鍋爐過熱器金屬壁溫超溫的原因分析及對(duì)策

江偉東

蘭州西固熱電有限責(zé)任公司 甘肅 蘭州 730060

當(dāng)電廠的機(jī)組負(fù)荷率較低、機(jī)組的起機(jī)和停機(jī)的次數(shù)增加，在開爐的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過熱器金屬壁溫超出限度的現(xiàn)象，當(dāng)金屬壁溫度過高，可能會(huì)引起火災(zāi)和爆炸，不僅僅會(huì)造成公共基礎(chǔ)設(shè)施上的損失，甚至?xí)斐扇藛T上的傷亡，這嚴(yán)重的影響了鍋爐機(jī)組的安全性。很多火電廠的鍋爐由于燃用的煤種偏離設(shè)計(jì)煤種，從而降低了對(duì)于鍋爐帶負(fù)荷能力，過熱器金屬壁還存在著飛灰當(dāng)中的可燃物含量超出標(biāo)準(zhǔn)，兩側(cè)蒸汽溫度存在較大的偏差等等問題。所以，要改革和調(diào)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(shí)際燃用煤種。火電廠鍋爐設(shè)計(jì)的是無煙煤，無煙煤的特點(diǎn)就是揮發(fā)份低，水份以及灰份的含量都比較低，而同時(shí)發(fā)熱量又比較高；然而目前的實(shí)際情況是，當(dāng)?shù)睾芏嚯姀S所使用的新疆煤種，這種煤種的特點(diǎn)是發(fā)熱量高，但是灰份含量較高，這種實(shí)際燃用煤種更加難著火和燃盡，這樣會(huì)導(dǎo)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(dǎo)致煙氣、蒸汽溫度升高，難以控制。

(二)四角切圓燃燒殘余旋轉(zhuǎn)。很多鍋爐燃燒器會(huì)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(zhuǎn)造成了鍋爐膛出口以及水平煙道左右兩側(cè)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(dǎo)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(shè)備而增加了符合。很多電廠為了提高燃燒區(qū)域的溫度水平以及提高煤種的燃燒穩(wěn)定性，將鍋爐由原來的基礎(chǔ)上增加衛(wèi)燃帶的面積，從而提高燃燒中心區(qū)域以及鍋爐膛上部的煙氣溫度；同時(shí)由于給粉機(jī)出力裕度比較低，煤種的質(zhì)量波動(dòng)較大，給粉機(jī)經(jīng)常會(huì)在既是是滿速運(yùn)行的情況下，也難以帶滿符合，增加出力也是很多電廠對(duì)于給粉機(jī)的一個(gè)改造，因而導(dǎo)致爐膛燃燒熱負(fù)荷增加，從而導(dǎo)致出口溫度升高，過熱器金屬壁溫升高；空氣預(yù)熱器的改造也是一個(gè)重要的原因，更換下城空氣預(yù)熱器，從而導(dǎo)致空氣預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度升高，爐膛燃燒區(qū)溫度升高[2]。

(四)多種不定性因素。煤粉著火時(shí)間推遲，煤粉在爐膛內(nèi)燃燒時(shí)間過短，燃燒不充分，鍋爐內(nèi)的火焰中心過于偏上，渣斗水封不嚴(yán)，冷渣斗漏風(fēng)，煤粉的發(fā)熱量低，煤粉煤灰顆粒過粗，運(yùn)行人員對(duì)于風(fēng)煤配比不合適，含氧量高，一次風(fēng)量過于高，一、二此風(fēng)速不均勻，噴燃器口變形、結(jié)焦，對(duì)于設(shè)備的改造導(dǎo)致的負(fù)荷高、燃煤量大，頻繁的啟動(dòng)和停止磨煤機(jī)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(duì)策

對(duì)于電廠鍋爐過熱器金屬壁溫超溫的現(xiàn)象，運(yùn)行人員要對(duì)于鍋爐做一些相應(yīng)的調(diào)整以應(yīng)對(duì)這個(gè)問題，再熱氣溫低及兩側(cè)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(yùn)行含氧量、配風(fēng)方式和配比，改變一次風(fēng)速的運(yùn)行模式，對(duì)鍋爐進(jìn)行調(diào)整試驗(yàn)，尋找一個(gè)更合適的運(yùn)行模式。

