浅谈1000MW锅炉提高再热汽温的调整方法

浅谈1000MW锅炉提高再热汽温的调整方法

乔大伟

华电江苏能源有限公司句容发电分公司 句容市  212413

摘要：某电厂4号机组自2019 年5 月投产以来，一直存在再热汽温偏低、受热面壁温偏差大易超温、飞灰可燃物含量偏高、氧量分布不均、堵磨堵管等问题。在低负荷情况下，再热汽温偏低更为严重，严重影响机组的经济性，如果不能及时有效的调整，可能造成锅炉壁温超限，影响机组安全稳定运行，本文简要分析了1000MW二次再热四角切圆塔式锅炉提高再热汽温的一般调整方法，希望能对同类型的锅炉调整提供有价值的参考。

关键词：1000MW锅炉，二次再热，四角切圆，再热汽温。

一、锅炉设备及系统简介

某电厂4号机组锅炉为1000MW等级二次再热超超临界参数变压运行直流锅炉，锅炉型号：HG-2773/33.6/605/623/623-YM1，采用塔式布置、单炉膛、新型M-PM燃烧器低NOx分级送风燃烧系统、角式切圆燃烧方式，炉膛采用螺旋管圈和垂直膜式水冷壁、带再循环泵的启动系统、二次中间再热。过热蒸汽调温方式以水煤比为主，同时设置二级八点喷水减温器；再热蒸汽主要采用燃烧器摆动，分隔烟道调温挡板和烟气再循环调温，在高低温再热器连接管道上还设置有事故喷水减温器。锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构，设计和校核煤种为神府东胜煤与内蒙不连沟煤。燃烧器采用四角切向布置，每台磨煤机带两层8只煤粉燃烧器，燃烧器为新型M-PM燃烧器并配有分级送风系统，以进一步降低NOX生成量，整个燃烧器与水冷壁固定连接，并随水冷壁一起向下膨胀，燃烧器共4组，布置于水冷壁四个角上，主燃烧器风箱分成独立的两组，每组风箱有6层煤粉喷嘴，燃烧器共设有12层煤粉喷嘴，每台磨煤机对应相的两层煤粉喷嘴之间布置一只油燃烧器，共24只油燃烧器，不同层煤粉喷嘴之间还布置有二次风，在燃烧器上方和下方均布置有烟气再循环喷口；在主燃烧器的上方为OFA喷嘴，在距上层煤粉喷嘴上方约9.32m处有两组各四层分离燃尽风喷嘴（SOFA），角式布置；烟气流程如下：来自送风机的冷风被送入三分仓式空气预热器，经加热后，与送入炉膛的风和粉进行燃烧，产生热烟气，热烟气向上依次经一级过热器、三级过热器、高压末级再热器（进口段）、低压末级再热器、高压末级再热器（出口段）、二级过热器、前竖井低压一级再热器和后竖井高压一级再热器、前后竖井省煤器，进行辐射、对流换热后到达省煤器出口烟道，烟气再向下流经垂直烟道、SCR 进入空气预热器和旁路省煤器设备，最后在空气预热器出口烟道混合后离开锅炉，排往电气除尘器和引风机。在省煤器出口烟道上设置烟气再循环烟道，部分烟气通过烟气再循环风机引入炉膛调节再热汽温。

二、再热汽温偏低的原因分析

1、一次风压或一次风量偏低。

一次风携带煤粉，经燃烧器出口射流进入炉膛，形成切圆。当一次风压或一次风量偏低时，一次风无法携带煤粉进入炉膛形成有组织燃烧，导致切圆半径偏大，造成两侧壁温偏高，中间壁温偏低的现象。严重时造成磨煤机出口一次风粉管道堵塞，造成燃烧器功率不稳定，尤其是磨煤机出力降低时，一次风粉管道瞬间吹通，大量抽粉，锅炉热负荷瞬间增加，使受热面超温的风险增大。受热面超温限制了再热汽温的升高。

2、氧量偏低。

在电厂大力倡导节能减排的大环境下，过度降低氧量，来降低送风机耗电率，导致二次风刚性不足，主燃区域氧量不足，燃烧滞后，火焰中心上移，造成上部受热面壁温过高，限制了汽温的提高。

