防壁温高措施及对策

1、660MW超超临界锅炉防止管壁温度异常升高的措施及对策一 660MW超超临界锅炉简介我厂#7炉是由上海锅炉厂引进技术制造的国产超超临界参数变压直流炉，燃烧系统采用中速磨煤机、冷一次风、正压直吹式制粉系统设计，一台锅炉配备六台MPS190型中速磨煤机和电子称重式给煤机，燃用设计煤种时，5台磨运行，1台磨备用。24只直吹式水平浓淡分离燃烧器分6层布置于炉膛下部四角,煤粉和空气从四角送入,在炉膛中呈切圆方式燃烧。燃烧方式采用低NOx同轴燃烧系统（LNCFS）。通过分析煤粉燃烧时NOx的生成机理，低NOx煤粉燃烧系统设计的主要任务是减少挥发份氮转化成NOx，其主要方法是建立早期着火和使用控制氧量的燃料

2、/空气分段燃烧技术。LNCFS的主要组件为：a.紧凑燃尽风（CCOFA）；b.可水平摆动的分离燃尽风（SOFA）；c.预置水平偏角的辅助风喷嘴（CFS）；d.水平浓淡分离煤粉喷嘴。LNCFS在降低NOx排放的同时，着重考虑提高锅炉不投油低负荷稳燃能力和燃烧效率。通过技术的不断更新，LNCFS在防止炉内结渣、高温腐蚀和降低炉膛出口烟温偏差等方面，同样具有独特的效果。主风箱设有6层水平浓淡分离煤粉喷嘴，在煤粉喷嘴四周布置有燃料风（周界风）。在每相邻2层煤粉喷嘴之间布置有1层辅助风喷嘴，其中包括上下2只偏置的CFS喷嘴，1只直吹风喷嘴。在主风箱上部设有2层CCOFA（Closed-coupled O

3、FA，紧凑燃尽风）喷嘴，在主风箱下部设有1层UFA（Underfire Air，火下风）喷嘴。在主风箱上部布置有SOFA（Separated OFA，分离燃尽风）燃烧器，包括5层可上下摆动的分离燃尽风（SOFA）喷嘴。连同煤粉喷嘴的周界风，每角主燃烧器和SOFA燃烧器各有二次风挡板25组，均由电动执行器单独操作。SOFA燃烧器采用摆动结构，由内外连杆组成一个摆动系统，由一台电执行器集中带动作上下摆动。LNCFS通过在炉膛的不同高度布置CCOFA和SOFA，将炉膛分成三个相对独立的部分：初始燃烧区，NOx还原区和燃料燃尽区。在每个区域的过量空气系数由三个因素控制：总的OFA风量，CCOFA和SO

4、FA风量的分配以及总的过量空气系数。这种空气分级方法通过优化每个区域的过量空气系数，在有效降低NOx排放的同时能最大限度地提高燃烧效率。二 运行中存在的问题a. 煤种适应性差，炉内有局部结渣现象，温度场存在一定的偏差；在不同负荷段容易出现不同受热面管壁温度异常升高现象（负荷460550MW时，末级过热器；负荷500MW以上时，水冷壁后墙悬吊管；负荷580660MW时，高温再热器）；b. 主汽温度因炉内结渣粘污而升高，因炉膛吹灰而降低，再热汽温因水平烟道吹灰而降低，且变化幅度较大。三 锅炉燃烧调整试验为了解SOFA风上下摆角、CCOFA风风量、SOFA风风量和主燃烧器二次风量对末级过热器壁温、高

5、温再热器壁温及水冷壁后墙悬吊管壁温的影响,特对SOFA风上下摆角、SOFA风风量、CCOFA风风量和运行燃烧器二次风量进行调整试验。试验时负荷660MW，A、B、C、D、E、F磨运行，采用均等配风方式，各风门开度见表1。试验中，维持负荷、氧量、一次风量、一次风压、各级减温水量及过热器、再热器烟道挡板开度不变，选取运行中容易异常升高的受热面管壁温度测点进行观察对比，其中末级过热器壁温测点为第22点（9排第18根）、第77点（3排第7根）；高温再热器壁温测点为第2点（6 排第1根）、第33点（61排第8根）、第49点（6排第3根）；水冷壁后墙悬吊管壁温测点为第4点。表1：试验前后SOFA风摆角及各

6、二次风门开度风门名称调整前工况开度%调整后工况1开度%调整后工况2开度%调整后工况3开度%调整后工况4开度%SOFA摆角3050303030SOFA56565655565SOFA46060605060SOFA35555554555SOFA25555555555SOFA16060606060CCOFA27070557070CCOF12020202025F2020202025EF2020202025E1/E22020202025E2020202025DE2020202025D12020202025D2020202025CD2020202025C1/C22020202025

