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410t/h锅炉过蒸汽温偏低的原因分析及对策
发布时间：2013-10-12 09:33 来源：未知
1、概述
漳泽发电厂410t/h锅炉为武汉锅炉厂生产的WG2-410/100-4型单汽包、自然循环、固体排渣燃煤锅炉。在锅炉燃烧室四角标高14000mm处对角布置4只直流燃烧器。两对角气流切圆2、4号为∮700mm，另外两对角气流切圆l、3号为舛70mm，燃烧器总高度4600mm，宽460mm。锅炉设计及燃用煤种均为贫煤，制粉系统采用钢球磨煤机中间储仓式热风送粉，过热汽温设计值为540℃。过热器系统采用典型的两次交叉布置方式，从汽包分离出来的饱和蒸汽，经过顶棚过热器后进入低温过热器，从低温过热器出来分甲、乙两路经工级减温后沿烟道宽度交叉进入屏式过热器，从屏式过热器出来分甲、乙两路逆流进入位于烟道两侧的高过低温段过热器，然后蒸汽经过Ⅱ级减温后又交叉顺流进入位于烟道中间的高过高温段过热器，最后经过导汽管通过集汽联箱进入汽轮机。锅炉机组自1986年投产发电以来，过热汽温偏低问题比较突出，尤其是2号制粉系统单独运行时，两侧汽温偏差20℃左右，此时1号主汽管温度在520℃左右，煤质差时更低，无法满足额定参数运行的要求，严重影响机组安全经济性。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗�；�、木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂�，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
2、汽温偏低的原因分析
2.1炉膛出口烟温达不到设计值
我国常用的炉膛换热计算方法是建立在相似理论基础上的半经验公式，锅炉计算均以炉膛出口温度作为定性温度，其准确度直接影响过热器的吸热量和传热温差。WGZ - 410/100 -4型锅炉设计炉膛出口烟温为儿29℃，而实际运行时却低于该温度，这主要是因原热力计算标准方法的不足所致。
国内许多科研机构的试验研究表明：炉膛几何形状，特别是高宽比对炉膛传热有很大的影响。对于具有同样容积和受热面积的炉膛，高宽比大的炉膛其出口烟温就低。但在《锅炉机组热力计算一标准方法》中均未考虑几何形状对炉膛传热的影响。其炉膛出口烟温T的计算公式为：
从以上计算公式可知，炉膛出口烟温的计算，只把火焰中心相对高度、燃烧方式、燃料性质、产生的积灰结渣的综合影响系数以M和ψ表现在公式中，而未考虑炉膛的几何形状、煤的反应特性、一、二、三次风混合情况等因素的影响。研究结果认为，上述公式较适合于燃烧器轴线至炉膛出口的距离与炉膛当量直径比。为1.65~1.75的炉膛，对h/hdl较大的炉膛汁算将会偏低80，100℃。而WC2-410/100-4型锅炉之所以存在欠温现象，正是由于高宽比过大使炉膛变得过于瘦高所致。因此，用上述公式计算。偏大的炉膛，会造成出口烟气温度偏低，从而导致过热蒸汽吸热不足，主汽温度达不到额定值。
2.2过熟器爱热面积不足
根据实测的煤工业分析为基准进行校核计算，实际燃用煤种比设计煤种发热量下降2000~3000kj/kg(见表1)，从而理论燃烧温度下降导致辐射传热量减少而对流传热量增加，体现在过热器上为：屏过（以辐射吸热为主要吸热之一）吸热量减少，低过（以对流传热为主）增加。另外，理论燃烧温度下降还导致各受热面传热温度下降，因而增加受热面是必要的。计算表明，增加低温过热器受热面340m2是合理的。
该锅炉在原热力计算中，对顶棚过热器吸热的处理略有不妥：一是把顶棚受热面作为低过的附加受热面；二是其传热系数选为与冲刷低过受热面一样，因为顶棚受烟气冲刷较弱，而面积又较大(H=124.llm2)，超过原低过受热面积（H=1062m2]的10%．所以，其计算直接影响整个过热器的吸热量。
2.3三次风对过熟汽温的影响
该炉燃烧系统布置采用了双切圆方式，双切圆均为顺时针方向旋转。实际切圆直径的大小对炉内燃烧过程影响较大，切圆过大易产生气流刷墙；过小在炉膛横截面上火焰占据的面积有限，火焰充满度差，减少了燃料在炉内的有效停留时间，炉内气流的旋转方向不稳定，影响燃烧的稳定性。对于燃用贫煤的锅炉，为了强化着火和燃烧，在不产生结焦的前提下，切圆直径取得大些比较合理，这样可加强扰动，增加旋转动量矩，使高温的火焰中心接近一次风射流根部。当两套制粉系统运行或1号制粉系统单独运行时，由于炉内燃烧的旋转程度强，火焰偏斜不明显；而当带小切圆三次风的制粉系统单独运行时，在三次风速不一样的情况下，会造成严重的火焰中心偏斜，试验发现甲、乙侧受热偏差达1.5左右，1号管过热汽温约偏低20℃左右。