3、燃烧器辅助配风不合理。

燃烧器辅助配风不仅可以为煤粉燃烧提供充足的氧量，风量的大小、刚性还影响火焰切圆半径的大小。辅助配风过小，会导致煤粉燃烧不充分，火焰切圆半径偏大，辅助配风过大，火焰切圆半径变小，均会造成受热面局部超温，从而限制了再热汽温的提高。

4、烟气再循环风不合理。

再循环风量大小是调节再热汽温的最主要手段，再循环风量偏低，会严重导致再热汽温偏低。烟气再循环水平摆角位置不合适，影响炉内火焰切圆半径，导致一次高再、二次高再局部超温，限制了再热汽温的升高。掺烧低挥发分煤种时，下层在循环风相邻燃烧器，即A层燃烧器火检晃动严重，导致再循环风量无法增加，也是导致再热汽温偏低的一个因素。

5、一/二再挡板开度不合理。

原二再烟气挡板下限开度30%，二再汽温吸热不足，是导致二再汽温偏低的主要原因。

6、磨煤机运行方式。

下层磨煤机运行时，会使炉膛火焰中心整体下移，水冷壁吸热增加，沿烟气方向，后面的受热面吸热减少，尤其是一次低再和二次低再吸热不足，导致再热汽温偏低。

三、提高再热汽温技术措施

1．制粉系统优化调整

制粉系统出力稳定可靠，是调整炉内燃烧的基础和前提保证，首先要对制粉系统进行优化调整，对磨煤机进口冷态一次风量及一次风速进行标定试验，并对DCS表盘进行系数校正，然后对磨煤机各粉管进行冷态一次风速偏差测量及调平，并在热态再次进行校核，保证各煤粉管道分配均匀。然后进行磨煤机出力及风量特性试验，确定风煤比曲线，保证磨煤机一次风量和一次风速最优。

2．氧量调整

维持制粉系统及其他主要运行方式不变，仅通过改变送风机开度改变运行氧量，观察并测量氧量变化对炉内燃烧状况、汽温壁温特性、锅炉结渣、NOx 浓度以及经济性的影响，确定锅炉的最佳控制氧量。最终试验表明，适当提高氧量运行，高再壁温分布更加均匀，但中低负荷氧量过大时运行经济性会变差。确定氧量曲线为

3．辅助风配风方式调整

维持制粉系统及其他主要运行方式不变，仅改变辅助风挡板开度，改变辅助风的配风方式，观察壁温汽温特性，最终确定“束腰”型配风更有利于再热汽温的提高。同时，关小油层配风开度，减轻二次风对一次风粉的冲击，适当减小切圆半径，使中间壁温升高，两侧降低，使其分布更加均匀，有利于再热汽温的提高。对切圆的影响：燃料风开大，一次风压增加，一次风射流刚性增强，切圆变小。层间风、油层风开大，对一次风粉的冲击增强，切圆变大。可根据再热器的壁温分布，调整炉内火焰切圆大小，使壁温分布均匀，有利于提高再热汽温。

4．烟气再循环风量调整

烟气再循环风量大小是调节再热汽温的的最主要手段，但是烟气再循环风量增加时，因循环风含氧量较低，对下层燃烧器的火检强度影响较大，对上层燃烧稳定性影响较小，同时投运上下层再循环烟气，烟气流量增大，对一/二次高温再热器壁温分布有明显的改善作用。另外配合再循环风水平摆角，进一步调节炉内火焰切圆，改善壁温分布，但其对炉内燃烧扰动较大，尽量少调整，调整时幅度要小。

5．一/二再挡板开度调整

根据一/二再壁温的裕度，一般维持二再烟气挡板100%全开，一再烟气挡板在20%-40%，尤其是低负荷情况下，二再会吸热降低的更多，根据实际情况减少一再烟气挡板的开度，增加二再的吸热量。

6．磨煤机运行方式

磨煤机布置方式从下到上依次是ABCDEF，制粉系统有裕量时，优先停运A磨，其次是停运F，低负荷BCDE四台磨煤机运行。配煤掺烧：B、C 磨掺烧固定碳含量高、Vdaf 低、高热值煤质；D、E 磨掺烧低热值印尼煤及菲律宾煤；A、F 磨掺烧固定碳含量中等、Vdaf 高、热值中等的煤质有利于提高再热汽温。