双螺旋对冲燃烧器超临界机组燃煤灰分对两侧汽温偏差的影响

刘张鹏孙胜

（华电电力科学研究院浙江杭州310030）

摘要：本文阐述了燃料灰分增大对冲燃烧器超临界直流锅炉两侧汽温的影响，分析了此问题的诱因，并提出了解决办法及建议。

关键词：双螺旋对冲燃烧器超临界锅炉；燃煤灰分；汽温偏差

Influenceofcoalashcontentonthedeviationofsteamtemperatureatbothsidesofsupercriticalboilerwithdoublehelicalopposedburners

LiuZhangpengSunSheng

HuadianElectricPowerResearchInstitute,Hangzhou310030,Zhejiang

ABSTRACT:Thispaperexpoundstheeffectsofcoallashcontentincreasedwithdoublehelicalburnerssupercriticalboilersteamtemperatureonbothsides,analysescausesofthisproblem,andputsforwardthesolutionandsuggestions.

KEYWORD:doublehelicalburnerssupercriticalboiler；coalashcontent；Steamtemperaturedeviation

1概述

某超临界直流350MW锅炉，型号为HG-1200/25.4-YM1，为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次再热、采用前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、紧身封闭、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉，采用不带再循环泵的大气扩容式启动系统。设计煤种为烟煤。锅炉以最大连续出力工况（BMCR）为设计参数最大连续蒸发量1200t/h，过热器蒸汽出口温度为571℃，再热器蒸汽出口温度为569℃，给水温度286.4℃。在任何4磨煤机运行时，锅炉能带BMCR负荷，锅炉设计燃煤量151.74t/h。

炉膛断面尺寸为15.287m宽、13.217m深，水平烟道深度为4.747m，尾部前烟道深度为5.98m，尾部后烟道深度为6.9m，水冷壁下集箱标高为6.5m，顶棚管标高为63.0m,上层煤粉燃烧器中心至屏底距离21.125m，炉膛容积10270m³，辐射受热面（到炉膛出口）5858㎡。

锅炉前后墙对冲布置旋流燃烧器，前墙三层后墙二层共二十只，配有五台中速磨煤机，OFA燃烬风喷嘴布置在燃烧器上方，前后墙各二层共十六只。20只旋流燃烧器其中16只装有油然烧器分别在A层、C层、D层和E层；4只等离子燃烧器装设在B层。

表1设计煤种分析

2问题的引出

运行过程中出现左右两侧汽温偏差问题，特别是燃料偏离设计值时，问题尤为突出。

下面以两组类似工况对比说明此问题。

工况一（接近设计煤种工况，工况负荷100MW）：左右两侧二次风门开度一致，两侧炉膛出口烟气温度接近，左右两侧基本无汽温偏差问题。

图1锅炉汽水系统截图

图2左右两侧烟气分布截图

图3制粉系统投用情况截图

工况二（偏离设计煤种工况，工况负荷165MW）：磨煤机投用情况与第一种工况相同，左右两侧二次风门开度一致，炉膛出口烟气温度左侧较右侧高20℃，左侧主汽温较右侧主汽温高25℃，垂直段水冷壁壁温左侧普遍较右侧高。

图4锅炉汽水系统截图

图5锅炉总貌截图

图6左右两侧烟气分布截图

图7水冷壁壁温截图

3问题分析

（1）磨煤机投用方式一致。两种工况磨煤机投用方式完全一致，都为最下层前墙B层和后墙E层燃烧器。对应一次风温及一次风速相近。工况二投用燃料量大，左右侧燃烧均应较工况一好。

（2）二次风挡板门开度左右侧一致。两种工况左右侧二次风门开度均一致。左右侧燃烧器配风相同，左右两侧燃烧匹配的二次风相同。

（3）两种工况燃用煤种差异较大。工况一燃用煤为接近设计煤种，工况二则与设计煤种偏差较大。工况二煤种空气干燥基灰分高达39.04%（设计收到基灰分17.06%），干燥无灰基挥发分低27.49%（设计干燥无灰基挥发分38.45%）。干渣机摄像头内落渣明显加大，甚至渣斗视频窗内已无法看到内部落渣情况。

（4）灰分过大，局部水冷壁吸热系数偏差大。因炉膛换热方式主要以辐射换热为主，炉膛水冷壁辐射换热系数受炉内透光度制约，因此灰分越大炉膛辐射换热系数就会越小。当炉膛内灰渣分布不均时，水冷壁辐射换热系数也就会分布不均。

同时，炉膛内灰分分布不均也会造成燃料燃尽程度分布不均。如果炉膛两侧灰分分布不均，火焰向外辐射的热量及引燃本侧燃料所吸收的热量也不尽相同，进而造成两侧燃料燃尽程度也存在差异。极端情况下，会像“多米诺”效应一样，造成单侧燃烧恶化，两侧汽温偏差过大。

图8工况二煤质化验情况

4问题处理情况及建议

燃料恢复后，上述问题自然消失。

因近年来电煤耗量愈来愈大，维持设计煤种或者校核煤种已不符合实际情况。针对此机组或者同类型机组，建议进行合理的燃烧调整及燃料的掺配掺烧工作：

（1）下层燃烧器燃用设计煤种、校核煤种或者类似的燃料。建议下层燃烧器燃用干燥无灰基挥发分高于25%、收到基灰分小于20%的燃料，特别是唯一布置有等离子助燃的前墙B层燃烧器尽量保证燃料的品质。

（2）燃用挥发分低、灰分高、水分高的煤种时，尽量维持较低的一次风速、较高的炉膛温度（提高过热度），以保证燃料充分、迅速的燃烧。

（3）保证安全的情况下，尽可能维持较高的一次风温。

（4）优先投运底层燃烧器。

（5）在炉膛结焦情况不明显时，燃烧器投用方式尽量选择相邻或者对冲的燃烧器层，各燃烧器层相互支持性将加强，有利于燃烧的稳定性。

作者简介

作者：刘张鹏，1982年10月出生，男，山东菏泽人，2008年山东大学能源与动力工程学院硕士毕业。现就职于华电电力科学研究院锅炉及燃烧技术部，高级工程师。

地址：华电电力科学研究院，邮编：310030

电邮：[e-mail]

电话：[phone]