2.4燃烧工况
(1)一、二次风配比不当，运行中为防止一次风堵管，保持较高的预热器出口总风压，一次风门全开，这就增大了一次风速和一次风率。一次风速的提高，相应的气流扩散角减少，烟气回流差，二次风量受总风量的制约而减少，二次风的搅拌与扰动作用减弱，燃料与空气不能充分混合，燃烧不强烈，炉膛温度水平降低+致使炉膛出口烟温下降。
(2)过量空气系数的变化，对汽温有明显的影响，在燃料量不变的情况下，风量增加时，过热汽温将明显增加，由计算表明，一般炉膛出口过量空气系数增加10℃，过热汽温约增加10~20℃。由于锅炉各部漏风严重，引、送风机出力偏低，高负荷时氧量偏低，过剩空气系数不到1.2，直接影响对流过热器的吸热量。
(3)该厂燃煤特性差异大，统配煤、小窑煤、炉渣，单烧、混烧机会不均一，其灰分、水分及发热量等主要指标很不稳定，对煤粉的燃烧产生极大的影响，燃料中的灰分非但不能燃烧，而且还妨碍可燃质与氧的接触，使煤粉着火困难，炉膛温度下降。
3、提高锅炉汽温的措施
3.1增加低温受热面
通过分析计算，在机组大修中将低温受热面由原来的1062mz增加到1402m2，采取增加低温过热器面积而不增加高温过热器受热面积，主要考虑实际改进施工方便。增加部分过热器受热面一方面可以使过热器吸热量增加约183kj/m2，使其整体温度水平提高；另一方面希望通过减温水调节使2号制粉单独运行时1号管汽温达到额定值。改造后，当两台制粉同时运行或l号制粉单独运行时，在70%～l00%负荷范围内，过热汽温在535~545℃之间，排烟温度比改前下降10℃左右；当2号制粉系统单独运行时，在70%~100%负荷范围内，1号管汽温在531~ 533℃之间，且减温水全关．2号管汽温在535~ 545℃，且I级减温水全关，Ⅱ级减温水在5t/h左右。总之，通过增加低温受热面，锅炉过热汽温基本能达到设计要求，但仍然存在偏差。
3.2三次风调整试验
为解决2号制粉系统单独运行时两侧汽温偏差问题，先后多次进行三次风调整试验，试验期间维持燃烧工况、减温水等相关参数不变。使2、4号角三次风速基本一样，当4号角三次风出口风门由100%关至80%时，反应不明显，当继续关小至60%时，15min后两侧汽温由偏差16eC降到1℃，当4号角三次风全开时，偏差很快达到18℃，再关小4号角三次风40%．15min后又降到1℃，试验结果说明：只凋整三次风而其它操作均不变，在15min后汽温偏差可以消除。
3.3优化燃烧调整
(1)优化锅炉燃烧设备：大修中，先后对喷燃器进行了改造，通过采用浓淡燃烧技术，整个锅炉的燃烧工况得到明显改善，炉膛温度水平提高，尤其是中、上排喷燃器稳燃能力提高，为调整火焰中心，提高炉膛出口烟温奠定了良好的基础。
(2)一、二次风速合理配比：增装过热器受热面后，过热器的吸热量增加，过热汽温有所提高，燃烧调节改过去调减温水为稳定燃烧，预热器出口总风压降到了0.3～0.5kPa，从而使一次风率降低，二次风量得到提高，一、二次风速配比趋于合理，同时采用“多火嘴、低转速”的方法，使炉膛火焰充满度均匀，炉膛温度升高。
(3)改变喷燃器的运行方式：当煤种变劣或低负荷运行时，采用增加中、上层火嘴的给粉机转速，减少下层火嘴的供粉量或改变下层火嘴的数量，使火焰中心上移，炉膛出口烟气温度提高，达到调节过热汽温的目的。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡�。
4、经济效益
通过增加过热器低温受热面，合理调整三次风，优化炉内燃烧工况，使410t/h锅炉过热汽温在各种负荷下平均提高12℃，供电煤耗降低1.20g，kWh;同时，排烟温度降低10℃，也可使供电煤耗下降2.63g/kWh，若100MW机组按年发电量5.25×l08kWh计算，则每年可节约标煤2011t，取得较好的经济效益和社会效益。
5、结论
(1)增加低温受热面基本解决了410t/h锅炉汽温偏低的问题，同时排烟温度下降10℃左右，锅炉效率提高，但其后各受热面金属温度有所升高，应引起重视。(2)通过调整4号角三次风速，基本消除了2号制粉系统单独运行时两侧汽温偏差问题。(3)通过燃烧设备改造、优化运行调整，在煤质变劣或低负荷运行时，过热汽温均能达到额定值，取得较好的经济效益。
