1、.PAGE ：.；PAGE 7第 PAGE 7 頁 共 5 頁世界首臺(tái)600MW超臨界W火焰無煙煤鍋爐低溫過熱器超溫緣由分析Cause Analysis on Overheating in the Low Temperature super-heater for a W-shaped Flame Anthracite Coal Boiler of 600 MW Supercritical Unit黃偉1，李文軍1，彭敏1，熊蔚立1，陳躍華2，謝小紅2，鄒自敏21湖南省電力公司實(shí)驗(yàn)研討院，湖南 長沙市410007 ；2大唐華銀金竹山火力發(fā)電分公司，湖南 冷水江市417505HUANG Wei1,

2、 LI Wen-jun1, PENG Min1 , XIONG Wei-li1, CHEN Yue-hua2, XIE Xiao-hong2, ZOU Zi-min2,1 Hunan Electric Power Test and Research Institute, Changsha 410007, China2 Datang Huayin Jinzhushan Thermal Power Generation Branch Company, Lengshuijiang 417505,China摘 要: 大唐華銀金竹山火力發(fā)電分公司600MW超臨界參數(shù)燃用無煙煤“W火焰鍋爐在調(diào)試中出現(xiàn)低溫

3、過熱器管壁超溫景象，低溫過熱器超溫的主要緣由是鍋爐低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氧量充足，爐膛溫度低，再生油熄滅不良，含煤粉的可燃物質(zhì)在爐膛內(nèi)未充分燃盡、在尾部低溫過熱器處積存，可燃物質(zhì)的熱量在低溫過熱器上釋放出來，引起細(xì)微的“二次熄滅。為此將熄滅器調(diào)風(fēng)盤由原來100mm50%調(diào)整為130mm65%，改動(dòng)內(nèi)、外二次風(fēng)風(fēng)比例，提高二次風(fēng)箱差壓至1.21.4kPa，風(fēng)量控制756900/h，改善再生油熄滅；投粉前添加燃油量到2225t/h，提高爐膛溫度；在啟第一套制粉系統(tǒng)過程中緩慢開啟負(fù)荷風(fēng)門，降低鍋爐熱負(fù)荷添加的速率，保證煤粉完全熄滅；關(guān)小分級(jí)風(fēng)，提高拱上風(fēng)量，降低火中心；加強(qiáng)程度煙道和尾部煙道處吹灰等措施后，

4、低溫過熱器管壁超溫問題得到有效地處理。該措施對600MW超臨界燃用無煙煤“W火焰鍋爐設(shè)計(jì)、運(yùn)轉(zhuǎn)具有實(shí)踐指點(diǎn)意義。關(guān)鍵詞：600MW超臨界機(jī)組；“W火焰鍋爐；無煙煤；低溫過熱器；超溫中圖分類號(hào)：TK227.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： 文章編號(hào)：Abstract: Overheating existed in low temperature super-heater while debugging in W-shaped flame anthracite coal boiler of 600 MW supercritical unit of Datang Huayin Jinzhushan Thermal

5、Power Generation Branch Company. Lower temperature, rich oxygen, bad combustion of reprocessing oil, thoroughly unburn-off of combustible matter collected on tail part However “secondary combustion occurred when the heat released, which were caused low temperature super-heater overheating. Therefore

6、, air register was turned 100mm50%into 130mm65%, inner-outer secondary air ratio was changed, secondary air box differential pressure was increased to 1.21.4kPa, air was controlled between 756900t/h, meanwhile, measurements were taken by improving reprocessing oil combustion, increasing oil to 2225t

7、/h before coal combustion, improved furnace temperature, slowly open load door for reducing thermal increasing rate when the first mill operating, shutting down grading air and increasing upper air, lowering flame centre, enhancing horizontal and tail flue sooting, which were effectively controlled

8、overheating. All measurements were guided for 600 MW anthracite supercritical boilers design and operation.Key words: 600 WM supercritical unit；W-flame boiler；anthracite coal；Low Temperature super-heater；Overheating前言大唐華銀金竹山火力發(fā)電分公司(簡稱“金竹山電廠)二期擴(kuò)建工程1600MW機(jī)組3號(hào)600MW無煙煤鍋爐，從2021年5月24日帶負(fù)荷調(diào)試以來，鍋爐在低負(fù)荷階段容易出現(xiàn)低

