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    • 某电厂600MW超超临界锅炉水冷壁温差偏大问题分析及处理

        摘要:

        介绍了国内某电厂600MW超超临界锅炉运行期间存在的主要问题分析及处理,针对该电厂出现的锅炉垂直管圈水冷壁壁温偏差大的问题,进行了详细的分析,并提出有效的解决方法。

        某电厂配备的600MW超超临界锅炉,为超超临界参数变压运行直流锅炉,采用П型布置、单炉膛、带再循环泵的启动系统、一次中间再热。该电厂自投入运行以来,锅炉整体运行状况良好。近年来,收到电厂反馈,锅炉垂直管圈炉膛水冷壁出现壁温偏差大的问题,水冷壁热偏差将导致流量偏差扩大,致使偏差管内工质的热物理特性发生变化,从而产生流量偏差和传热特性偏差,加剧水冷壁壁温偏差问题,形成恶性循环。

        1电厂问题描述

        该电厂660MW超超临界锅炉的水冷壁采用内螺纹管垂直管圈和光管垂直管圈的布置形式,锅炉投运后,整体运行状态良好,在锅炉运行中,只是常出现垂直管圈炉膛水冷壁壁温偏差大问题,导致水冷壁管内出现热偏差及流量偏差。

        2原因分析

        经过到出现问题的电厂进行多次实地调研,了解锅炉的安装、水冷壁的壁温和实际运行情况,并结合详细的校核计算后,分析出引起垂直管圈炉膛水冷壁壁温偏差的原因有以下几个方面。

        (1)炉内燃烧存在一定偏斜

        从该电厂水冷壁壁温分布来看,前墙和左墙平均壁温高于后墙和右墙,说明炉内火焰整体偏向左侧,一侧风速测量结果计算得出的磨煤机入口风量与表盘显示相差较大,二次风门开度反馈与指令偏差较大,部分已经卡死,而且偏差较大的大部分都是油风和辅助风门,这些风门开度的偏差都会对主燃烧器区域的切圆产生较大的影响,可能造成火焰的偏斜。由于沿着炉膛周界热负荷分布规律不同,导致水冷壁每根管子的吸热量不同,因此造成炉膛水冷壁壁温偏差大的问题。

        (2)大比例掺烧煤质,燃料特性发生大幅度变化

        据了解,该电厂在近几年内一直掺烧褐煤运行,而且掺烧比例逐步增大,最高达到了50%以上,掺烧褐煤后,根据相关部门的煤粉细度测量结果,煤粉细度R90仍为20%以内,这就会造成着火提前,增加了水冷壁的吸热比例。并且由于要满足褐煤的干燥出力,必然导致热一次风量的增加,从而使一次风比率增加,二次风量相对小,使得炉内空气动力流动不宜组织,使火焰偏斜刷墙的现象加剧,也会造成水冷壁局部热负荷偏高,从而导致炉膛水冷壁壁温偏差较大。

        (3)水动力特性偏差大

        垂直管圈炉膛水冷壁壁温偏差大的原因除了燃烧不正常,如一次风分配不均匀,风箱挡板未调整好,二次风分配不均匀,以及燃烧器投运层数不合理等以外,水动力特性的偏差也是一个主要因素,即水冷壁流量分配不均,若节流孔圈布置不合理,导致水冷壁管子的流量与热负荷不相匹配,则会引起水冷壁壁温偏差大的问题。

        3改进措施

        通过对出现的问题进行原因分析,针对已发生问题的锅炉提出了合理的处理方案,并取得了一定的效果。

        (1)针对炉内燃烧偏差引起的壁温偏差问题,应该在停炉期间对二次风各风门挡板及执行机构进行检修校准,然后在停炉检修重新启动后进行炉内燃烧调整试验,减小切圆偏斜,均衡各面墙水冷壁壁温。

        (2)对于掺烧煤质使燃料特性发生变化导致的壁温偏差问题,应该在锅炉大修后,针对褐煤掺烧进行专项的燃烧调整试验,适当调整煤粉细度,以及在满足干燥出力基础上,适当降低一次风率,使炉内燃烧空气动力场得以改善,从而减轻水冷壁壁温分布不均以及局部超温的现象。

        (3)由锅炉水动力特性偏差引起的水冷壁壁温偏差情况,需根据水冷壁实际壁温分布情况,对水冷壁管的水动力特性进行优化,重新核算节流孔径,对水冷壁节流孔进行改造,对于壁温高的管子,增加节流孔径,从而提高相应管子的流量,降低壁温。

        (4)对于采用的措施,还需实时关注管子的壁温情况。为了监视节流孔对应炉管金属温度情况,建议四面墙中间集箱处每个节流孔所对应的水冷壁管加装的温度测点并加到SIS系统,加强对两台锅炉“四管”金属壁温的监控和考核;同时根据壁温情况进行燃烧调整,防止区域性温度偏高,控制温差不超过30~50℃。

        4结论

        根据某电厂实际运行情况,针对运行中出现的垂直管圈水冷壁壁温偏差大问题进行详细分析,并提出解决方法。

        通过采用控制措施对已投运机组进行改造,产生一定的效果。对该电厂水冷壁节流孔圈孔径调整后,可以看出水冷壁壁温分布比较均匀,前、后墙壁温最高点都不超过460℃,左墙最高点不超过450℃,只有右墙稍高,最高点也不超过495℃,平均壁温较低,四面墙平均壁温都在410~430℃之间。说明问题分析及解决方法有效。

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