锅炉过热器金属壁温超温的原因分析及对策

江伟东

兰州西固热电有限责任公司 甘肃 兰州 730060

当电厂的机组负荷率较低、机组的起机和停机的次数增加，在开炉的过程中，经常会出现过热器金属壁温超出限度的现象，当金属壁温度过高，可能会引起火灾和爆炸，不仅仅会造成公共基础设施上的损失，甚至会造成人员上的伤亡，这严重的影响了锅炉机组的安全性。很多火电厂的锅炉由于燃用的煤种偏离设计煤种，从而降低了对于锅炉带负荷能力，过热器金属壁还存在着飞灰当中的可燃物含量超出标准，两侧蒸汽温度存在较大的偏差等等问题。所以，要改革和调整锅炉燃烧的方案，锅炉过热器金属壁超温的解决刻不容缓[1]。

一、过热器金属壁温超温原因

(一)锅炉实际燃用煤种。火电厂锅炉设计的是无烟煤，无烟煤的特点就是挥发份低，水份以及灰份的含量都比较低，而同时发热量又比较高；然而目前的实际情况是，当地很多电厂所使用的新疆煤种，这种煤种的特点是发热量高，但是灰份含量较高，这种实际燃用煤种更加难着火和燃尽，这样会导致未燃尽的煤灰煤粉颗粒带入到炉膛的出口以及水平烟道，导致烟气、蒸汽温度升高，难以控制。

(二)四角切圆燃烧残余旋转。很多锅炉燃烧器会采取四角切圆的燃烧方式，这就使得，由于锅炉膛上部的参与旋转造成了锅炉膛出口以及水平烟道左右两侧的烟气流速存在着比较大的偏差，烟气的温度分布不够均匀，导致局部烟气温度过高，造成锅炉过热器部分管道过热，使得金属壁温度超温。

(三)改造设备而增加了符合。很多电厂为了提高燃烧区域的温度水平以及提高煤种的燃烧稳定性，将锅炉由原来的基础上增加卫燃带的面积，从而提高燃烧中心区域以及锅炉膛上部的烟气温度；同时由于给粉机出力裕度比较低，煤种的质量波动较大，给粉机经常会在既是是满速运行的情况下，也难以带满符合，增加出力也是很多电厂对于给粉机的一个改造，因而导致炉膛燃烧热负荷增加，从而导致出口温度升高，过热器金属壁温升高；空气预热器的改造也是一个重要的原因，更换下城空气预热器，从而导致空气预热器出口热风温度升高，炉膛燃烧区温度升高[2]。

(四)多种不定性因素。煤粉着火时间推迟，煤粉在炉膛内燃烧时间过短，燃烧不充分，锅炉内的火焰中心过于偏上，渣斗水封不严，冷渣斗漏风，煤粉的发热量低，煤粉煤灰颗粒过粗，运行人员对于风煤配比不合适，含氧量高，一次风量过于高，一、二此风速不均匀，喷燃器口变形、结焦，对于设备的改造导致的负荷高、燃煤量大，频繁的启动和停止磨煤机等原因都是造成锅炉过热的原因。

二、锅炉过热器金属壁温超温的对策

对于电厂锅炉过热器金属壁温超温的现象，运行人员要对于锅炉做一些相应的调整以应对这个问题，再热气温低及两侧存在一定的温差，煤灰的飞灰可燃物含量偏高，改变锅炉的运行含氧量、配风方式和配比，改变一次风速的运行模式，对锅炉进行调整试验，寻找一个更合适的运行模式。

(一)调整因素。锅炉负荷过大、一次风管速度、二次风配风、锅炉膛氧量、二次风箱的压力、以及煤粉浓度、制粉系统的组合和煤粉煤灰颗粒的粗细程度都是对四角切圆锅炉燃烧动力场影响比较大的因素。电厂要结合锅炉的实际的运行程度和实际存在的问题和实际燃烧调整试验的探索，对于这些因素要进行相应的调整以降低锅炉过热器金属壁温超温的现象[3]。

(二)改善燃烧火焰中心偏高问题。可以通过加大下排的磨煤机的风煤量，减少上部和中部的磨煤机风煤量来降低燃煤火焰的中心位置，保证下排磨给煤量联合中、上排磨机器给煤量的差值大于5t/h。这种降低中心火焰的位置的方法，对于运行人员来说，是不受到客观因素制约，随时可以实现火线位置的调节，更加便利、便捷，具有高效性。

(三)调控二次风配风方式。下手动二次风、中下二次风、下一次风、中一次风、中二次风、上一次风、上二次风、三次风是锅炉燃烧器自下而上的顺序。一般的锅炉都是采取中间仓储式制煤粉系统，通过热风送煤粉。运行人员一般会把上层二次风门开度调整到百分之90以上，通过降低炉膛火焰中心位置，降低过热器壁温，但这种调整没有明显的效果，可见，锅炉过热器金属壁温超温不是由于水平烟道的温差造成，而是局部管排出现烟气走廊，使得烟气流场的分布不够均匀，局部的流速大于两侧的流速，从而增大了对流换热，烟气走廊的局部位置的锅炉过热器金属壁就很容易出现超温的现象。所以可以通过实验、调整燃烧手段，干山炉膛出口烟气的流场情况。调整二次封箱压力以及各层的二次风门的开合度，发现当二次风门的开度调整到百分之35的时候，两侧二次风箱压力具有一定的偏差，能够很明显的改善烟气流动状态，降低锅炉过热器金属壁的壁温。同时对于燃烧不够稳定的下层的两个角燃烧器所对应的的二次风关小，可以减少二次风对一次风燃烧的干烧。改善了炉内烟气流动状态，也可以提高锅炉的燃烧稳定性和燃烧的效率，从而提高了锅炉的效率[4]。

(四)降温运行，降低负荷运行。运行当中，应用一减控制二减入口平均蒸汽温度在505摄氏度，尤其是低负荷运行时，要保证燃煤的合理掺配，低负荷运行时提高主汽压力运行或定压运行，提高蒸汽的流速，提高水冷壁的吸热能力和吸热量，降低炉膛出烟口的烟气温度。通过实际情况实验，当主汽压力升高时，蒸汽流速会相应的增加，蒸汽的冷却能力增强，各个屏管壁温度都有不同程度的下降。而在保证磨煤机组出力和电流正常的情况下，降低一次风速，减缓燃煤着火推迟问题，增强炉内火焰燃烧程度。

(五)加强人员培训。运行集控全能值班技术人员的能力有限是不能够及时控制壁温的一个重要原因，加强技术人员的学习和培训，提高技术水平和应变能力，减少在定排，长吹、启停磨组，增减负荷等操作过程当中，减少因人员的原因导致的锅炉过热器金属壁超温的现象，加强专业管理及金属监督，要加强对于煤质变化、设备运行工作情况以及锅炉燃烧特性更改金属管壁超温异常、障碍管理定值的监督，切实落实生产部门金属监督职责[5]。

结束语

锅炉过热器金属壁温超温现象几乎在每一个电厂都有频繁的出现，造成这个现象的主要原因就是水平烟道出现烟气走廊，局部烟气流速过大，导致对流换热不够均匀，使局部管道过热，所以电厂要通过调整锅炉燃烧工作模式，来解决锅炉过热器壁温超温的问题，包括对于一、二次风配风模式、煤粉的配置问题以及人员和技术的管理层面。从多方面分析超温现象出现的影响因素，从而找出根本原因，有针对性的进行调整、实验、测试、摸索，最终达到降低锅炉过热器金属壁温度的目的，达到预期效果。