“W”火焰锅炉技术改造

陈红，耿向瑾，李明亮，邱亚林，沈永庆，赛俊聪，梁正川

(1.云南电网公司电力研究院，昆明 650217，2.云南滇东能源发电有限责任公司，云南 富源 655508)

0 前言

目前，“W ”火焰锅炉非常多，且向大容量、高参数发展。与此同时，也不可避免地出现一些锅炉设计问题，特别是从300 MW 切园燃烧锅炉向600 MW“W ”火焰燃烧锅炉的技术转化和升级上，存在的问题更多。某4×600MW 燃煤发电组是B＆WB—2028/17.4－M 型“W”火焰、亚临界压力、中间一次再热自然循环锅炉。采用正压直吹式制粉系统，配6 台沈重BBD4060 型双进双出磨煤机，设计燃用本地区无烟煤。锅炉在基建投产后，虽然锅炉能带基本负荷，但存在炉膛出口烟温低、燃烧不稳定、机组调峰能力弱、一次热风温度偏低、磨煤机干燥出力不足、飞灰含碳量高、主再热汽温达不到设计值和折焰角积灰严重等一系列问题。通过一系列技术改造，以上问题得以解决。

1 锅炉存在的问题及分析

1.1 存在的问题［2－5］

1)炉膛出口烟温低、燃烧不稳、机组调峰能力弱，炉膛温度水平稍略低，导致锅炉经常出现高负荷下燃烧不稳，须投油助燃，耗费大量助燃用油。严重影响了锅炉的安全经济运行。另一方面，锅炉最低不投油稳燃负荷为420 MW，高于设计值(267 MW)，不能满足电网深度调峰的要求。

2)一次风温度偏低、磨煤机干燥出力不足、飞灰含碳量偏高、再热汽温达不到设计值［4］

3)折焰角积灰严重，锅炉运行中，经常发生折焰角处大量垮灰现象，造成炉膛负压大幅波动和部分火检被灰遮挡，被迫投运稳燃油枪，严重时甚至导致因火检而引发锅炉MFT (主燃料跳闸保护)动作。

1.2 原因分析

1)炉膛卫燃带面积偏少［5］，机组投产后，锅炉高负荷下常出现燃烧不稳、一次热风温度偏低、再热汽温达不到设计值、飞灰可燃物偏高等现象，证明炉膛温度水平偏低，影响着火、稳燃、燃尽。

2)各一次风管道粉量偏差较大［2］，易造成局部出现燃烧不稳、燃烧状况不理想、炉膛负压波动大等现象，这也是飞灰燃尽率降低的主要原因之一。

3)煤粉过粗［2－3］，煤粉细度超标且大颗粒多是造成锅炉高负荷时燃烧恶化及飞灰可燃烧物高的主要原因。

4)煤质变化较大，锅炉实际燃用煤质差且变化大，收到基低位发热量最低为16.4 MJ/Kg，最高达21.0 MJ/Kg;灰分最高达38%以上;干燥无灰基挥发分在8～11%之间波动，燃烧不稳、飞灰炉渣可燃物高等问题更为突出。

5)折焰角斜坡倾角设计不合理和高温过热器与高温再热器管屏间距离大。

6)水平烟道吹灰器设计刚性不足，存在吹灰盲区。

2 技术改进措施

1)将空气预热器原顺时针转向改为逆时针，即旋转方向由原来:烟气/二次风/一次风改为烟气/一次风/二次风，增加一次热风温度，强化燃烧、提高制粉干燥出力，降低煤粉细度。

2)增加卫燃带面积，减少水冷壁吸热量［5］，将每面墙卫燃带设计成拼集形、互不相联的若干小块，既达到着火稳定又避免炉膛结焦的目的。

3)将原径向粗粉分离器改为双级轴向粗粉分离器，该分离器阻力小、分离器效率比径向型有较大提高。

4)制粉系统优化:根据实际煤质调整运行风煤比，控制磨煤机的一次风流量不高于20 Kg/S;改进分离器回粉阀，由气动定时全开全关结构改为重锤式;改变装球比例，减少大球比例，增加钢球研磨表面积，降低煤粉细度。

5)水平烟道增加扰流吹灰装置，防止斜坡积灰。

6)燃烧调整:分级风量调整，为增加W 形火焰行程及煤粉在炉内的停留时间，分级风风量宜调整适当;控制一次风量，一次风流量尽量低一些，使煤粉在炉膛内燃烧时间长一些;炉膛负压要适当，负压大，使煤粉燃烧时间缩短;合理控制氧量;二次风旋流叶片角度调整，内二次风旋流叶片角度宜小于45°，外二次风叶片角度前墙燃烧器为50°，后墙燃烧器为60°;内二次风调风盘开度为125 mm。

3 改进效果

1)在设计煤质附近，锅炉最低不投油稳燃负荷，从先前的420 MW 下降到300 MW，下降120 MW 以上，在常用煤质发热量17.00～l8.00 MJ/kg 下，锅炉最低不投油稳燃负荷为360 MW;

2)煤粉偏粗且大颗粒多问题得到解决;

3)额定负荷下一次热风温度从325～327℃增加到379，提高了50℃以上，飞灰和炉渣可燃物也有所降低，锅炉效率平均提高了0.5%;

4)再热蒸汽温度低的问题有所缓解，420 MW 负荷下，再热汽温可达535℃以上。

5)运行过程中，通过水平烟道吹灰控制后，运行中再没有发生垮灰现象，停炉检查未见折焰角斜坡明显积灰。

4 结束语

综上所述，通过改变空气预热器旋转方向，分离器改造，增加炉膛卫燃带面积和水平烟道增加扰流吹灰装置等一系列技术改造，以及制粉系统优化和燃烧调整等措施。锅炉稳燃能力大幅提升，满足电网深度调峰的要求，一次热风温度升高50℃以上，煤粉细度达R90=4～6%，锅炉效率提高0.5%，再热汽温有所提高和斜坡严重积灰的问题得到彻底解决，提高了锅炉的安全和经济性。

［1］B＆WB－2028/17.4－M 锅炉说明书［R］.北京:北京巴布科克·威尔科克斯有限公司，2004.

［2］魏铜生.滇东电厂1 号锅炉燃烧系统调整试验报告［R］.西安:西安热工研究院有限公司，2007.

［3］耿向瑾.滇东电厂600 MW 机组2、3、4 号锅炉制粉系统性能试验报告［R］.云南:云南电力试验研究院 (集团)有限公司电力研究院，2007.

［4］耿向瑾.滇东电厂600 MW 机组3 号锅炉燃烧调整试验报告［R］.云南:云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院，2007.

［5］滇东电厂600 MW 机组锅炉有关问题和改造方案会议纪要［R］.Beijing:BABCOCK ＆ WILCOX BEIJING Co.，Ltd.，2007.

［6］沈永庆.滇东电厂600 MW 机组4 号锅炉分离器改造后性能鉴定试验报告［R］.云南:云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院，2009.

［7］李明亮.滇东电厂600 MW 机组2、3 号锅炉改造后鉴定试验报告［R］.云南:云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院，2012.