“W”火焰鍋爐技術(shù)改造

陳紅，耿向瑾，李明亮，邱亞林，沈永慶，賽俊聰，梁正川

(1.云南電網(wǎng)公司電力研究院，昆明 650217，2.云南滇東能源發(fā)電有限責(zé)任公司，云南 富源 655508)

0 前言

目前，“W ”火焰鍋爐非常多，且向大容量、高參數(shù)發(fā)展。與此同時，也不可避免地出現(xiàn)一些鍋爐設(shè)計問題，特別是從300 MW 切園燃燒鍋爐向600 MW“W ”火焰燃燒鍋爐的技術(shù)轉(zhuǎn)化和升級上，存在的問題更多。某4×600MW 燃煤發(fā)電組是B＆WB—2028/17.4－M 型“W”火焰、亞臨界壓力、中間一次再熱自然循環(huán)鍋爐。采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配6 臺沈重BBD4060 型雙進雙出磨煤機，設(shè)計燃用本地區(qū)無煙煤。鍋爐在基建投產(chǎn)后，雖然鍋爐能帶基本負荷，但存在爐膛出口煙溫低、燃燒不穩(wěn)定、機組調(diào)峰能力弱、一次熱風(fēng)溫度偏低、磨煤機干燥出力不足、飛灰含碳量高、主再熱汽溫達不到設(shè)計值和折焰角積灰嚴(yán)重等一系列問題。通過一系列技術(shù)改造，以上問題得以解決。

1 鍋爐存在的問題及分析

1.1 存在的問題［2－5］

1)爐膛出口煙溫低、燃燒不穩(wěn)、機組調(diào)峰能力弱，爐膛溫度水平稍略低，導(dǎo)致鍋爐經(jīng)常出現(xiàn)高負荷下燃燒不穩(wěn)，須投油助燃，耗費大量助燃用油。嚴(yán)重影響了鍋爐的安全經(jīng)濟運行。另一方面，鍋爐最低不投油穩(wěn)燃負荷為420 MW，高于設(shè)計值(267 MW)，不能滿足電網(wǎng)深度調(diào)峰的要求。

2)一次風(fēng)溫度偏低、磨煤機干燥出力不足、飛灰含碳量偏高、再熱汽溫達不到設(shè)計值［4］

3)折焰角積灰嚴(yán)重，鍋爐運行中，經(jīng)常發(fā)生折焰角處大量垮灰現(xiàn)象，造成爐膛負壓大幅波動和部分火檢被灰遮擋，被迫投運穩(wěn)燃油槍，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致因火檢而引發(fā)鍋爐MFT (主燃料跳閘保護)動作。

1.2 原因分析

1)爐膛衛(wèi)燃帶面積偏少［5］，機組投產(chǎn)后，鍋爐高負荷下常出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)、一次熱風(fēng)溫度偏低、再熱汽溫達不到設(shè)計值、飛灰可燃物偏高等現(xiàn)象，證明爐膛溫度水平偏低，影響著火、穩(wěn)燃、燃盡。

2)各一次風(fēng)管道粉量偏差較大［2］，易造成局部出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)、燃燒狀況不理想、爐膛負壓波動大等現(xiàn)象，這也是飛灰燃盡率降低的主要原因之一。

3)煤粉過粗［2－3］，煤粉細度超標(biāo)且大顆粒多是造成鍋爐高負荷時燃燒惡化及飛灰可燃燒物高的主要原因。

4)煤質(zhì)變化較大，鍋爐實際燃用煤質(zhì)差且變化大，收到基低位發(fā)熱量最低為16.4 MJ/Kg，最高達21.0 MJ/Kg;灰分最高達38%以上;干燥無灰基揮發(fā)分在8～11%之間波動，燃燒不穩(wěn)、飛灰爐渣可燃物高等問題更為突出。

5)折焰角斜坡傾角設(shè)計不合理和高溫過熱器與高溫再熱器管屏間距離大。

6)水平煙道吹灰器設(shè)計剛性不足，存在吹灰盲區(qū)。

2 技術(shù)改進措施

1)將空氣預(yù)熱器原順時針轉(zhuǎn)向改為逆時針，即旋轉(zhuǎn)方向由原來:煙氣/二次風(fēng)/一次風(fēng)改為煙氣/一次風(fēng)/二次風(fēng)，增加一次熱風(fēng)溫度，強化燃燒、提高制粉干燥出力，降低煤粉細度。

