二次风对四角切圆锅炉安全经济运行的影响

二次风对四角切圆锅炉安全经济运行的影响

祝庆华

大唐巩义发电有限责任公司

摘要：电厂运行中，常出现烟温偏差、水冷壁高温腐蚀、结焦严重等问题，严重影响机组安全运行，同时导致机组发电煤耗增加，机组经济性下降。通过不断分析调整二次风及进行燃烧器检修，最终找到问题根源，并得以控制。

关键词：烟温偏差；水冷壁高温腐蚀；结焦；二次风

1 概述

我公司2×660MW超超临界机组锅炉为上海锅炉厂有限公司制造的超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、锅炉采用露天布置、固态排渣、 全钢构架、全悬吊结构、Π 型锅炉，锅炉型号：SG-1938/29.3-M6015。锅炉空气预热器、一次风机、送风机，采用100%容量、单列布置。引风机采用2×50%容量、双列布置。设计煤种为巩义市本地及

义马矿区原煤的混煤。

我厂660 MW 机组锅炉投产多年，且完成了脱硝及低氮燃烧器改造，以及脱硫超低排放改造。随着机组投入使用的时间不断增加，开始出现水冷壁高温腐蚀减薄、锅炉结焦严重、烟温偏差大、再热汽超温等问题。判断劣质煤种大比例掺烧及检修、试验不到位是造成以上问题的主要原因，通过在运行中调整锅炉一、二次风，检修时对燃烧器重点进行修复，上述问题得到控制。

2 原因分析

2.1 火焰切圆实践分析

当3#角由于燃烧器的原因或者气流较其它角偏弱时，喷射角度要靠炉后方向，同时被4#角旋转气流吹向后墙，或者离后墙更近；进而影响2#角偏转较小，2#角对1#角气流的推力点向火焰中心后推，使1#角后段的偏转加大，又因为1#角气流偏大，使4#角后段火焰偏转增大，火焰靠B 侧墙靠近。如此循环就形成后墙长期被冲击。

腐蚀情况论证：2#＞3#＞4#＞1#

风粉气流：1#＞4#＞2#＞3#

其他电厂的锅炉水冷壁出现了受热面发生高温腐蚀的情况，腐蚀最严重的是炉后墙，前墙轻微，这是值得关注的一个问题。

2.2 磨煤机运行方式及粉管风速的影响

针对一次风管风速不均问题，在磨煤机定检时对炉内烟气，燃烧情况，炉膛出口烟温等进行观察。

A、C 磨煤机粉管风速有偏差，且C 磨煤机粉管偏差较为严重，直接影响炉内烟气平衡和两侧受热面换热。

点火期间A 磨煤机投粉后3#角喷燃器着火情况为火焰发散，刚性不足，随炉内气流晃动，并且靠后墙偏斜；由于全套制粉系统是炉前布置，A磨煤机出口至3#角距离最远，沿程阻力最高，导致一次风速偏低所致。锅炉检修后空气动力厂试验，自行组织完成，且一次风速测量位置在分离器出口水平段，未考虑到沿程阻力损失。

4#角喷燃器着火情况为着火稳定，角度朝炉膛中心放射，一次风刚性良好，外观上像在“切圆”；其他角着火情况均接近4#角，故未进行说明。

2.3 燃烧器型式的影响

低氮燃烧器属于“粉包风”式燃烧方式，一次风射流角度大于二次风，违背燃烧原理（风包粉），主燃烧区域缺氧燃烧，燃尽风影响燃烧加强，抬高火焰高度，烟温升高。粉包风燃烧方式还极易使火焰刷墙，煤粉燃烧尾焰发散，不能随烟气旋转同时上升，造成水冷壁结渣，煤粉未燃尽，火焰直径增大，还原性气氛升高，水冷壁易发生高温腐蚀。另外，燃烧器及喷口烧损，磨损，变形也导致煤粉层燃烧射流角度及水平面高度发生差异，导致切圆随动性减弱，旋转残余量升高，火焰分布不均匀，局部过热等差异。

高位燃尽风将对炉内火焰中心位置及炉膛出口烟温偏差带来影响,通过将燃尽风喷口设计成上下左右摆动燃烧器,可以实现炉膛出口温度及烟温偏差同步调整,还可强化飞灰可燃物燃尽，理论分析得出，可以在高效、稳燃、防渣防腐的基础上实现低NOx排放。但经过调整，数据采集，试验证明效果不明显，烟温偏差、飞灰可燃物含量偏高，水冷壁结渣和高温腐蚀等问题依然存在。

3.4 二次风运行方式的影响

机组自脱硝低氮燃烧器改造后，满负荷情况下，高位四层SOFA 风门全开，记录并调试相关数据。主要目的：①提高二次风压，增加主燃烧区域所需风量，氧量，提高二次风刚性，降低还原性气氛；②一定程度缩小火焰切圆，缓解火焰偏转贴墙，煤粉冲刷水冷壁，降低煤粉沾污水冷壁反应出原始腐蚀气体；③提高煤粉燃烧率，使“风包粉”更充分。

根据脱硝入口氮氧化物调整SOFA风开度，但是高温腐蚀还在发生，根据防磨防爆检查记录对比发现，腐蚀速率有下降。调整后飞灰大渣可燃物含量逐年降低。

通过每次重点对燃烧器的检修及风箱压力的升高，使得煤粉燃烧更充分、更稳定，锅炉效率达到提升，并且着火提前，火焰中心高度降低，炉温降低，结焦减缓，加强气流扰动，促进高温烟气回流，烟气分布均匀，炉膛热负荷均匀，锅炉安全性提升。主燃烧器区域氧量提高后，影响还原性气氛生成量降低，高温腐蚀也一定程度得到减缓。

4 解决对策

（1）检查处理燃烧器缺陷，对可能发生喷射角改变的缺陷进行处理，对燃烧器安装角度进行测量，更换磨损，变形的燃烧器喷口。

（2）调平一、二次风风速，检查粉管缩孔磨损情况，并且尽量做到随时可调，尽量在燃烧器入口进行测量。

（3）对同一层煤粉浓淡燃烧器的水平隔板进行检查，使同一层的煤粉浓度一致或接近，避免风粉比例偏差大。

（4）调整煤粉着火时间，或者降低煤粉细度，减轻火焰对水冷壁的冲刷。

（5）提高主燃烧器区域风量，促进煤粉燃烧充分。

5 结束语

根据机组燃烧器的修复和对一、二次风调整，一定程度解决了锅炉燃烧异常的问题，保证了机组安全性和经济性，也缓解了水冷壁高温腐蚀的问题。除此之外，世界范围内的社会经济发展对于电的需求越来越强，人们无论是在生活还是在工作中，对于电的依赖程度也不断的提高。就我国实际情况来看，煤炭仍然是发电的主要能源，但是随着国家相关政策以及煤炭库存情况的变化，近几年的煤炭价格在不断的提高，这就导致火电厂企业在运营的过程中成本不断增高。在此情况下，很多企业的盈利水平在下降，甚至出现亏损的情况。为了解决这些问题，很多发电厂在并未过多了解的情况下开始购买、使用新的煤种，这种做法虽然能解决盈利问题，但是存在很大的安全隐患，在购买煤种之前应该先深入了解，确定煤种的质量与发电厂企业运营生产的需求契合，这样才能实现盈利以及企业设备使用寿命延长的目标。

[参考文献]

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