1、概况
平圩发电有限责任公司一期工程2×600 MW机组属国产首台600 MW机组，锅炉采用美国CE公司技术由哈尔滨锅炉厂设计制造的HG-2008/18.6-M型锅炉，为亚临界、一次中间再热、强制循环单炉膛汽包炉，炉膛截面18542 mm×17652mm。设计燃料为淮南烟煤，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�；�、
秸秆压块机压制的生物质颗粒燃料。
燃烧方式采用四角布置，切向燃烧及CE直流摆动燃烧器，喷嘴中心线与炉膛截面的对角线呈4.5。夹角，形成2个逆时针旋转，直径分别为∮l886mm和中l 764 mm的假想圆。
2、锅炉运行中出现的问题
平圩1，2号锅炉分别于1989-11-04和1992-11-24投产，到2004年已分别运行87 000h和65 000 h，启停284次和232次。2台锅炉自投产以来，“四管”出现了多次过热爆管泄漏，一直困扰着机组的健康运行，具体统计情况如下：
1号锅炉“四管泄漏”：水冷壁23次，再热器19次，过热器15次，省煤器2次，总计59次。
2号锅炉“四管泄漏”：水冷壁19次，再热器15次，过热器13次，省煤器2次，总计49次。
汇总了锅炉“四管”各次泄漏的位置，增加壁温测点，收集锅炉运行参数后，得到“四管泄漏”的规律是大多发生在炉膛右侧区域。进一步分析：
(1)炉膛上方左侧烟温大于右侧，造成分隔屏过热器、后屏过热器左侧出口汽温超温40～80℃；
(2)水平烟道左右两侧烟温偏差达到150 -300℃，右侧烟温高于左侧，左侧烟温一般在600℃左右，右侧烟温在750～900℃之间变化。
故分隔屏和后屏过热器左侧管屏，再热器右侧管屏超温。从历次检修情况看，再热器管超温呈逐渐沿炉膛宽度方向自右向左、向中部发展的趋势。
由此可知，本机组锅炉燃烧系统温度和蒸汽系统汽温存在着严重的热偏差。根据金属材料寿命评估计算分析，金属材料在超温10 - 20℃下长期运行，其寿命会缩短一半以上。锅炉运行中一般规定汽温偏离额定值的波动不能超过-10 - +5℃，而平电公司2台600 MW机组锅炉运行已超额定波动值近10倍。由此可以判定，本锅炉的“四管”在如此恶劣的运行环境中工作必然导致其失效，并随着时间的推移发展得越来越严重。所以，要遏止锅炉“四管泄漏”，保障机组安全稳定运行，就要以降低锅炉燃烧热偏差为目标，从一二级减温水系统及减温方式、再热器流量再分配等着手，从锅内结构和炉内燃烧2个方面进行研究，对相关设备进行改造。
3、锅炉燃烧热偏差和汽温偏差的形成机理
为了摸清锅炉燃烧热偏差和汽温偏差的形成机理，分别对锅炉进行烟气热偏差问题试验以及锅炉冷态空气动力场试验。
3.1锅炉烟气热偏差问题试验结论
锅炉热偏差来自两方面：一是由于烟气残余旋转及沿宽度的不均匀性而产生的沿宽度的热偏差，即烟气热偏差；二是同管屏不同管子之间由于结构、烟气与管子的换热、流量分配不均而产生的同屏热偏差，即蒸汽热偏差。2个偏差数量相当，都是过热器和再热器产生总体偏差大的原因。
3.2锅炉冷态空气动力场试验结论
(1)大部分二次风挡板实际位置与控制指令一致，挡板从全开到60%开度之间，二次风速变化不大，进一步减小开度，二次风速明显降低。
(2)冷态同层一次风速度偏差基本在5%以内，不同层一次风速存在一定的差异，其中B，D层风速较高，F层风速较低。
(3)燃烧器水平安装角度仍属正常，2，3号角安装角度有2#—3#的偏差。
