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600MW超临界W型火焰无烟煤锅炉分级风管烧红原因及对策
发布时间：2013-10-24 08:59 来源：未知
0、引言
大唐华银金竹山火力发电有限公司（简称“金竹山电厂”）二期扩建工程lx600MW3号机组锅炉系北京巴威公司生产的世界上首台600 MW超临界W型火焰锅炉，其型号为B＆WB-1900/25.4-M，一次再热、平衡通风、固态排渣、单炉膛、W型火焰燃烧、丌型布置，利用挡板调节再热汽温，悬吊结构，露天布置，设计燃用金竹山劣质低挥发份无烟煤。
3号机组于2009年5月23日锅炉首次点火吹管，2009年6月17日进入整套启动试运，6月20日首次并网，6月23日首次带至满负荷网．7月4日顺利通过168 h试运。
机组在试运中存在分级风管和冷灰斗护板烧红的现象，影响了锅炉的安全稳定运行。需要指出的是该类型锅炉在燃用无烟煤时无论是300 MW锅炉还是600MW锅炉，都容易出现分级风管烧红的现象，如何防止或减缓600 MW超临界机组W火焰锅炉分级风管烧红等问题，是生产中急需解决的课题。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。
1、锅炉燃烧系统及设备
锅炉燃烧系统主要由24只浓缩型EI-XCL双调风旋流燃烧器、24只乏气喷口、48分级风喷口、燃烧器二次风和分级风风箱等组成，燃烧器错列布置在炉膛前后拱上．其结构见图l。在燃烧器调风器入口设有二次风调风套筒．调整调风套筒的开度可以控制进入单个燃烧器的二次风量。控制调风盘位置可改变内外二次风风量比例。
在下炉膛前后墙位置布置分级风，采用风墙的形式引入炉膛，形成了水冷壁四周的富氧气氛。分级风的控制与燃烧器的投入和停运相关联。实现分级燃烧，既可有效地抑制NO.的生成，也能防止水冷壁的结焦。
制粉系统采用双进双出钢球磨冷一次风机正压直吹系统，配6台磨煤机。
2、分级风管烧红情况及已采取的措施
2.1 分级风管烧红情况
锅炉带高负荷试运中，出现分级风管烧红，具体现象如下。
分级风喷口前约0.5 m长风管烧红，用红外测温仪测量管子壁温达800～900℃。以6月23日为例，发现分级风管烧红现象，前墙有烧红的，后墙有9个烧红，外护板变色，测量C3、B3、F2、A2等分级风管处温度约600℃，测量分级风管处炉膛烟温约800℃；调整分级风量后，前墙已不红，后墙中间几个仍较红，未投运的燃烧器对应的分级风管也有烧红的，后墙比前墙严重一些。炉膛温度实测为1500-1600℃。冷灰斗护板烧红。锅炉燃用无烟煤。
分级风管喷口处管道材质为lCr20Ni14Si2．作为非受压件最高使用温度为1 050℃，因此运行中必须控制分级管喷口烧红，防止其烧熔和冷灰斗护板烧红。
2.2防止分级风管喷口烧红采取的措施
北京巴威公司设计制造的W火焰锅炉在湖南耒阳电厂300 MW亚临界锅炉、贵州黔北电厂300 MW亚临界锅炉、云南滇东电厂600 MW亚临界锅炉、华润电力湖南公司(简称“鲤鱼江电厂”)600 MW亚临界锅炉等也存在分级风管烧红现象，且锅炉均燃用无烟煤。
鲤鱼江电厂600 MW亚临界锅炉为减轻分级风管喷口烧红，在云南滇东电厂600 MW亚临界锅炉燃烧系统设计的基础上已做了如下改进。
(1)分级风管喷口中心离燃烧器喷口中心位置间距增加了520 mm；
(2)分级风管喷口中心离卫燃带间距由318 mm，提高到818vmm，提高500 mm，以降低分级风喷口处炉膛温度，减轻分级风喷口烧红。
实际上鲤鱼江电厂锅炉分级风喷口烧红现象与之前投产的锅炉有改善，但问题依然存在。
金竹山电厂600 MW超临界W火焰锅炉设计燃用的无烟煤比鲤鱼江电厂600 MW锅炉没计的无烟煤灰份更高、水份高、低位发热量低10%，见表l。北京巴威公司在鲤鱼江电厂600 MW亚临界W火焰锅炉设计的基础上，对金竹山电厂600 MW超临界W火焰锅炉燃烧系统作如下改进：提高分级风量，由492 t/h提高到505 th;分级风喷口与燃烧器一对二布置，提高分级风速度；调整分级风喷口角度由35。改为25。，其中靠侧墙的为100；一次风速由21.8 m/s降低至19.61 m/s，以防止分级风喷口和冷灰斗护板烧红。
3分级风管烧红原因分析
3.1直接原因
(1)高负荷时，炉膛温度实测约1500~1600℃，分级风温度约360℃，炉膛强烈的辐射热量使分级风喷口管壁烧红。
(2)火焰中心下移，加剧分级风管烧红，甚至造成冷灰斗护板烧红。
(3)分级风风量偏小。
(4)分级风管喷口处材质为lCr20N114Si2，做为非受压件最高使用温度为1 050℃，高负荷连续运行一段时间后若此处温度不是很高，应该不会造成安全问题，由于高负荷时炉膛温度一般至少有1480℃，分级风温度360℃，即使调整也可能会有局部烧红现象。