9、溫過熱器管壁超溫景象，需求指出的是低溫過熱器超溫問題在大型型鍋爐上有一定普遍性。為了確保世界上首臺(tái)600MW超臨界參數(shù)燃用無煙煤“W火焰變壓直流本生鍋爐機(jī)組的平安穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)，有必要對低溫過熱器管壁超溫情況進(jìn)展全面分析，提出并采取預(yù)防措施。鍋爐簡介金竹山電廠3號(hào)機(jī)組鍋爐是北京巴布科克威爾科克斯以下簡稱“北京巴威公司的世界上首臺(tái)600MW超臨界參數(shù)“W火焰變壓直流本生鍋爐，其型號(hào)為B&WB-1900/25.4-M型，設(shè)計(jì)燃用金竹山劣質(zhì)低揮發(fā)份無煙煤。該鍋爐一次再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、單爐膛、W型火焰熄滅、型布置，尾部雙煙道構(gòu)造，利用擋板調(diào)理再熱汽溫，全鋼構(gòu)架、懸吊構(gòu)造，露天布置。制粉系統(tǒng)采用雙

10、進(jìn)雙出鋼球磨冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹系統(tǒng)，每爐配6臺(tái)磨煤機(jī)。3號(hào)機(jī)組2021年5月23日爐初次點(diǎn)火吹管，2021年6月17日正式進(jìn)入整套啟動(dòng)試運(yùn)，6月20日初次并網(wǎng)，6月23日初次帶至滿負(fù)荷網(wǎng)，7月4日順利經(jīng)過168h試運(yùn)。鍋爐主要系統(tǒng)3.1 鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)鍋爐采用帶爐水循環(huán)泵的內(nèi)置式分別器啟動(dòng)系統(tǒng)，其容量為30%B-MCR注：BMCR為鍋爐最大延續(xù)負(fù)荷。主要由啟動(dòng)汽水分別器、立式貯水箱及爐水循環(huán)泵和相關(guān)管道。內(nèi)置式汽水分別器布置在鍋爐的前部上方，其進(jìn)口與水冷壁出口集箱引出管相連，出口與貯水箱相連，貯水箱中的水在鍋爐啟動(dòng)階段經(jīng)過貯水箱下部的爐水循環(huán)泵保送至鍋爐省煤器進(jìn)口，與給水集合，參與爐水循環(huán)。在鍋

11、爐水質(zhì)不合格或者鍋爐在渡膨脹期間，貯水箱中的水經(jīng)過兩根溢流管路排至疏水?dāng)U容器。3.2 熄滅系統(tǒng)采用雙拱絕熱爐膛、濃縮型EI-XCL煤粉熄滅器，熄滅器平行對稱布置于爐膛下部的爐拱上，每只煤粉熄滅器配置1只機(jī)械霧化油槍，前、后爐拱上各12只，總出力30BMCR，單只油槍出力1750kg/h，原設(shè)計(jì)為0號(hào)柴油，實(shí)踐燃用劣質(zhì)再生油。制粉系統(tǒng)采用雙進(jìn)雙出鋼球磨冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹系統(tǒng)，每爐配6臺(tái)磨煤機(jī)5臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺(tái)備用，設(shè)計(jì)煤種、校核煤種均為當(dāng)?shù)亟鹬裆搅淤|(zhì)低揮發(fā)份無煙煤。設(shè)計(jì)煤粉細(xì)度按200目篩經(jīng)過量為80%。3.3 燃用煤質(zhì)特性鍋爐設(shè)計(jì)燃用金竹山劣質(zhì)低揮發(fā)份無煙煤，見表1表1 設(shè)計(jì)、校核煤質(zhì)特性Tab.