(4)水冷壁结渣较为严重，主要区域集中在四角B-F层煤粉喷口下游附近，并扩展至炉墙中央，为融熔性结渣。
(5)炉膛出口下排风速呈现明显的马鞍形，中间气流较低，两面三侧较高，但上排气流较均匀（冷态试验不能完全反映热态实际运行情况）。
(6)炉内气流切圆中心基本在炉膛中央，四角配风均衡。
(7)反切风起到减弱主体气流旋转的作用，但反切风刚性较弱，实际上运行中作用较小。
(8)建议改变一次风和辅助风喷口安装角度，提高反切风刚性。
3.3 2台炉试验得出的共性
(1)妒膛燃烧切圆直径过大，烟气旋转强烈，烟气流有贴壁现象，这是造成燃烧热偏差的原因。
(2)反切风消旋作用小，单靠二次反切不能达到降低热偏差的作用，需改变一次风喷口的角度，二者要综合治理。
4、技术改造方案研究
4.1锅炉改造总体目标
(1)炉膛出口烟气温度偏差控制在60～80℃，测量点位于后屏过和后屏再之间。
(2)改造后的锅炉效率、飞灰含碳量、排烟温度、低负荷稳燃水平不得低于改造前。
(3)过热汽温能投自动，左右温差不超5℃。
(4)燃烧器能灵活控制再热汽温，左右汽温偏差不大于10℃。
(5)高温过热器管和再热器管不出超温。
4.2改造思路
(1)磨煤机出口煤粉浓度均匀一一次风管阻力平衡一燃烧器内外摆动机构一燃烧器二次风挡板和执行机构一二次风挡板控制手段一一次风喷嘴一二次反切一再热器结构改造一降低炉膛出口烟气偏差和消除再热器管壁超温。
(2) -级减温水在分隔屏进口前由集中减温改左右侧分别减温一后屏过出口至末过进口导汽管由交叉改平行一恢复另一侧二级减温水系统一二级减温水分左右侧减温一一二级减温水系统调节阀安装在炉顶后部平台一实现减温水和过热汽温自动控制。
4.3具体改造内容
4.3.1燃烧器改造
燃烧器改造时不应改变水冷壁喷口管屏和煤粉管标高，基本上不改变二次风在各风室的分配，尽可能减少对原设备的改动。
4.3.1.1燃烧器内外摆动机构改造
(1)每台燃烧器外摆动机构由1台电动执行器集中带动作上下摆动。
(2)提高摆动机构轴的强度，增大配合间隙，对轴进行抗氧化表面处理，防止热态氧化或粘合。
(3)壳体内外之间的传动机构由3组改为6组，使每组只带动l组煤粉喷嘴组件，减轻内摆机构连杆的负荷。
(4)内连杆设计为可调式，使燃烧器同步不受干涉。
(5)在执行机构的外部连杆上，自上而下设置6套平衡重锤，平衡各自喷嘴的自重，而使执行器主要用于克服摆动机构的磨擦力。
(6)恢复安全锁紧装置，防止单组喷嘴脱离下摆对整个炉膛的影响。
(7)与燃烧器相连的煤粉管联管器改为膨胀节，防止热态时燃烧器下移受阻。
4.3.1.2一次风喷嘴B，c层改为“WR”浓淡式
采用这种燃烧器的主要目的是利用它的着火稳定性、防止水冷壁结焦和高温腐蚀，改善NO；的排量，同时也有降低烟气偏差的作用。
4.3.1.3二次风喷嘴反切
保持A，B．C3层原有的燃烧旋转二次风不变，从CD层二次风开始逐级反切。具体反切的喷嘴为CD，DE，EF，FF，OFAl, OFA2，反切角度约为-15°～-22°。OFA1，OFA2过燃风喷嘴为水平摆动，摆动范围为-11°～ -22°。
4.3.1.4燃烧器二次风挡板改进
减小燃烧器二次风挡板处的空气流通面积，将挡板执行机构改为电动；二次风调节挡板外加单层手动调节，使反切的二次风喷嘴的调节挡板具有单层手动控制能力，以便于控制炉膛出口烟气偏差。
4.3.2再热器改造
