引言

根據(jù)四角切圓超臨界直流鍋爐特點，由于一次風(fēng)及二次 風(fēng)氣流在爐內(nèi)逆時針旋轉(zhuǎn)，與引風(fēng)機吸力形成疊加，容易造 成爐膛出口及水平煙道中的煙氣有殘余旋轉(zhuǎn)，在上爐膛及水平 煙道產(chǎn)生速度場、溫度場、顆粒分布場偏差，在爐膛出口區(qū) 域普遍存在煙溫和汽溫分布不均的現(xiàn)象，表現(xiàn)在運行參數(shù)上 兩側(cè)氧量的偏差及汽溫的偏差，特別是在機組升負(fù)荷到滿負(fù) 荷過程中鍋爐經(jīng)常會出現(xiàn)過熱器、再熱器超溫甚至爆管，嚴(yán) 重影響鍋爐的經(jīng)濟和安全運行。針對汽溫偏差現(xiàn)象，找出超 臨界四角切圓燃燒鍋爐煙氣溫度和蒸汽溫度偏差的形成原因， 提出消除或減緩煙氣偏差的措施，通過試驗調(diào)整上下層磨煤 機出力分配、燃燒器器擺角、燃燼風(fēng)水平開度、過熱度等方法， 對提高超臨界四角切圓燃燒方式鍋爐機組運行的安全性和經(jīng) 濟性有十分重要的意義。

1系統(tǒng)簡介

該熱電聯(lián)產(chǎn)工程2X350 MW超臨界機組鍋爐為超臨界參 數(shù)變壓運行、不帶再循環(huán)泵的大氣擴容式啟動系統(tǒng)的直流鍋 爐，超臨界壓力、螺旋管圈、低NOx直流煤粉燃燒器、單爐 膛、平衡通風(fēng)、一次中間再熱、尾部雙煙道結(jié)構(gòu)、緊身封閉、 固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)n型變壓運行直流鍋爐。

鍋爐制粉系統(tǒng)配備6臺冷一次風(fēng)正壓直吹式磨煤機，5 運1備。燃燒系統(tǒng)設(shè)計采用濃淡燃燒技術(shù)，可有效降低NOx 排放量和降低鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷。燃燒方式為墻式切圓燃 燒，主燃燒器采用固定式，共設(shè)6層水平濃淡煤粉一次風(fēng)噴 口，四層分離型燃盡風(fēng)室和八層輔助風(fēng)室。其中分離燃盡風(fēng)室(SOFA)采用水平擺動形式，可以調(diào)節(jié)燃燒火球在爐膛中的位 置以及爐膛出口處煙溫偏差。AA噴口又可以做水平擺動，控 制爐內(nèi)溫度水平均勻，有效的抑制爐膛出口煙溫偏差，此AA 燃盡風(fēng)與OFA風(fēng)一起構(gòu)成低NOx燃燒系統(tǒng)。圖1所示是該燃 燒器的布置示意圖。

每臺磨煤機對應(yīng)一層煤粉燃燒器，在A、B、C層布置等 離子點火裝置，將A、B、C層16臺主燃燒器改造為兼有等離 子點火功能的燃燒器。設(shè)計煤粉細(xì)度35%。

鍋爐的汽水流程以內(nèi)置式汽水分離器為界設(shè)計成雙流程， 從冷灰斗進口一直到中間混合集箱之間為螺旋管圈水冷壁，經(jīng) 中間集箱過渡轉(zhuǎn)換成垂直管圈的前墻、側(cè)墻、后墻及后水吊 掛管。然后在水冷壁出口集箱經(jīng)小連接管匯集到下降管入口， 經(jīng)下降管進入到布置在水平煙道下面的匯集集箱，分成兩路 經(jīng)折焰角和水平煙道側(cè)包墻和對流管束，從水平煙道側(cè)包墻 和對流管束的出口集箱引入汽水分離器。從汽水分離器出來的 蒸汽經(jīng)頂棚和包墻系統(tǒng)進入低溫過熱器，然后流經(jīng)分隔屏過

熱器和末級過熱器。

2機組啟動過程中的常見問題及處理方法

根據(jù)機組帶負(fù)荷運行出現(xiàn)的問題，通過一系列試驗分析 汽溫調(diào)節(jié)中存在的主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度偏差及水冷局 部超溫的原因，提出了從運行方式和控制方式進行有針對性地 改進，并由此分析及總結(jié)出鍋爐運行過程中需要注意的問題 及相應(yīng)的處理辦法。

