锅炉受热面金属壁温超限的原因分析与控制措施

李化伟

摘 要：针对锅炉受热面金属壁温频繁超限，积极进行原因分析，并经过运行调整试验，解决了金属壁温超限的问题，总结出几条控制措施，此措施只是我们进行的工作，也许存在分析不全面的可能，仅供参考。

关键词：金属壁温；原因分析；控制措施

1 设备及系统概况

某厂330MW机组，锅炉是亚临界参数、一次中间再热、自然循环、单汽包、平衡通风、固态排渣煤粉炉。额定主、再蒸汽温度分别为543℃/543℃.

锅炉燃烧采用前、后墙对冲燃烧方式，制粉系统采用正压直吹MPS中速磨煤机，每台炉配备5台磨煤机，正常满负荷运行时4台磨煤机运行，一台备用。燃烧方式采用前后墙对冲燃烧，配有20只双调风DRB-XCL型旋流煤粉燃烧器，每台磨煤机对应4只燃烧器，B、D磨对应前墙，A、E磨对应后墙，C磨煤机对应的4只燃烧器布置在最上层，前后墙各2只。

2 机组运行中出现的问题

案例1：

9月8日 02：05 A、B、E磨煤机运行，双侧风烟系统运行，负荷195MW稳定，锅炉总风量1068Km3/h左右，A、B侧再热汽温分别为524℃/524℃。随后机组负荷AGC指令由195MW上涨至235MW，再热蒸汽温度上涨至545.2℃，再热器出口金属壁温超限。

案例2：

8月31日15：37 机组负荷260MW，A、B、C、E磨煤机运行，总煤量134t/h，炉侧各主要参数稳定，CCS控制方式，AGC模式投入，升降负荷斜率为1.5%。锅炉二次风压力自动调整。当时氧量2.8%/2.5%，之后AGC指令由260MW持续上升至310MW，氧量降至1.7%/1.2%。

金属壁温频繁超限，从曲线的趋势观察，壁温的上升速度很快，对应的蒸汽温度也都在正常值以下。通过统计分析这些超限持续升负荷过程中。

3 原因分析

查曲线发现：在快速升负荷阶段，锅炉的氧量最近降至1%，说明此时炉膛内已经严重缺氧，燃烧急剧恶化。

过低氧量的运行导致机组效率降低，不完全燃烧热损失q3、q4必然增大；同时烟囱黑烟、炉渣和飞灰含炭量要增大；火焰不稳定；而且炭黑和碳粒将玷污、堵塞对流烟道受热面和空气预热器，受热面结焦。更为严重的是给锅炉的安全带来了很大的安全隐患，炉膛内严重缺氧后突然增加送风机出力时很容易引起爆燃，由于环保要求火力发电厂的Nox排放值越来越严格，某电厂也进行了低氮改造，为了降低SCR入口Nox的浓度，锅炉采取降低氧量的运行方式，机组正常运行的氧量已经降低至2.5%左右。如果在此时快速升负荷，而氧量在自动情况下跟踪又很慢。这样延长的燃尽时间，原本在炉膛内燃烧的燃料向后推迟，致命火焰中心急剧升高，受热面金属壁温也随之升高，导致频繁超限。

4 控制措施

（1）进行锅炉配风调整试验。在保证锅炉空预器前氧量的前提下，提高送风机出口风压，关小各台磨煤机二次风挡板。

（2）增加OFA风挡板的开度，用以补充初期燃烧氧量不足，防止燃料此时不能充分燃烧而导致的燃烧推迟。

（3）优化氧量自动控制方式，原来的氧量只是靠二次风压来控制，现氧量自动中增加各台磨煤机二次风挡板逻辑。这样既能保证在快速升降负荷时满足氧量的要求，又能快速响应Nox的需求。

（4）重新优化氧量运行曲线。通过变负荷试验，寻找到最佳氧量曲线。

（5）优化风煤比曲线。

5 总结

分别在100%、80%、60%额定负荷下，通过变氧量、二次风配比等进行优化调整，寻求最佳经济运行方式；通过以上五项措施的执行，锅炉受热面壁温超限问题已经解决。但是还可以通过煤量与加载力试验等方面继续进行优化和调整，下一步工作将继续跟进。

参考文献

[1]穆进章.300MW煤、气混烧发电锅炉燃烧调整及能耗研究[D].华北电力大学（北京），2010.

[2]张广才.600MW超临界机组锅炉燃烧调整试验研究[D].东北电力大学，2009.

[3]李学忠.1036MW超超临界机组锅炉燃烧调整优化研究[D].华北电力大学，2012.

（作者单位：神华国华广投（柳州）发电有限责任公司）