12、1 The coal characteristic項(xiàng) 目設(shè)計(jì)煤校核煤1校核煤2 收到基碳分/Car/49.6044.7155.58收到基氫分/Har/1.711.501.57收到基氧分/Oar/1.531.401.47收到基氮分/Nar/0.580.980.55收到基硫分/St,d/1.20.81.5收到基灰分/Aar/35.9941.0830.33收到基水分/Mt/9.399.539.00空氣枯燥基水份/Mn/1.120.861.18可燃基揮發(fā)分/Vdaf/7.008.006.00收到基低位發(fā)熱值/Qnet.ar/(kJkg-1)18843.716953.320622.73.4 過熱器系統(tǒng)過

13、熱器系統(tǒng)流程為：從水冷壁來的飽和蒸汽依次經(jīng)汽水分別器、頂棚、熱回收區(qū)、程度煙道、中隔墻、低溫過熱器、大屏過熱器和高溫過熱器。過熱器系統(tǒng)的兩級(jí)噴水減溫器均采用多孔噴管式，其中一級(jí)減溫器裝于低溫過熱器與大屏過熱器之間，二級(jí)減溫器裝于大屏過熱器與高溫過熱器之間。低溫過熱器位于尾部豎井后煙道下部的低煙溫區(qū)，逆流順列，管組數(shù)目：片圈2823， 進(jìn)口管組采用15CrMoG，出口管組12Cr1MoVG，12Cr1MoVG管材計(jì)算壁溫580，管壁報(bào)警溫度510。低溫過熱器超溫的景象1.鍋爐燃用煤質(zhì)接近設(shè)計(jì)無煙煤；2.在鍋爐1030%BMCR、電負(fù)荷60180MW，容易出現(xiàn)低溫過熱器出口管壁超溫；3.低溫過熱器

14、出口段材質(zhì)為12Cr1MoV，許用溫度510；設(shè)計(jì)低溫過熱器壁溫報(bào)警值510，實(shí)踐短時(shí)最高壁溫達(dá)540。由于設(shè)計(jì)壁溫測點(diǎn)安裝在鍋爐頂棚大包內(nèi)，其與爐內(nèi)實(shí)踐壁溫普通低5070，因此低溫過熱器超溫1030；4.低溫過熱器超溫的景象普通發(fā)生在投運(yùn)第一套制粉系統(tǒng)油煤混燒期，投粉前實(shí)踐燃油量1618t/h；5.低溫過熱器處吹灰器投運(yùn)后，低溫過熱器壁溫快速下降。低溫過熱器超溫的緣由低溫過熱器超溫的緣由是低溫過熱器處發(fā)生細(xì)微的二次熄滅，發(fā)生二次熄滅的緣由是：爐膛溫度不高，鍋爐制粉系統(tǒng)容量風(fēng)短時(shí)間內(nèi)開度過大，熱負(fù)荷添加過快，部分煤粉和再生油在爐膛內(nèi)未完全熄滅，未完全熄滅可燃質(zhì)被帶至尾部低溫過熱器處發(fā)生細(xì)微的二

15、次熄滅。尾部煙道二次熄滅通常是由于熄滅調(diào)整不當(dāng)而呵斥，其發(fā)生須具備以下三個(gè)條件：a) 尾部低溫過熱器堆積的未燃盡可燃物到達(dá)一定濃度；(b) 尾部低溫過熱器有充足的氧氣；(c) 溫度到達(dá)著火點(diǎn)或有明火。低溫過熱器超溫的詳細(xì)緣由： 1再生油熄滅不良鍋爐燃油系統(tǒng)原設(shè)計(jì)燃用0號(hào)柴油，因經(jīng)濟(jì)思索，改用再生油，再生油與0號(hào)柴油相比主要表如今密度和凝固點(diǎn)不同：密度高、凝固點(diǎn)低、機(jī)械雜質(zhì)多、更廉價(jià)，見表2。再生油熄滅比0號(hào)柴油要差，當(dāng)內(nèi)外二次風(fēng)調(diào)整不適宜時(shí)容易出現(xiàn)再生油熄滅不良，火焰黑煙大，熄滅不完全。2爐膛溫度低，不利于無煙煤熄滅鍋爐燃用設(shè)計(jì)的金竹山本地的劣質(zhì)無煙煤，該煤具有低硫、低揮發(fā)份和高著火點(diǎn)的特性，

