660 MW 超超临界锅炉火焰偏斜调整方法浅析

孔凡续 郭以永

1.安徽华电六安电厂有限公司

2.中国华电集团有限公司安徽分公司

0 引言

某公司拥有2 台660 MW 机组,锅炉为超超临界压力参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、Π型半露天布置、除渣系统为干式机械除渣、全钢架悬吊结构。炉膛上部沿烟气流向依次布置前屏和后屏过热器、末级过热器和末级再热器，尾部烟道布置低温过热器和低温再热器。前屏过热器与后屏过热器、后屏过热器与末级过热器、低温再热器与末级再热器之间均设计管道交叉排列以减小汽温偏差。锅炉点火方式采用两层等离子点火，低负荷时助燃采用等离子。过热器汽温通过煤水比调节和三级减温水控制。再热器汽温采用烟气挡板调温、燃烧器摆动和过量空气系数的变化调节，两级再热器之间连接管道上设置事故喷水。设计和校核煤种为：新集煤、山西混煤、淮南煤等烟煤。

锅炉燃烧系统按六台中速磨冷一次风直吹式制粉系统设计，24 套直流式燃烧器分6 层布置于炉膛下部四角，煤粉和空气从四角送入，在炉膛中呈切圆方式燃烧。主风箱设有6 层强化着火煤粉喷嘴，在煤粉喷嘴四周布置有燃料风（周界风）；在每相邻2 层煤粉喷嘴之间布置1 层辅助风喷嘴，其中包括上下2 个预置水平偏角的辅助风喷嘴和1 个直吹风喷嘴。在主风箱上部设有2 层上端部风（CCOFA 风）喷嘴，在主风箱下部设有1 层下端部风（AA 风）喷嘴。在主风箱上部布置有两级分离燃尽风（LOFA 和HOFA 分离燃尽风），可水平和上下摆动。

1 问题分析

由于该型锅炉设计的烟温测点较少，且布置在尾部烟道，烟温无法反映火焰偏斜问题。从锅炉各受热面蒸汽侧温度进行分析，机组正常运行期间各受热面蒸汽温度分布见表1（以500 MW、600 MW 负荷为例）。

由表1 锅炉各受热面汽温和水冷壁壁温数据分析发现，锅炉存在明显的火焰中心偏斜，火焰整体向右侧偏移，导致水冷壁壁温右侧偏高。由于烟气在水平烟道有旋转残余，引起后屏过热器出口左右侧汽温的偏差较大。为提高末级过热器出口整体汽温，左侧减温水使用量较多。对于目前存在的汽温和壁温偏差，结合锅炉实际运行情况从运行调整角度，通过试验调整各层辅助风挡板开度和燃尽风摆角，找到最佳的调整方法，消除锅炉汽温和壁温的偏差，提高机组运行的经济性和安全性。

2 试验分析

为保证试验的准确性和具有代表性，本次试验负荷选取660 MW 和500 MW 两个工况，从影响锅炉火焰中心和烟气旋转的各因素入手，对锅炉进行燃烧调整试验，得出该负荷工况下最佳调整方法。同时，在其他不同负荷工况进行验证调整效果，通过综合分析，找出锅炉燃烧调整的各种方法和思路，消除火焰偏斜。本次燃烧调整试验手段主要有：HOFA、LOFA 风水平摆角、垂直摆角和开度；CCOFA-Ⅰ、CCOFA-Ⅱ风开度；燃烧器周界风、偏置风开度；燃烧器层间风开度。通过前期分析，主要通过下面不同调整手段对壁温和汽温偏差的影响进行数据分析。

1)将锅炉#1、#4角HOFA、LOFA风水平摆角由反切调整为正切，得到试验数据见表2。

2)将锅炉#1 角HOFA、LOFA 风垂直摆角置水平位置，#2、#3、#4 角HOFA、LOFA 风垂直摆角置上摆100%位，得到的试验数据见表3。

表1

3)将锅炉CCOFA-Ⅰ、CCOFA-Ⅱ风开度偏差调整至40%以上，CCOFA-Ⅰ风挡板开度在20%，CCOFA-Ⅱ风挡板开度在70%，得到试验数据见表4。

4)将锅炉燃烧器助燃周界风挡板较其他辅助风开大10%，得到试验数据见表5。

5)将锅炉燃烧器上下偏置风挡板较其他辅助风关小15%，得到试验数据见表6。

6)将1）～5）试验表同时进行调整，得到试验数据见表7。

表2

表3

表4

表5

表6

表7

由上述试验数据可见，燃尽风水平和垂直摆角对锅炉烟气旋流和汽温偏差影响较大，燃烧器上、下偏置风挡板开度对锅炉火焰偏斜和壁温偏差影响较大，综合各种工况试验结果，得出以下消除火焰偏斜，汽温、壁温偏差的运行调整方法：

1)将锅炉#1、#4 角燃尽风挡板由反切调整为正切。

2)上摆锅炉#2、#3、#4 角燃尽风摆角，#2、#3、#4 角燃尽风摆角在100%，#1 角燃尽风摆角在50%。

3)关小锅炉#3角燃尽风挡板，#3角燃尽风开度在50%左右，其他角燃尽风开度在100%。

4)开大锅炉燃烧器周界风，关小燃烧器上下偏置风挡板，将偏置风挡板与其他辅助风挡板开度偏差5%～10%。

5)开大上层紧凑燃尽风（CCOFA）挡板，一般将上层紧凑燃尽风较下层紧凑燃尽风挡板开大20%～40%。

根据机组不同负荷、不同煤质采取相应的上述一种或几种调整方法，可以消除锅炉火焰偏斜和汽温、壁温偏差。通常情况下，水冷壁壁温左右侧偏差可控制在10 ℃以下，部分负荷段没有偏差，后屏出口蒸汽温度左右侧偏差可控制在15 ℃以下，主蒸汽、再热蒸汽的左右侧汽温偏差小于5 ℃，同时减温水大幅度降低，提高了机组运行安全性和经济性。

3 结束语

为解决锅炉火焰偏斜问题，通过试验数据对比分析，从运行调整角度出发，总结消除火焰偏斜、汽温、壁温偏差的调整方法，确保锅炉安全、经济、稳定、可靠运行，为同类型电厂锅炉消除火焰偏斜问题提供参考。