7、C2020202025BC2020202025B12020202025B2020202025AB2020202025A1/A22020202025A2525252525AA70707070701、 SOFA风上下摆角的调整试验将SOFA风上下摆角由30%调至50%，由于炉膛出口烟温降低，SOFA风反切作用增强，过热汽温略有下降，末级过热器管壁第22点温度明显上升。再热器出口温度降低，两侧偏差下降,高温再热器管壁温度也呈缓慢下降趋势。水冷壁后墙悬吊管壁温因锅炉燃烧效率降低，燃料量增加，水煤比减小而有所升高。（见表2）。2、CCOFA风风量的调整试验将紧凑燃尽风CCOFA1、CCOFA2风门开度均

8、调至55%，主、再热汽温均有所下降，末级过热器管壁温度略有上升，高温再热器管壁温度随着再热汽温的降低略有下降。水冷壁后墙悬吊管壁温因燃料量减少，水煤比增加而略有降低。（见表2）。3、SOFA风风量的调整试验将SOFA5、SOFA4、SOFA3三层分离燃尽风风门开度分别调至55%、50%、45%，炉膛出口烟温先升后降（火焰中心下移，锅炉效率增加，燃料量减少），SOFA风反切作用减弱，过热汽温随炉膛出口烟温先升后降，两侧汽温偏差增大，末级过热器管壁温度随过热汽温先升后降。再热器出口温度也是先升后降，两侧偏差下降,高温再热器管壁温度变化趋势与末级过热器管壁温度变化趋势一致，都是左侧壁温明显升高。水冷

9、壁后墙悬吊管壁温因锅炉燃烧效率增加，燃料量减少，水煤比增加而有所降低。（见表2）。4、主燃烧器二次风量的调整试验将主燃烧器燃料风、辅助风、偏置风均调至25%，由于火焰中心下移，锅炉效率增加，燃料量减少，炉膛出口烟温降低，过热汽温随炉膛出口烟温下降，两侧汽温偏差增大，末级过热器管壁温度呈缓慢下降趋势。高温再热器出口温度和管壁温度都随烟温的降低而下降，且幅度较大。水冷壁后墙悬吊管壁温因锅炉燃烧效率增加，燃料量减少，水煤比增加而有所降低。（见表2）。表2：试验前后锅炉主要参数参数调整前调整SOFA风上下摆角后调整CCOFA风风量后调整SOFA风风量后调整主燃烧器二次风量后低过出口蒸汽温度441/44

10、5.7440/444.7438.9/444.7440/444.7438.9/443.7分隔屏出口蒸汽温度491.4/497.8488.4/496.9487.4/495.9488.4/494.8485.4/494.7后屏出口蒸汽温度542.9/548.4539.9/546.4535.9/547.6536.9/547.7531.9/548.7末过出口蒸汽温度599.9/597.6597.8/592.5596.7/589.5598.7/590.5597.7/583.4高再进口蒸汽温度494.7/482.8495.7/480491.6/479.7491.6/478.7487.6/475.7高再出口蒸汽

11、温度591.2/600.3591.2/596.1586.1/598.2586.1/596.2581.1/592.9后墙悬吊管壁温第4点460.8462.9460.4459.2459.7末级过热器壁温第22/77点615.9/620.1619.9/617.3613.6/618.4617.1/620.8614.1/619.2高温再热器壁温第2/33/49点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排烟温度121.7/116.8121.9/117.2123/118.2123/118.6123.1/118.4过热度23.423.4723.524.0924.6风箱与炉膛差压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上述调整试验是通过调整炉内不同作用的二次风量，组织不同的炉内空气动力场，来了解锅炉各主要参数的变化情况。为了解水煤比对末级过热器壁温、高温再热器壁温及水冷壁后墙悬吊管壁温的影响

13、,特对给水量偏置进行调整试验。试验条件与上述试验相同。5、设置给水量偏置的调整试验分别将给水量设置+30T/H和-30T/H的偏置，增加给水量后，由于水煤比增加，炉膛出口烟温降低，主汽温及末级过热器管壁温度均有所下降，水冷壁后墙悬吊管壁温、再热汽温及高温再热器管壁温度明显降低。相反，减少给水量后，由于水煤比减小，炉膛出口烟温升高，主汽温及末级过热器管壁温度均有所上升，水冷壁后墙悬吊管壁温、再热汽温及高温再热器管壁温度明显升高。（见表3）。表3：给水量变化前后锅炉主要参数参数给水量偏置（T/H）+300（调整前）-30低过出口蒸汽温度434.8/440.6441/445.7441.9/445.8