3.2二次风调风套筒开度偏小，旋流较弱，火焰中心下移
投运燃烧器二次风调风套筒开度一般为60%—80%．未投运燃烧器二次风开度在冷却位置20%，造成已投运燃烧器内外二次风量偏小，旋流较弱，火焰中心下移：同时由于二次风量偏小，延后煤粉的燃烬，也会使燃烧中心下移。
另外，内二次风旋流叶片为350，外二次风旋流叶片为580．调风盘为120舢，煤粉气流旋流强度相对较弱。
3.3分级风量不足
在高负荷时分级风开度只有30%。55%，分级风量为400—470t/h，分级风量不足。
3.4卫燃带较多．炉膛温度高
锅炉设计卫燃带面积92lm2．较鲤鱼江电厂600 MW亚临界W火焰锅炉718m2．多204 m2。试运期间当实际燃用煤质接近设计煤种，挥发份比设计煤质高，导致下炉膛温度较高，实测炉膛温度最高达l600℃，锅炉试运初期炉膛存在一定的结焦，结焦的主要部位在两侧墙分级风喷口高度至拱部燃烧器高度，结焦厚度最大约0.3m。
3.5实际燃用煤质较好
锅炉实际燃用山西潞安贫煤和湖南本省劣质无烟煤的混煤，低位发热量18000—20 000 kj/kg，干燥无灰基挥发份为9%~12%．入炉煤热值与设计煤质接近，挥发份略高于设计煤质，见表2。
3.6一次风速偏高
为防止一次风速造成堵管．运行中一次风速控制在25—27 m/s．一次风速偏高，一次风刚性强、下冲行程较长，火焰中心下移。
4、防止分级风管烧红的技术措施及效果
4.1加大氧量，开大燃烧器调风套筒，降低炉膛温度
加大送风量、开大燃烧器调风套筒80 %—100%，保证旋流强度，减小火焰刚度，提高火焰中心。高负荷下表盘氧量控制在3.5%—4.0 %．可降低下炉膛温度，实测约l 300—1 450℃。
高负荷运行时，适当切除炉膛中部区域的火嘴，全开中部燃烧器调风套筒。二次风风箱开度保持不变，不但能防止结焦，还可以在不降低稳定性的前提下补充氧量。
4.2调整燃烧器调风装置．减弱煤粉气流旋流强
度，减少火焰下冲行程
内二次风旋流叶片由350调至380，外二次风旋流叶片由580调至620，提高旋流强度；调风盘由120 mm调至130mm，增大内二次风，减少火焰下冲行程。
4.3提高分级风量，保证分级风量在500t/h
分级风行程设定为30 %—100 %，不要有全关位置，对于未投运燃烧器对应的分级风可以开30%。从300 MW至600 MW相应的分级风挡板开度从30%增大至60%以上。
分级风采用中间大向两边逐步递减的开度方式，在这种方式下开大分级风总门，保证中部风量充足。由于前墙风压相对后墙低，因此应保持总风门开度前墙大、后墙小，分级风量在500 t/h左右。
4A适当降低一次风速
在保证磨煤机出口干燥出力、不堵管的前提下，适当降低一次风速，一次风速控制在19—23 m/s，以提高火焰中心高度。
4.5煤粉细度调整
调整磨煤机出口分离器折向档板，保证煤粉细度达到设计要求尺帅≤4%，可使煤粉较快着火和燃烬，也有利于火焰中心上移。
4.6其它措施
(1)运行中可以选择多投制粉系统的方式，如450MW负荷时投入5套制粉系统，使投入的火嘴更均匀。
(2)运行中对于烧红的分级风管应开大对应的分级风电动调节挡板；在投油助燃1：况下，应每一小时定时切换油枪，防止局部热负荷长时间过大。
(3)对分级风管烧红严重的需调整燃烧器内外二次风旋流叶片角度，适当提高旋流强度。
4.7效果
采取以上措施后运行至今，3号锅炉分级风管和冷灰斗护板无烧红的现象；运行和炉内检查表明锅炉无明显结焦，燃烧稳定，取得了明显效果。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≡�。
5、结束语
(1)世界上首台燃用无烟煤W型火焰超临界锅炉出现分级风管和冷灰斗护板烧红的现象，其主要原因是拱上燃烧器一次风和二次风刚性强、下冲行程较长，导致分级风及以下区域炉膛温度过高。
(2)采取加大氧量、开大分级风挡板开度、增加分级风量、减弱煤粉气流旋流强度、降低拱上燃烧器一次风速等措施，解决了锅炉分级风管和冷灰斗护板烧红难题，且锅炉无明显结焦，燃烧稳定，取得明显效果。
(3)建议按以下运行方式：
(a)在不同负荷下分级风挡板采取不同的开度，即负荷从300 MW至600 MW相应的分级风挡板开度从30%增大至60%以上，在保证氧量的前提下适当减少燃烧器二次风总量，增大分级风风量，避免火焰下冲。
(b)调整燃烧器调风装置，内二次风旋流叶片为38°．外二次风旋流叶片为620．调风盘130 mm，增大内二次风，降低火焰下冲。
(c) -次风速度控制在19~23 m/s。
(d)高负荷下表盘氧量控制在3.5%～4.0%。
