河源电厂掺烧印尼煤期间水冷壁温度控制调整分析

河源电厂掺烧印尼煤期间水冷壁温度控制调整分析

刘微

(深能合和电力（河源）有限公司517000)

我厂两台锅炉在大幅掺烧印尼煤时，水冷壁壁温整体偏高，其中前墙和右墙小管号管壁温度偏高幅度最大。尤其在变负荷时，各墙管壁（小管号水冷壁）壁温不同程度的超温，#2炉尤甚。如果将负荷变化率降低可减轻超温程度，但目前为避免调度两个细则考核，负荷变化率置于9MW/min。

一、水冷壁局部超温因素

除去负荷变化率因素外，水冷壁局部超温的原因分为内因何外因两类：内因是各水冷壁管内水的流量分配不均引起的热偏差；外因是炉内火焰分布不均引起热偏差、受热面清洁度等等。其中，前者的影响因素较复杂，如各管子间设计时就存在的阻力偏差、节流孔不同及其清洁度不同引起的阻力偏差等等。机组运行中，我们对由内因造成的超温处理手段很有限。外因引起的超温，常见的有制粉系统的煤粉浓度不均、配风不当、燃烧器的投用组合方式不当，热面清洁度等原因。鉴于运行可操作手段，主要从吹灰，风煤的配比及调整方面分析原因。经过实践，我们提出低负荷部分水冷壁管壁超温控制方法。如图1，我厂水冷壁温度测点分布图.

在大幅掺烧、单烧印尼煤期间，低负荷时水冷壁前墙和右墙小管号水冷壁壁温偏高。这与直流燃烧器的特性相一致。直流燃烧器单个喷口射流射程较远，但卷吸量不大。其射流本身卷吸高温烟气的能力不够强。这就使得某一角上燃烧器煤粉气流着火所需的热量除依靠射流本身卷吸的高温烟气和接受炉膛火焰的辐射热以外，主要靠四角布置中来自上游邻角正在剧烈燃烧的火焰横扫过来的混合和加热作用。这也导致了切圆燃烧燃烧器出口气流都会有一定程度的偏斜，且是偏向炉墙一侧。一次风射流的偏斜主要受邻角气流的横向推力作用。其中二次风起到主要作用，因为二次风动量增加，射流的旋转强度增大，对四角气流的横向推力也就增大。而配烧的印尼煤具有挥发分高(Vdaf=38.7%)、外水分高、灰分低、灰熔点低的特性。所以我们初步判断：第一，#1和#2燃烧器喷口射流刚性过大导致火焰偏斜向前墙和右墙。第二，热负荷过于集中。

图1：水冷壁温度测点分布图

结合前期在二次风自动时，通过调整燃烧器摆角，减小过热度偏置和水煤比，扔无法有效控制壁温的情况。初步判断U、L层附加风占所有二次风比例偏大。进一步的减弱了燃烧器喷口射流的刚性。

二、水冷壁温度控制调整试验

为了验证我们上面所述U、L层附加风占所有二次风比例偏大造成燃烧器出口一次风粉刚度减弱的现象，我做如下调整：

1、U、L层附加风在手动，且比自动时偏小30%左右进行。

2、负荷变化率在6.5—7MW/min。

3、过热度偏置-3到-7之间。

2.1试验1：吹灰调整

保持过热器再热器管屏的清洁。因印尼煤不易结焦，此时加强过热器再热器管屏吹灰，有利于总煤量减少，变相减少水冷壁区域热负荷。某日#2炉在350MW左右频繁波动，锅炉水冷壁左墙NO31--NO63，右墙NO15--NO35壁温持续超温，调整无效。吹短吹后效果改善不明显，吹完四组长吹后，壁温整体趋势变好，最高温度由545℃降至484℃，超温点均降至报警值以下，趋势详见图2。