14、分隔屏出口蒸汽温度480.3/485.6491.4/497.8493.4/498.7后屏出口蒸汽温度527.8/541.7542.9/548.4543.8/553.7末过出口蒸汽温度594.7/586.3599.9/597.6602.8/596.4高再进口蒸汽温度490.6/478.6494.7/482.8493.7/480.6高再出口蒸汽温度584.1/594.3591.2/600.3593.4/601.4后墙悬吊管壁温第4点455.1460.8465.2末级过热器壁温第22/77点613.8/617.2615.9/620.1620.8/624.5高温再热器壁温第2/33/49/83点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排烟温度123/118.2121.7/116.8123/118.2过热度21.5323.426.2风箱与炉膛差压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 防止受热面管壁温度异常升高的措施及对策通过试验得出：增加锅炉给水量，提高水煤比，可以快速而有效的降低水冷壁后墙悬吊管及高温再热器管壁温度，高温过热器管壁温度也有一定程度的降低，但同时也会使得主、再

16、热汽温降低，锅炉效率下降，运行经济性降低。防止锅炉受热面管壁超温的关键在于合理进行配风，组织良好的炉内空气动力场，避免高温烟气直接冲刷受热面管壁，造成受热面结焦。制定合理的炉内受热面吹灰方案，定期对锅炉各受热面进行吹灰，防止因受热面结焦导致超温爆管、被迫停炉的事故发生。根据试验结果，还可以采取以下方法来防止受热面管壁超温：1、防止末级过热器管壁超温早高峰加负荷时（460550MW），由于负荷增加较快、启动备用磨煤机等原因，末级过热器管壁容易超温，采取降低炉膛火焰中心，让煤粉尽量在主燃烧器区域燃烧（初始燃烧区），减少燃尽区未燃尽的燃料量，减少高温烟气对过热器管屏的冲刷，来防止主汽温和末级过热器管

17、壁超温。具体调整方法如下：1.1、根据主、再热汽温及末级过热器管壁温度变化情况，适当调整（关小）上三层SOFA风风门开度（提前进行调整，末级过热器管壁温度随过热汽温先升后降）；1.2、关小（关闭）SOFA风摆角（SOFA风反切效果减弱末级过热器第9排管屏温度降低，第3排管屏温度升高）；1.3、适当开大运行层燃烧器各风门挡板开度，包括燃料风（周界风）、辅助风、偏置风；1.4、控制主蒸汽温度在适当范围（末级过热器管壁温度随主汽温升高而升高）；2、防止高温再热器管壁超温负荷高峰时（580660MW），由于炉膛出口烟温高，烟气量大，高温再热器管壁容易超温，同样应降低炉膛火焰中心，减少燃尽区未燃尽的燃料

18、量，还应采取方法降低炉膛出口烟温，通过降低高温再热器区域烟温，达到防止高温再热器管壁超温的目的。具体调整方法如下：2.1、根据主、再热汽温及高温再热器管壁温度变化情况，开大SOFA风摆角（向上摆），使SOFA风远离火焰中心，达到降低炉膛出口烟温的目的；2.2、适当开大上三层SOFA风风门开度（SOFA风反切作用增强，高温再热器第6排管屏温度降低，第61排管屏温度升高）；2.3、适当开大运行层燃烧器各风门挡板开度，包括燃料风（周界风）、辅助风、偏置风；2.4、控制再热蒸汽温度在适当范围。3、防止水冷壁后墙悬吊管管壁超温负荷500MW以上变工况运行时，容易发生水冷壁后墙悬吊管管壁超温的现象。出现这种情况的主要原因是协调方式下，由于种种原因，实际机前压力大于设定的机前压力，且两者相差较大（协调尚在调整过程中）。此时再改变负荷会出现两者情况：一、增加负荷时，燃料量增加，给水量由于实际机前压力高于设定的机前压力，给水量不增加甚至减少，导致水煤比减小，中间点温度上升，主汽温升高，减温水量增加，造成水冷壁后墙悬吊管管壁超温；二、减负荷时，由于实际机前压力高于设定的机前压力，给水量的减少量远大于燃料量的减少量，同样使水煤比减小，中间点温度上升，主汽温升高，减温水量增加，造成水冷壁后墙悬吊管管壁超温。出现实际机前压力大于设定的机前压力时，控制水冷壁后墙悬吊管壁温的方法如下：3.1、维