(一)調(diào)整因素。鍋爐負(fù)荷過大、一次風(fēng)管速度、二次風(fēng)配風(fēng)、鍋爐膛氧量、二次風(fēng)箱的壓力、以及煤粉濃度、制粉系統(tǒng)的組合和煤粉煤灰顆粒的粗細(xì)程度都是對(duì)四角切圓鍋爐燃燒動(dòng)力場影響比較大的因素。電廠要結(jié)合鍋爐的實(shí)際的運(yùn)行程度和實(shí)際存在的問題和實(shí)際燃燒調(diào)整試驗(yàn)的探索，對(duì)于這些因素要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整以降低鍋爐過熱器金屬壁溫超溫的現(xiàn)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(jī)的風(fēng)煤量，減少上部和中部的磨煤機(jī)風(fēng)煤量來降低燃煤火焰的中心位置，保證下排磨給煤量聯(lián)合中、上排磨機(jī)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(duì)于運(yùn)行人員來說，是不受到客觀因素制約，隨時(shí)可以實(shí)現(xiàn)火線位置的調(diào)節(jié)，更加便利、便捷，具有高效性。

(三)調(diào)控二次風(fēng)配風(fēng)方式。下手動(dòng)二次風(fēng)、中下二次風(fēng)、下一次風(fēng)、中一次風(fēng)、中二次風(fēng)、上一次風(fēng)、上二次風(fēng)、三次風(fēng)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(chǔ)式制煤粉系統(tǒng)，通過熱風(fēng)送煤粉。運(yùn)行人員一般會(huì)把上層二次風(fēng)門開度調(diào)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(diào)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(xiàn)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(cè)的流速，從而增大了對(duì)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(xiàn)超溫的現(xiàn)象。所以可以通過實(shí)驗(yàn)、調(diào)整燃燒手段，干山爐膛出口煙氣的流場情況。調(diào)整二次封箱壓力以及各層的二次風(fēng)門的開合度，發(fā)現(xiàn)當(dāng)二次風(fēng)門的開度調(diào)整到百分之35的時(shí)候，兩側(cè)二次風(fēng)箱壓力具有一定的偏差，能夠很明顯的改善煙氣流動(dòng)狀態(tài)，降低鍋爐過熱器金屬壁的壁溫。同時(shí)對(duì)于燃燒不夠穩(wěn)定的下層的兩個(gè)角燃燒器所對(duì)應(yīng)的的二次風(fēng)關(guān)小，可以減少二次風(fēng)對(duì)一次風(fēng)燃燒的干燒。改善了爐內(nèi)煙氣流動(dòng)狀態(tài)，也可以提高鍋爐的燃燒穩(wěn)定性和燃燒的效率，從而提高了鍋爐的效率[4]。

(四)降溫運(yùn)行，降低負(fù)荷運(yùn)行。運(yùn)行當(dāng)中，應(yīng)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(fù)荷運(yùn)行時(shí)，要保證燃煤的合理摻配，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)提高主汽壓力運(yùn)行或定壓運(yùn)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(shí)際情況實(shí)驗(yàn)，當(dāng)主汽壓力升高時(shí)，蒸汽流速會(huì)相應(yīng)的增加，蒸汽的冷卻能力增強(qiáng)，各個(gè)屏管壁溫度都有不同程度的下降。而在保證磨煤機(jī)組出力和電流正常的情況下，降低一次風(fēng)速，減緩燃煤著火推遲問題，增強(qiáng)爐內(nèi)火焰燃燒程度。

(五)加強(qiáng)人員培訓(xùn)。運(yùn)行集控全能值班技術(shù)人員的能力有限是不能夠及時(shí)控制壁溫的一個(gè)重要原因，加強(qiáng)技術(shù)人員的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，提高技術(shù)水平和應(yīng)變能力，減少在定排，長吹、啟停磨組，增減負(fù)荷等操作過程當(dāng)中，減少因人員的原因?qū)е碌腻仩t過熱器金屬壁超溫的現(xiàn)象，加強(qiáng)專業(yè)管理及金屬監(jiān)督，要加強(qiáng)對(duì)于煤質(zhì)變化、設(shè)備運(yùn)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(jiān)督，切實(shí)落實(shí)生產(chǎn)部門金屬監(jiān)督職責(zé)[5]。

結(jié)束語

鍋爐過熱器金屬壁溫超溫現(xiàn)象幾乎在每一個(gè)電廠都有頻繁的出現(xiàn)，造成這個(gè)現(xiàn)象的主要原因就是水平煙道出現(xiàn)煙氣走廊，局部煙氣流速過大，導(dǎo)致對(duì)流換熱不夠均勻，使局部管道過熱，所以電廠要通過調(diào)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(duì)于一、二次風(fēng)配風(fēng)模式、煤粉的配置問題以及人員和技術(shù)的管理層面。從多方面分析超溫現(xiàn)象出現(xiàn)的影響因素，從而找出根本原因，有針對(duì)性的進(jìn)行調(diào)整、實(shí)驗(yàn)、測試、摸索，最終達(dá)到降低鍋爐過熱器金屬壁溫度的目的，達(dá)到預(yù)期效果。