660MW超超临界锅炉汽温偏差调整试验研究

马龙信，　路　昆，　葛　伟，　吴桂福，　李　兵

（华电电力科学研究院，浙江杭州310030）



660MW超超临界锅炉汽温偏差调整试验研究

马龙信，路昆，葛伟，吴桂福，李兵

（华电电力科学研究院，浙江杭州310030）

摘要：某电厂2×660MW超超临界燃煤机组锅炉为超超临界参数变压运行Π型直流炉。600MW负荷下，低温再热器出口蒸汽右侧比左侧高出将近20℃，运行中必须投入大量减温水才能保证左右偏差保持在合理的范围之内。所以说再热气温偏差不但影响了锅炉的安全运行，同时降低了锅炉的经济运行。本文针对超超临界机组的再热气温偏差问题进行了研究，并提出了解决方案。

关键词：超超临界机组； 汽温偏差； SOFA； 磨煤机； 试验研究

0　引言

某电厂2×660MW超超临界燃煤机组锅炉为超超临界参数变压运行Π型直流炉。锅炉出口蒸汽参数为26.15MPa/605℃/603℃。锅炉燃烧系统采用6台HP1043中速磨、冷一次风直吹式制粉系统、采用低NOx同轴煤粉燃烧器LNCFS-Ⅲ及分配配风方式，磨制设计煤种时5台运行，一台备用。24只直流式燃烧器分6层布置与炉膛下部四角，煤粉和空气从四角送入，在炉膛呈切圆方式燃烧。

600MW负荷下，低温再热器出口蒸汽左侧比右侧高出16℃，而左右交叉后，高温再热器出口蒸汽右侧比左侧高出将近20℃，较大的温差使再热器一侧的管壁容易超温，存在很大的危险性，运行中必须投入大量减温水才能保证左右偏差保持在合理的范围之内。所以说再热气温偏差不但影响了锅炉的安全运行，同时降低了锅炉的经济运行。

1　问题分析

从目前国内外的四角切圆燃烧锅炉的运行和研究情况看，在四角切圆燃烧锅炉中汽温偏差和烟温偏差的问题是普遍存在的。一般情况下可以认为，主要是由于炉膛出口处存在烟气流残余扭转，在上炉膛及水平烟道中产生烟气速度场、温度场以及颗粒分布场偏差所致。

产生该现象的原因可以做如下理解：由于四角切向燃烧的原因，炉膛出口烟气会存在残余扭转，对于切圆为顺时针的锅炉，左侧分隔屏处容易形成“烟气走廊”，烟气向后直接进入水平烟道。而右侧分隔屏处的烟气则首先有流向前墙的趋势，然后折返向后流入水平烟道，如图1所示。左侧烟气阻力小、流量大；但是烟气在分隔屏间的混合不强烈、充满程度及紊流程度小，对流换热不强烈；右侧烟气阻力大、流量小，存在强烈混合、扰动，对流换热也因此非常强烈。分隔屏内工质温升呈右高左低的分布特性；而在上炉膛出口之后的对流受热面末级过热器及低温再热器以对流换热为主，由于左侧烟气流量大，烟温高，对流换热比右侧强烈，汽温呈左高右低，与烟温偏差趋于一致。为提高主汽温度，该超超临界机组布置的受热面比一般的超临界机组的受热面更多，对炉内两侧烟气量和烟气密度平衡要求更高。当炉内气流出现不平衡易产生两侧气温偏差，造成两侧管排温度差异，容易使管子超温或爆管。[1]

试验表明：在炉膛出口区域对流型过热器和再热器、辐射型过热器和再热器之间沿炉膛宽度吸热偏差的分布有截然不同的分布规律，前者呈“M”形分布，后者呈两侧低中间高的凸形分布[2]。

通过上述分析和以往的调整经验，先考虑对机组进行冷态动力场试验和热态调整试验，最终汽温偏差将会减少。

2　试验研究

本次调整试验围绕如何解决再热汽温低和汽温偏差来进行，主要进行调整SOFA风角度、磨煤机的投运方式、SOFA风量调整等试验，减小两侧再热汽温偏差，提高机组的安全性和经济性。

2.1SOFA反切角度调整

表1　工况1、2各层SOFA风水平摆角。

表2　SOFA反切角调整前后参数变化

通过对SOFA角度调整，找到降低左右侧的气温偏差的平衡点。当时调整的各个工况，以及对气温偏差影响的数据见表1、表2。

通过调节SOFA风的反切角，可以降低炉膛出口烟气的残余旋转，防止烟气走廊的产生，保证整个炉膛出口水平界面上的烟气流量均匀，降低汽温的偏差。

本次调整主要是对#3、#4角SOFA风的反切角进行了调整，将切角全部调整至零位。工况3的再热气温偏差在10℃左右。通过调整，气温偏差达到15.23℃，氧量偏差适当减少，原因是锅炉左侧风量大于右侧，而A侧低再出口温度高，交叉到锅炉B侧，炉内流场不均，所以造成两侧气温偏差。