16、當(dāng)投粉前實(shí)踐燃油量只需1618t/h，燃油量不夠，爐膛溫度低，不利于無煙煤熄滅。投運(yùn)第一套制粉系統(tǒng)油煤混燒期，再生油沒有充分霧化懸浮熄滅，油煤混燒，致使再生油與空氣的接觸面積大為降少，可燃質(zhì)與空氣沒有充分混合，加劇了熄滅不完全。未燃盡的油煤混合物在尾部低溫過熱器處積存，這為二次熄滅預(yù)備了“可燃物質(zhì)條件。表2 再生油和0號(hào)柴油參數(shù)目的序號(hào)稱號(hào)0號(hào)柴油目的再生油目的1運(yùn)動(dòng)粘度/ mm2/s4.05.04.05.02低位熱值/ kcal/kg990010800990108003密度/ kg/m38508808809804閃點(diǎn)(閉口)/ 55555凝固點(diǎn)/0-56硫含量/%0.20.40.20.47水

17、分/%0.10.18機(jī)械雜質(zhì)無經(jīng)過電廠濾油器9灰分/%0.010.011016烷值16163二次風(fēng)量大，為尾部低溫過熱器處提供充足的氧氣鍋爐在60150MW低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，二次風(fēng)量為1200t/h，一次風(fēng)量高達(dá)110t/h以上。鍋爐氧量充足，爐膛溫度低，可燃物質(zhì)在爐膛內(nèi)未充分燃盡時(shí)就被抽出爐膛，在尾部低溫過熱器處積存，可燃物質(zhì)的熱量在低溫過熱器上釋放出來，引起細(xì)微的“二次熄滅。4其它在低負(fù)荷下，當(dāng)熱負(fù)荷添加過快，蒸汽流量就顯偏低；低負(fù)荷下熄滅情況不佳，火焰中心偏高。防止低溫過熱器超溫的措施及效果2、3投第一套制粉系統(tǒng)前，鍋爐采用“多油槍、多油量的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，應(yīng)盡量將一切油槍均勻分配投入運(yùn)轉(zhuǎn)。即使投

18、入部分油槍時(shí)，也應(yīng)力求對稱。添加鍋爐負(fù)荷蒸發(fā)量時(shí)，應(yīng)先加風(fēng)，后加油；減少鍋爐負(fù)荷蒸發(fā)量時(shí)，應(yīng)先減油，后減風(fēng)。燃油熄滅正常時(shí)，應(yīng)具有光亮的淡黃色火焰，均勻地充溢于熄滅室內(nèi)，起燃點(diǎn)應(yīng)在距油槍頭不遠(yuǎn)的地方 火焰中不應(yīng)有明顯的“雪花景象，然后再思索投入煤粉。適當(dāng)降低鍋爐熱負(fù)荷添加的速率，尤其在啟第一套制粉系統(tǒng)過程中緩慢開啟負(fù)荷風(fēng)門，同時(shí)加大汽機(jī)調(diào)門開度，增大蒸汽流量和電負(fù)荷，確保蒸汽對受熱面的冷卻效果；改善熄滅情況，在投粉前保證2225t/h以上的燃油量，確保煤粉能較好地著火；增大送風(fēng)量送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開大到42%左右，尤其是增大拱上二次風(fēng)量，延伸火焰向下的行程，降低火焰中心。詳細(xì)措施和步驟如下：1. 改善

19、再生油熄滅熄滅器調(diào)風(fēng)盤由原來100mm50%調(diào)整為130mm65%，改動(dòng)內(nèi)外二次風(fēng)風(fēng)量，提高二次風(fēng)箱差壓至1.21.4KPa，風(fēng)量控制在756900t/h，處理再生油熄滅不良問題。2. 提高爐膛溫度，適當(dāng)降低熱負(fù)荷添加的速率，保證煤粉熄滅a投第一套制粉系統(tǒng)前，鍋爐燃油量在2225t/h，該制粉系統(tǒng)對應(yīng)油槍已投運(yùn)，一、二次風(fēng)溫在240以上。b投第一套制粉系統(tǒng)時(shí)操作要緩慢，即容量風(fēng)要根據(jù)熄滅情況緩慢添加，開度不超越35%，容量風(fēng)量不超越50%。c在一次風(fēng)速度大于22m/s前提下，關(guān)小旁路風(fēng)門，提高煤粉濃度，降低著熾熱。3. 增大拱上二次風(fēng)量，延伸火焰向下的行程，降低火焰中心a投第一套制粉系統(tǒng)不宜開