2.1主汽溫度和再熱汽溫偏差的原因及調(diào)整方法

機組在進入整套啟動后主汽溫度和再熱蒸汽溫度偏差現(xiàn) 象，過熱器減溫水調(diào)閥在啟動過程均未開啟時，出現(xiàn)右側(cè)煙 氣溫度較左側(cè)煙氣溫度高30 °C,主汽溫度和再熱蒸汽溫度右 側(cè)較左側(cè)偏高20 C左右。根據(jù)此情況調(diào)試人員對鍋爐燃燒進 行了如下調(diào)整：

首先采取改變各臺磨煤機之間的出力分配問題，增加上 排磨煤機出力，通過這種調(diào)整使?fàn)t內(nèi)火焰中心適當(dāng)上移，同 時在保證水冷壁超溫的前提下，提高水冷壁過熱度，采取 以上方法后再熱汽溫和過熱汽溫有明顯的改善。

其二是通過燃燒器擺角上擺來調(diào)整汽溫，并針對汽 溫偏低的情況，將燃燒器擺角從水平位置50%向上擺動至 10%~20%,將AA風(fēng)擺角從水平位置50%上擺至85%位置 左右并適當(dāng)關(guān)小AA風(fēng)門的開度。通過此調(diào)整再熱蒸汽溫度 明顯升高，再熱器調(diào)溫?fù)醢鍙脑贌崞鱾?cè)全開逐漸關(guān)小，過熱 器側(cè)逐漸開大。過熱汽溫也得到相應(yīng)的提高。

另外是考慮了燃燼風(fēng)對煙溫偏差的影響。在水平擺角未 調(diào)整前，由于爐膛出口殘余旋轉(zhuǎn)動量矩的存在，導(dǎo)致爐膛出口 煙溫偏差超過40 C，造成右側(cè)過熱及再熱減溫量高于左側(cè), 同時右側(cè)爐膛出口氧量較左側(cè)大0.5%左右。通過對SOFA風(fēng) 燃燒器水平擺角的調(diào)整，最終使?fàn)t膛出口兩側(cè)煙氣溫差控制在 10 C之內(nèi)，但有時氧量波動大時煙氣偏差偶爾也有達到30 C 的時候，波動趨于穩(wěn)定后，煙氣偏差又基本回歸至10 C范圍內(nèi)。 SOFA風(fēng)燃燒器水平擺角調(diào)整方向見圖2所示。

對SOFA風(fēng)燃燒器水平擺角的調(diào)整只能在就地進行操作, 其中SOFA風(fēng)燃燒器水平擺角的指針往下移動，SOFA風(fēng)燃燒 器噴口水平擺角按照圖2所示實線箭頭所指方向移動；SOFA 風(fēng)燃燒器水平擺角的指針往上移動，SOFA風(fēng)燃燒器噴口水平 擺角按照圖2所示虛線箭頭所指方向移動；將#1角SOFA風(fēng) 燃燒器水平擺角往前墻方向調(diào)整至+6.0° #2角SOFA風(fēng)燃 燒器水平擺角往后墻方向調(diào)整至-6.0。。

還有就是考慮了煤粉細(xì)度對汽溫偏差的影響。通過對磨 煤機出口煤粉進行取樣，從取樣分析結(jié)果來看，煤粉細(xì)度較 設(shè)計值小，值為20%，對該磨煤機出口分離器擋板進行了調(diào)整, 通過調(diào)整最終將煤粉細(xì)度調(diào)整至35%左右，磨煤機出口分離 器擋板由50%調(diào)整至60%左右，通過調(diào)整分離器擋板調(diào)整, 使鍋爐燃燒上移有利于汽溫的提高。

經(jīng)過對熱工邏輯里關(guān)于過熱度的曲線進行了檢查和核對, 發(fā)現(xiàn)該機組提供的過熱度計算中關(guān)于飽和溫度的計算與同類 機組提供的過熱度計算方法有誤差（從邏輯對比中看出），造 成在進入臨界點后汽水分離器出口溫度偏低。從而影響過熱器 出口溫度。所以在機組負(fù)荷升至臨界狀態(tài)后，逐漸手動增加過 熱度偏置，提升溫度設(shè)定值，逐步維持汽水分離器出口溫度與 設(shè)計值相接近。通過自動調(diào)節(jié)回路調(diào)整主蒸汽溫度，從而使 過熱汽溫得到了顯著的提高，滿足機組的經(jīng)濟運行。