2)增加衛(wèi)燃帶面積，減少水冷壁吸熱量［5］，將每面墻衛(wèi)燃帶設(shè)計成拼集形、互不相聯(lián)的若干小塊，既達到著火穩(wěn)定又避免爐膛結(jié)焦的目的。

3)將原徑向粗粉分離器改為雙級軸向粗粉分離器，該分離器阻力小、分離器效率比徑向型有較大提高。

4)制粉系統(tǒng)優(yōu)化:根據(jù)實際煤質(zhì)調(diào)整運行風(fēng)煤比，控制磨煤機的一次風(fēng)流量不高于20 Kg/S;改進分離器回粉閥，由氣動定時全開全關(guān)結(jié)構(gòu)改為重錘式;改變裝球比例，減少大球比例，增加鋼球研磨表面積，降低煤粉細度。

5)水平煙道增加擾流吹灰裝置，防止斜坡積灰。

6)燃燒調(diào)整:分級風(fēng)量調(diào)整，為增加W 形火焰行程及煤粉在爐內(nèi)的停留時間，分級風(fēng)風(fēng)量宜調(diào)整適當(dāng);控制一次風(fēng)量，一次風(fēng)流量盡量低一些，使煤粉在爐膛內(nèi)燃燒時間長一些;爐膛負壓要適當(dāng)，負壓大，使煤粉燃燒時間縮短;合理控制氧量;二次風(fēng)旋流葉片角度調(diào)整，內(nèi)二次風(fēng)旋流葉片角度宜小于45°，外二次風(fēng)葉片角度前墻燃燒器為50°，后墻燃燒器為60°;內(nèi)二次風(fēng)調(diào)風(fēng)盤開度為125 mm。

3 改進效果

1)在設(shè)計煤質(zhì)附近，鍋爐最低不投油穩(wěn)燃負荷，從先前的420 MW 下降到300 MW，下降120 MW 以上，在常用煤質(zhì)發(fā)熱量17.00～l8.00 MJ/kg 下，鍋爐最低不投油穩(wěn)燃負荷為360 MW;

2)煤粉偏粗且大顆粒多問題得到解決;

3)額定負荷下一次熱風(fēng)溫度從325～327℃增加到379，提高了50℃以上，飛灰和爐渣可燃物也有所降低，鍋爐效率平均提高了0.5%;

4)再熱蒸汽溫度低的問題有所緩解，420 MW 負荷下，再熱汽溫可達535℃以上。

5)運行過程中，通過水平煙道吹灰控制后，運行中再沒有發(fā)生垮灰現(xiàn)象，停爐檢查未見折焰角斜坡明顯積灰。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過改變空氣預(yù)熱器旋轉(zhuǎn)方向，分離器改造，增加爐膛衛(wèi)燃帶面積和水平煙道增加擾流吹灰裝置等一系列技術(shù)改造，以及制粉系統(tǒng)優(yōu)化和燃燒調(diào)整等措施。鍋爐穩(wěn)燃能力大幅提升，滿足電網(wǎng)深度調(diào)峰的要求，一次熱風(fēng)溫度升高50℃以上，煤粉細度達R90=4～6%，鍋爐效率提高0.5%，再熱汽溫有所提高和斜坡嚴(yán)重積灰的問題得到徹底解決，提高了鍋爐的安全和經(jīng)濟性。

［1］B＆WB－2028/17.4－M 鍋爐說明書［R］.北京:北京巴布科克·威爾科克斯有限公司，2004.

［2］魏銅生.滇東電廠1 號鍋爐燃燒系統(tǒng)調(diào)整試驗報告［R］.西安:西安熱工研究院有限公司，2007.

［3］耿向瑾.滇東電廠600 MW 機組2、3、4 號鍋爐制粉系統(tǒng)性能試驗報告［R］.云南:云南電力試驗研究院 (集團)有限公司電力研究院，2007.

［4］耿向瑾.滇東電廠600 MW 機組3 號鍋爐燃燒調(diào)整試驗報告［R］.云南:云南電力試驗研究院(集團)有限公司電力研究院，2007.

［5］滇東電廠600 MW 機組鍋爐有關(guān)問題和改造方案會議紀(jì)要［R］.Beijing:BABCOCK ＆ WILCOX BEIJING Co.，Ltd.，2007.

［6］沈永慶.滇東電廠600 MW 機組4 號鍋爐分離器改造后性能鑒定試驗報告［R］.云南:云南電力試驗研究院(集團)有限公司電力研究院，2009.

［7］李明亮.滇東電廠600 MW 機組2、3 號鍋爐改造后鑒定試驗報告［R］.云南:云南電力試驗研究院(集團)有限公司電力研究院，2012.