图2：长吹后壁温变化图

2.2试验2：调整磨煤机组合及出力

投运的燃烧器过于集中，会导致截面热负荷偏高。加上印尼煤挥发分高，易着火特点，会进一步提高了水冷壁区域热负荷强度，导致壁温偏高。如果将磨煤机隔层组合可能会有利于降低热负荷过于集中，改善水冷壁超温现象。为此我们将CDEF组合改为BCDF组合。

经过磨煤机组合调整，水冷壁温改善效果如图3和图4所示。通过对比我们可以看到隔层燃烧时水冷壁壁温相比没有隔层时偏低。

我厂传统的燃烧方式是尽可能的提高上层磨的煤量，以提高火焰中心，降低水冷壁温。但配烧印尼煤时，经过试验，均衡各台磨煤机煤量是有利于降低水冷壁壁温的。所以在低负荷时，保证单烧印尼煤的2C磨不低于30T/H的先决条件下，尽可能的均衡各台磨出力。

图3：2C\2D\2E\2F磨运行水冷壁壁温图

图4：2B\2C\2D\2F磨运行水冷壁壁温图

所以通过以上试验，分散磨煤机组合及均衡磨煤机出力有利于降低水冷壁壁温，减缓超温程度。

2.3试验3：调整辅助风比例

减弱#1#2角射流刚性，使火焰中心向后墙及移动，在火焰中心移动过程中，根据壁温变化适当调整#3和#4角射流刚性。

因为低负荷时，各辅助风、周界风开度已经很小，无法通过关小#1#2角各辅助风风门开度来减弱其射流刚性。故通过开大下游辅助风风门，提高下游射流刚性的方法降低壁温。具体为：前墙小管号超温，则开大#2角相关辅助风开度；同样，后墙的对应为#3角辅助风；左墙的对应的为#1角辅助风；右墙的对应的为#4角辅助风。

2.4试验四：提高磨煤机入口风压

单烧印尼煤时为了防止爆燃等，规定如下：

表1:C磨单烧印尼煤规定参数表

通过运行经验，这个风压完全可以满足制粉系统的安全运行。但因为印尼煤着火点提前，加之偏烧，所以判断现有的风压仍偏低。5月26日右墙壁温超温，调整无效后，提高各台磨煤机入口一次风压，各墙壁温恢复正常，趋势如图5所示。

图5：2C磨入口一次风压变化前后壁温变化图

三、试验小结及运行建议

通过以上燃烧调整试验，小结如下：

1.适当降低过热度偏置至运行，通过增加水量来达到增强水冷壁管水循环动力的目的。

2.400MW以下时减少U、L层附加风开度，有利于降低水冷壁壁温。其开度在25%---40%之间调整。同时注意脱硝出口氮氧化物和氨逃逸率，及时手动调整。

3.当壁温出现大幅上升时，手动增加其对应侧辅助风开度，以增强其刚性，减少偏斜幅度。具体为：前墙小管号超温，则开大#1角相关辅助风开度；同样，后墙的对应为#3角辅助风；左墙的对应的为#2角辅助风；右墙的对应的为#4角辅助风。

4.正常运行时燃烧器摆角在水平位置，保留调节空间。

5.适当增加长吹吹灰频率，保证过热器和再热器清洁度。亦可以达到减弱水冷壁区域热负荷强度的目的。

6.大幅掺烧、单烧印尼煤的情况下，可适当隔一层组合燃烧器。低负荷时除了均衡各台磨出力，并适当提高磨煤机入口一次风压到6.5KPa以上。

这些都是在现有的基础上的一些调控手段，如有调节建议做以下：

1.做炉内动力场实验，确定偏烧情况。

2.掺烧印尼煤时，除了降低单烧磨的煤粉细度，也可试验同步提高掺烧磨的煤粉系统。整体推迟煤粉着火时间。

3.将各台磨煤机出口四个粉管的一次风速调整一致。下表是300MW时，2C\2D\2E\2F磨运行各角风速。其中2B和2F磨无风速测点。

表2：300MW时2C\2D\2E\2F磨运行各角一次风速表