通過以上各方面的調(diào)整和工作，在機組升負(fù)荷至額定負(fù) 荷的過程中，通過調(diào)整，爐膛出口煙氣側(cè)熱偏差基本控制在 10 C之內(nèi)，蒸汽側(cè)熱偏差控制在5 C之內(nèi)［氣從而基本上解 決了汽溫偏低的情況。

2.2水冷壁超溫的原因及調(diào)整方法

該機組在整套啟動帶負(fù)荷試運過程中，當(dāng)濕/干態(tài)轉(zhuǎn)換 及滿負(fù)荷試運過程中鍋爐螺旋水冷壁No.49 （報警值415 C）、 垂直水冷壁No.77、No.78、No.79 （報警值450 C）均出現(xiàn)了 局部超溫現(xiàn)象，根據(jù)鍋爐設(shè)計壁溫測點布置圖，發(fā)現(xiàn)水冷壁 壁溫超溫點在M 1角左右。具體如圖3和圖4所示。

通過監(jiān)視水冷壁金屬溫度的偏差來判斷鍋爐燃燒時火焰 是否發(fā)生偏離中心。例如垂直水冷壁壁溫連續(xù)幾個測點溫度 達到報警值或接近報警值以上時，可判斷鍋爐燃燒時火焰發(fā) 生偏離中心。由于螺旋水冷壁No.49 （報警值415 C）、垂直水 冷壁No.77、No.78、No.79 （報警值450 C）均出現(xiàn)了局部超 溫現(xiàn)象，可以判斷鍋爐燃燒時火焰發(fā)生偏離中心，并針對以 上現(xiàn)象，采取如下措施：

2.2.1燃燒器二次風(fēng)及輔助風(fēng)的調(diào)整對壁溫的影響

根據(jù)鍋爐設(shè)計壁溫測點分布圖，發(fā)現(xiàn)水冷壁超溫點均在 No.1角附件部位，通過檢查并調(diào)整#1、#2、#3、#4角二次風(fēng) 及輔助風(fēng)使其開度盡量保持一致。若#1、#2、#3、#4角二次風(fēng)及輔助風(fēng)開度一致時，哪一面局部墻金屬溫度超溫，相應(yīng) 的開大油槍輔助二次風(fēng)擋板，降低局部超溫現(xiàn)象。通過開大 No.1角部位輔助二次風(fēng)擋板發(fā)現(xiàn)螺旋水冷壁No.49、垂直水 冷壁No.77、No.78、No.79,壁溫降低2 °C左右。

2.2.2磨煤機的一次風(fēng)調(diào)平對壁溫的影響

當(dāng)#1、#2、#3、#4角二次風(fēng)及輔助風(fēng)門開度一致的條件下, 為了更好的降低水冷壁超溫現(xiàn)象，采取以下試驗：

分別停、啟各臺磨煤機，觀察鍋爐水冷壁金屬溫度的偏 差來判斷鍋爐燃燒時火焰是否發(fā)生偏離中心。當(dāng)啟、停其中 一臺磨煤機時，記錄前、后、左、右墻鍋爐水冷壁金屬溫度, 對比溫度的偏差，查找出是否有哪臺磨煤機影響了火焰中心發(fā) 生偏離，使一側(cè)墻鍋爐水冷壁金屬溫度局部超溫。如果那臺 磨煤機對水冷壁中間集箱入口管金屬溫度影響較大時，檢查 該臺磨煤機出口粉管是否調(diào)平，通過再次測量該磨煤機出口 粉管一次風(fēng)速，調(diào)整粉管縮孔使該磨煤機#1、#2、#3、#4角 粉管風(fēng)速調(diào)平。通過以上試驗，發(fā)現(xiàn)該鍋爐制粉系統(tǒng)C磨煤 機對壁溫影響較大，通過檢查該臺磨煤機出口粉管縮孔發(fā)現(xiàn) 有人將縮孔開度改變。通過再次測量該磨煤機出口粉管一次風(fēng) 速，調(diào)整粉管縮孔使其#1、#2、#3、#4角調(diào)平，改善鍋爐燃 燒狀況。水冷壁超溫現(xiàn)象出現(xiàn)明顯的改變，機組滿負(fù)荷時螺 旋水冷壁No.49、垂直水冷壁No.77、No.78、No.79管壁溫度 降至410 C左右，局部水冷壁超溫現(xiàn)象得到明顯的改善。

機組升、降負(fù)荷時，為了盡可能的減小對鍋爐燃燒器燃 燒產(chǎn)生擾動，制粉系統(tǒng)在啟、停時，磨煤機入口風(fēng)量應(yīng)壓低 限控制，特別是中、下層給煤機啟、停時，應(yīng)減至最小給煤 量及最小風(fēng)量運行，防止燃燒擾動對水冷壁產(chǎn)生較大波動。

2.2.3過熱度對水冷壁超溫的影響

當(dāng)水冷壁金屬溫度局部超溫時可通過應(yīng)適度降低過熱 度，尤其在鍋爐濕/干態(tài)轉(zhuǎn)換運過程中，當(dāng)水冷壁局部金屬 溫度超溫時應(yīng)降低過熱度，過熱度宜控制在10?15 C，轉(zhuǎn) 入干態(tài)后再慢慢恢復(fù)過熱度達到設(shè)計值。機組在升、降負(fù)荷 時應(yīng)平穩(wěn)，及時調(diào)整給水量，維持適宜的水煤比和過熱度叫 當(dāng)機組負(fù)荷在450 MW前，維持較低的過熱度；當(dāng)機組負(fù)荷 在450 MW?600 MW時，根據(jù)過熱汽溫及水冷壁壁溫情況， 可適當(dāng)增加。

因此，在局部水冷壁超溫時，首選檢查#1、#2、#3、#4 角二次風(fēng)及輔助風(fēng)是否開度一致，若開度一致時，通過啟、 停各臺制粉系統(tǒng)查出對局部水冷壁超溫影響最大的磨煤機， 通過再次測量該磨煤機出口粉管一次風(fēng)速，調(diào)整粉管縮孔使 其#1、#2、#3、#4角調(diào)平，改善鍋爐燃燒狀況。機組在鍋爐 濕/干態(tài)轉(zhuǎn)換及升、降負(fù)荷時應(yīng)平穩(wěn)，維持較低的過熱度運行。 通過以上方法調(diào)整該電廠水冷壁壁溫?zé)o局部超溫現(xiàn)象發(fā)生， 機組運行穩(wěn)定，各項運行指標(biāo)優(yōu)良。

3結(jié)語

針對超臨界火電機組在啟動調(diào)試階段出現(xiàn)的局部水冷壁 超溫情況及汽溫調(diào)節(jié)偏差大等現(xiàn)象，分析與總結(jié)出以下調(diào)整注 意事項，期望為同類型機組啟動調(diào)試及機組的經(jīng)濟運行，提 供有益的幫助：

磨煤機粉管調(diào)平試驗對燃燒是否偏移特別重要；

燃燒器二次風(fēng)及輔助風(fēng)位置指令及反饋盡量保持一 致；

為了達到設(shè)計煤粉細(xì)度，根據(jù)磨煤機運行及煤粉細(xì) 度化驗情況盡量使磨煤機分離器轉(zhuǎn)速在設(shè)計值且保證同臺磨 煤機分離器轉(zhuǎn)速一致；

AA風(fēng)擺動執(zhí)行機構(gòu)的上揚(開度增加)可提高火焰 中心位置。AA風(fēng)擺動執(zhí)行機構(gòu)的左右擺動，可改變火焰中心 位置的左右偏向位置，針對煙溫偏差現(xiàn)象，調(diào)整燃燼風(fēng)水平 開度，盡可能控制左右側(cè)煙氣熱偏差在最低范圍內(nèi)；

各個負(fù)荷下嚴(yán)格控制水煤比和汽水分離器出口過熱度，避免出現(xiàn)水煤比失調(diào)和過熱度大幅波動。

通過以上方法調(diào)節(jié)后過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度汽溫偏差 的情況得到明顯的改善。水冷壁壁溫?zé)o局部超溫現(xiàn)象發(fā)生, 機組運行穩(wěn)定，各項運行指標(biāo)優(yōu)良。

20211121_6199feabba44a__四角切圓鍋爐水冷壁局部超溫與汽溫偏差調(diào)節(jié)