计算出管壁温度和热负荷，找出管壁的高温点和超温点，用减少高温或超温管的长度来减小阻力，增大流量、降低热负荷和壁温，同时升级更换受超温损伤的管材，将原15CrMo，12CrMoV管材，右侧全升级为TP-304H，左侧外一环及自夹管整环升级为TP304H，其余升级为T91。
4.3.3过热器减温水采用二级四点喷水减温方式
过热器一级减温水系统，由布置在低温过热器至分隔屏过热器的集中导汽母管上的一级减温器对蒸汽进行集中减温，减温后的蒸汽分左右各自进入左右侧分隔屏过热器进口联箱。由于烟气热偏差的存在，上炉膛左侧分隔屏过热器温升高、右侧分隔屏过热器温升低。采用集中减温，可使温升高侧降温，但温升低侧温度会更低，因而不能通过减温水对汔温偏差进行调节。将集中减温改为左右分别减温，可增加减温水投入的针对性和灵活性。
过热器的汽温偏差，是由于炉膛出口烟温偏差的存在和过热器之间连接管左右交叉造成各过热器出口汽温出现“高到高”和“低到低”的叠加所致。原设计的减温水系统调温能力有限，无法实现汽温左右调平和汽温自动控制。改为平行布置后，左侧后屏过热器温升高的蒸汽直接进入温升低的左侧末级过热器；右侧后屏过器温升低的蒸汽直接进入温升高的右侧末级过热器，这样形成高低混合，大大降低了汽温偏差，减温水使用量会降低很多，并对烟气偏差有一定的调节作用。
目前哈锅和上锅新设计的600MW锅炉已改为二级四点喷水减温方式，且在哈三和盘山电厂成功地进行了改造，两侧汽温偏差可控制在5℃内。
5.2号锅炉热偏差改造项目实施后性能评估
按照研究分析结果制定的消除2号锅炉燃烧热偏差及汽温偏差问题的改造方案，于2004年底在U203A大修中实施。经过2个月的施工，圆满完成了2号锅炉的改造计划，于2005年2月投入运行。至今，经历了长周期运行，十分稳定。运行过程中针对本次改造进行了跟踪监督、检验、核查和评估。经过炉测试评价，结论如下：
(1)通过减温水系统和导汽管布置方式的改造，消除了过热汽温“高对高”和“低对低”的偏差叠加，防止了过热器单侧超温；大大提高了减温水投用的灵活性、有效性和准确性；较大地减少了减温水使用量，克服了减温水量不足，汽温无法控制的现象。
(2)改造后的过热器减温水系统能使原过热汽出口左右汽温偏差由50 - 60℃下降至±5℃范围，使过热汽温达到设计值，提高了机组的经济性，并能实现过热汽温自动控制。
(3)减温水系统和导汽管布置方式的改造能有效控制各级左右侧过热器出口汽温，防止过热器超温，延长使用寿命，提高过热器系统安全性。
(4)通过燃烧器系统改造，提高了燃烧稳定性，降低了NO，排放{通过二次风逐级反切和顶部风水平摆动、二次风分级配风和上下风量可调，能有效地控制炉膛出口左右侧烟温偏差，使原来200- 300℃的烟温偏差下降至80℃左右，改善了各级受热面，尤其是再热器的热平衡。
(5)根据燃烧系统改造所能达到的目标值，对后屏再热器和末级再热器进行各回路管壁温度计算校核，利用倒塔布置改变各回路流量而使管壁不超温。
6、结束语
平电公司在总结经验、分析研究、攻关论证的基础上，制订了科学的改造方案，顺利地消除了HG-2008/18.6-M锅炉的燃烧热偏差及汽温偏差。实践证明，这次技术改造是十分必要和非常成功的，已使600 MW机组安全稳定运行，实现连续在网运行536天，刷新全国同类型火电机组连续安全在网运行长周期纪录。同时也为消除电站锅炉“四管”失效及燃烧热偏差和汽温偏差这一难题的突破提供了成功的范例。
相关颗�；崭蜒箍榛罚�
1、
秸秆颗粒机
2、
木屑颗�；�
3、
秸秆压块机
