荷會出現(xiàn)兩者情況：一、增加負荷時，燃料量增加，給水量由于實際機前壓力高于設(shè)定的機前壓力，給水量不增加甚至減少，導致水煤比減小，中間點溫度上升，主汽溫升高，減溫水量增加，造成水冷壁后墻懸吊管管壁超溫；二、減負荷時，由于實際機前壓力高于設(shè)定的機前壓力，給水量的減少量遠大于燃料量的減少量，同樣使水煤比減小，中間點溫度上升，主汽溫升高，減溫水量增加，造成水冷壁后墻懸吊管管壁超溫。出現(xiàn)實際機前壓力大于設(shè)定的機前壓力時，控制水冷壁后墻懸吊管壁溫的方法如下：3.1、維