20、大分級(jí)風(fēng)，而應(yīng)提高拱上風(fēng)風(fēng)量，降低火焰中心。b套筒風(fēng)由100%關(guān)至60%。c第一套制粉系統(tǒng)的出力不大于40t/h，煤粉細(xì)度R90在6%以內(nèi)，降低單個(gè)火嘴出力。4.增大蒸汽流量和電負(fù)荷在啟動(dòng)制粉系統(tǒng)緩慢開啟容量風(fēng)門，同時(shí)開大汽輪機(jī)調(diào)門開度，增大蒸汽流量和電負(fù)荷，確保蒸汽對受熱面有良好的冷卻效果5.其它a加強(qiáng)程度煙道和尾部煙道處吹灰。b再熱器煙氣擋板全開，低溫過熱器側(cè)煙氣擋板開30%。c嚴(yán)厲控制一級(jí)減溫器前/后溫度為460/300，二級(jí)減溫器前/后溫度為450/400。d在鍋爐1030%BMCR、電負(fù)荷60180MW，按啟動(dòng)曲線控制主汽壓力在710MPa。經(jīng)過采取以上措施，鍋爐在燃用設(shè)計(jì)的金竹山劣

21、質(zhì)低揮發(fā)份無煙煤時(shí)低溫過熱器管壁溫度控制在460以內(nèi)，低溫過熱器管壁超溫問題得到有效地處理。終了語1世界上首臺(tái)600MW超臨界燃用無煙煤“W火焰鍋爐低溫過熱器超溫的主要緣由是鍋爐低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)氧量充足、爐膛溫度低，可燃物質(zhì)在爐膛內(nèi)未充分燃盡、在尾部低溫過熱器處積存，引起細(xì)微的“二次熄滅。2將熄滅器調(diào)風(fēng)盤由原來100mm50%調(diào)整為130mm65%，改動(dòng)內(nèi)、外二次風(fēng)比例，提高二次風(fēng)箱差壓至1.21.4kPa，風(fēng)量控制756900/h，改善再生油熄滅；投粉前添加燃油量到2225t/h，提高爐膛溫度；在啟第一套制粉系統(tǒng)過程中緩慢開啟負(fù)荷風(fēng)門，降低鍋爐熱負(fù)荷添加的速率，保證煤粉完全熄滅；關(guān)小分級(jí)風(fēng)，提高

22、拱上風(fēng)量，降低火中心；加強(qiáng)程度煙道和尾部煙道處吹灰等措施后，鍋爐低溫過熱器管壁超溫問題得到有效處理，獲得明顯效果。3提出的防止低溫過熱器超溫的措施，詳細(xì)、適用，有很強(qiáng)的操作性，對600MW超臨界燃用無煙煤“W火焰鍋爐具有實(shí)踐指點(diǎn)意義。致 謝本文在編寫過程中參考了金竹山電廠部分試運(yùn)會(huì)議紀(jì)要、部分調(diào)整實(shí)驗(yàn)記錄，在此對相關(guān)作者表示贊賞！贊賞金竹山電廠同人和湖南省電力公司實(shí)驗(yàn)研討院同事們在運(yùn)轉(zhuǎn)操作中的探求和總結(jié)，也贊賞北京巴布科克威爾科克斯給予的指點(diǎn)！參考文獻(xiàn)：1 李紹國，重油熄滅不完全 引起尾部二次燃J. 鍋爐壓力容器平安技術(shù)，20022:56.2 劉奮群，馬建國， 300MW火電機(jī)組仿真機(jī)添加尾部煙道二次熄滅缺點(diǎn)J. 寧夏電力，19962: