锅炉燃烧调整对过热器／再热器壁温影响的分析

computer · 发表于 2007-1-12 14:23:26

<div align="center"><div align="center">应明良1，黄向阳2，熊建国1 　　（1．浙江省电力试验研究所，浙江杭州310014； 2．浙江省电力建设总公司，浙江宁波315010）    摘  要：通过对某电厂300 MW机组四角切圆燃烧锅炉的燃烧调整，分析了投磨方式、炉膛出口氧量、二次风配风方式和二次风箱／炉膛差压对末级过热器／再热器管壁温度的影响，并得出了初步结论。
     关键词：四角切圆；燃烧调整；壁温；影响
 </div><div align="center">　　由于四角切圆燃烧方式有以下的优点：炉内混合良好，燃烧稳定，四周水冷壁的吸热量和热负荷分布均匀，特别是气流在炉膛内形成了一个较强的旋转燃烧火焰，对强化后期燃烧十分有效，能适应多种煤种。使得四角切圆燃烧锅炉在一段时期内在各电厂得到大量的应用，但由于四角切圆燃烧锅炉在炉膛内为旋转上升气流，从炉膛出口到水平烟道以后，仍存在较强的残余旋转，导致水平烟道两侧烟速和烟温的偏差，从而导致再热器和过热器的壁温偏差，甚至会造成尾部受热面的爆管。下面对某电厂300 MW机组四角切圆燃烧锅炉为例，分析燃烧调整对锅炉过热器、再热器壁温的影响。 </div>1设备概况及存在问题     某电厂锅炉为亚临界压力、一次再热控制循环炉，采用中速磨直吹式制粉系统、单炉膛、倒U型露天布置、四角切向燃烧，摆动喷嘴调温，平衡通风，全钢架悬吊结构，固体排渣，燃用晋北烟煤。炉膛宽深比为1．14∶1，近似正方形炉膛截面。 　　锅炉采用四角布置，同心反切燃烧方式。燃烧器喷嘴结构采用一次风口四周通以周界风，一二次风喷嘴间隔布置的型式，每只燃烧器风箱分成12层，从底部到顶部算起第2、4、6、8、10层（共5层）风室为一次风室，即煤粉喷嘴。
 　　为了改善煤粉着火性能和在低负荷运行时维持火焰稳定性，每只煤粉燃烧器均采用了宽调节比喷嘴。煤粉喷嘴的煤粉气流相对于二次风气流以反向切圆的方式进行同心反切燃烧，这可使煤粉和空气之间产生强烈的混合，增加煤粉的完全燃烧，减少煤粉对水冷壁的冲刷，以减轻炉膛结焦。 　　虽然该锅炉采用了同心反切的燃烧方式，但是在锅炉尾部烟道还是存在左右侧温度偏差的问题，特别是过热器（再热器）左右侧管壁温度的偏差还是很大，末过第75屏的管壁温度最高，接近报警温度。因此，进行了燃烧调整以摸索有关运行参数对过热器（再热器）左右侧管壁温度偏差的影响。 <div align="center"><img height="286" src="http://www.bjx.com.cn/files//wx/zjdl/2002-6/43-1.jpg" width="300" border="0" alt=""/> </div>2试验结果及其分析     通过对四角切园燃烧锅炉的燃烧调整试验结果如图2～图9所示，从图中可发现过热器／再热器的壁温分布趋势都是一致的，过热器管屏第75屏管的管壁温度最高。 2．1投煤方式对过热器／再热器壁温的影响 　　采用投运ABCD磨和BCDE磨的试验，由于BCDE磨投运方式使得锅炉火焰中心抬高，炉膛出口温度升高，从而导致过热器／再热器的壁温比ABCD磨运行的高。因此投运ABCD磨对末过管壁超温有好处。
<img height="188" src="http://www.bjx.com.cn/files//wx/zjdl/2002-6/44-1.jpg" width="321" border="0" alt=""/> <img height="192" src="http://www.bjx.com.cn/files//wx/zjdl/2002-6/44-2.jpg" width="321" border="0" alt=""/>2．2二次风配方式对过热器／再热器管壁温度的影响 　　需要说明的是本文中的均匀型配风方式为二次风小风门EF、DE、CD、BC、AB，而没有包括燃尽风，因为燃尽风OFA基本上为全开，以增强对旋转烟气的反旋作用，其效果已在末再管壁温度下降的效果中得到证实。二次风的配风方式对尾部烟道的烟速分布和烟温分布有较大的影响，因为在本炉二次风中除了最上层的OFA为逆时针消旋外，其它都为顺时针方向旋转。故OFA的风门开度大小对消旋作用很大，OFA风门开得越大，消旋作用越强；另外，根据本炉的再热汽温相对较低的实际情况，可适当增大上几层二次风小风门的开度，使炉膛火焰中心适当上提，以提高再热汽温。<img height="196" src="http://www.bjx.com.cn/files//wx/zjdl/2002-6/44-3.jpg" width="320" border="0" alt=""/> <img height="215" src="http://www.bjx.com.cn/files//wx/zjdl/2002-6/44-4.jpg" width="320" border="0" alt=""/>2．3炉膛出口氧量对过热器／再热器管壁温度的影响 　　在4个变氧量工况试验中可以发现，炉膛出口氧量越大，过热器／再热器的壁温越高，这是由于氧量增大后，尾部受热面得到对流换热增加，使得末过／末再壁温也相应增大。另外，一方面氧量减小可能造成燃烧空气供给不足，使飞灰含碳量增高，从而增加机械不完全燃烧损失，另一方面氧量的减小又使排烟体积减小，减小排烟热损失，并且降低引风机电耗，增加锅炉整体的经济性。因此，控制氧量在3．5％左右比较合适。<img height="197" src="http://www.bjx.com.cn/files//wx/zjdl/2002-6/44-5.jpg" width="349" border="0" alt=""/> 2．4二次风箱／炉膛差压对过热器／再热器管壁温度的影响 <div align="center"><img height="190" src="http://www.bjx.com.cn/files//wx/zjdl/2002-6/45-1.jpg" width="328" border="0" alt=""/> </div>　　通过改变二次风箱／炉膛差压的调整试验，发现二次风箱／炉膛差压值大，末过壁温越高。另一方面，二次风箱／炉膛差压增加，意味着送风机所消耗的功率增加，会导致厂用电率的增加。同时二次风箱／炉膛差压的增加，会导致空预器漏风率的增大。因此，增大二次风箱／炉膛差压运行，对电厂的安全、经济运行不利。 <img height="185" src="http://www.bjx.com.cn/files//wx/zjdl/2002-6/45-3.jpg" width="362" border="0" alt=""/> <img height="210" src="http://www.bjx.com.cn/files//wx/zjdl/2002-6/45-2.jpg" width="363" border="0" alt=""/>3结论与建议     从本次的试验结果看，常规的燃烧调整对消除过热器／再热器管壁温度左右侧的偏差影响不大，只能做到使末过第75屏管壁温度尽量低。但从中可以得出低氧量、低二次风箱／炉膛差压、均匀型二次风配风以及全开OFA风门对降低管壁温度有好处。建议在进一步进行冷态空气动力场试验，测量尾部烟道的流场分布等工作的基础上，再进行更深入的研究。
　<div align="center">参考文献</div><div align="center">　　   </div>［1］吴东垠．切向燃烧锅炉水平烟道烟温偏差的起因及改进措施［J］．电站系统工程，1997，13（4）：34－36．   ［2］刘福国．四角切圆燃烧锅炉炉膛出口烟速、烟温偏差的防治［J］．山东电力技术，1997，（1）：6－8．
 </div>

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