2.2BCDE和ACDEF磨运行试验

表3　BCDE和ACDEF磨运行调整前后参数变化

磨煤机的投切以及相同负荷下的分配方式，对火焰中心的位置以及热量的分配将产生很大的影响。投运的磨煤机的台数越多，整个火焰在炉膛内的充满度更好，煤粉在炉膛内燃烧的行程更长，烟气在炉膛出口的残余旋转更小，汽温的偏差更小。

以上两个工况分别是BCDE四台磨和ACDEF五台磨运行。当4磨运行时，再热器出口汽温偏差在12.89℃，汽温的平均值也只有584.7℃；而5磨运行的气温偏差在6.16℃，但有8.34t/h的减温水，汽温的平均值为593.7℃。可见，5台磨煤机投运之后，再热器汽温偏差降低，同时再热器汽温也大大提升。

2.3BCDEF和ACDEF磨运行试验

在投运相同台数的磨煤机的情况下，投运上层的磨煤机能够提升火焰中心的高度，主再热蒸汽的汽温会升高，但同时造成烟气在炉膛内的行程降低，切圆的扭矩增加，在炉膛出口的残余旋转相对增强，需要SOFA风量相应增加。

以上两个工况分别为投运BCDEF磨以及投运ABCDE磨。从运行数据分析可知，投运上五层磨煤机BCDEF时，再热蒸汽汽温温偏差为18℃，而投运下五层磨煤机ABCDE时，再热蒸汽的汽温偏差为12.4℃，投运上五层比下五层大5.6℃。

3　结论

（1）SOFA风量和CCOFA风量对再热汽温高低影响较大。风量的适当增加，炉膛内主燃烧区域燃烧份额减少，中上部燃烧能量增加，火焰中心上移，主、再汽温提高。SOFA风量增加能使低温再热出口汽温左右偏差减少，但会导致末过温度吸热偏差适当增大，在今后的调整中应视温度高低来进行调整。

（2）锅炉炉膛内左侧氧量比右侧的氧量要高1.3%左右，说明炉内的燃烧偏向右侧，导致炉内火焰偏斜锅炉右侧，引起右侧分隔屏、后屏温度升高，也会增加汽温偏差，建议小修对机组重新进行冷态检查和试验。

（3）锅炉在吹灰时，由于温度的变化和吹灰蒸汽影响，炉内的流场发生变化，进而引起气气温偏差增加。

（4）从热态调整中发现，再热器温偏差变化大、稳定性差、锅炉氧量B侧氧量比A侧氧量要低1.3～1.5%左右，主要原因是煤粉分配偏差和燃烧器喷口磨损、烧损，导流板变形脱落等引起的炉内流场偏差。煤粉分配偏差及炉膛内流场偏差引起炉内烟气温度偏差加剧，导致气温稳定性变差，偏差增大。建议机组小修的时候对所有燃烧器喷口、二次风挡板和SOFA挡板及喷口角度重新进行校对，消除炉内左右偏差，减小汽温偏差。

通过项目实施，主汽减温水量降低明显，提高了再热汽温8℃以上，在未投再热器减温水的情况下汽温偏差8～10℃左右。但从实际运行分析，气温偏差变化较大，稳定性差，这也说明炉内流场存在缺陷。

表4　BCDEF和ACDEF磨调整前后运行参数

4　结语

本文通过对某电厂超超临界600MW机组再热偏差原因的分析，让运行人员更加清晰的认识超超临界机组再热汽温偏差产生的机理，同时调整试验研究提供的调整手段，对运行人员调整超超临界机组再热汽温偏差具有一定的参考价值。

参考文献：

[1]周俊虎，宋国良，陈寅彪，等.2008t/h四角切圆燃烧锅炉炉膛出口烟温偏差的试验研究[J].热力发电，2003.

[2]刘林华，余其铮，谈和平切圆燃烧锅炉过热器和再热器沿炉膛宽度吸热偏差的分布规律[J].动力工程，1999，（5）.

修回日期：2016-04-11

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.02.006

中图分类号：TK229.2

文献标识码：B

文章编号：2095-3429（2016）02-0026-04

作者简介：马龙信（1985-），男，山东济宁人，硕士，中级工程师，主要从事电站锅炉的节能减排工作。

收稿日期：2016-01-26

Steam Temperature Deviation Adjusting Experimental Study of 660MW Ultra Supercritical Boiler

MA Long-xin， LU Kun， GE Wei， WU Gui-fu， LI Bing
（Huadian Electric Power Research Institute Zhejiang Hangzhou 310030）

Abstract：2×660MW ultra supercritical coal-fired boiler of a power plant is ultra supercritical variable pressure operation parameters Π type concurrent boiler.Under 600MW load，the temperature of the right side outlet of the low temperature heater is about 20 degrees higher than the left，and during the operation，there must be a lot of desuperheater water to ensure that deviations of the left and right are kept in a reasonable range.So the deviation of the temperature of the reheat steam not only affects the safe operation of the boiler，but also reduces the economic operation of the boiler.In this paper，the problem of the deviation of the reheat steam of ultra supercritical unit is studied，and the solution is proposed.

Key words：ultra supercritical unit steam； temperature deviation； SOFA； mill； experiment research