张涛

（四川广安发电有限责任公司，四川 广安 638017）

某公司600MW机组锅炉为东方锅炉（集团）股份有限公司设计制造的DG2028/17．45-II5型亚临界参数自然循环锅炉。锅炉采用亚临界、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、尾部双烟道、全钢构架的∏型汽包炉。锅炉投产至今一直存在屏过管壁温度偏差大，最大前后屏过管壁温度相差140℃左右，减温水使用量大的情况。

1 问题分析

表1为负荷364MW，投ABCD层燃烧器时屏式过热器各屏管壁温度统计表。前后屏管壁温度最大相差141℃，左右屏管壁温度最大相差120℃。

存在上述问题的主要原因：同层各支燃烧器热负荷不均匀导致沿炉膛宽度方向各屏壁温偏差；屏式过热器的结构导致前后壁温偏差；水冷壁左右吸热量不均匀。

表1 屏过各屏管壁温度 ℃

针对上述因素进行试验研究。

2 试验研究

2.1 同层各支燃烧器热负荷不均匀导致沿炉膛宽度方向各屏壁温偏差

本文所研究的锅炉炉膛宽20700mm，深16744mm，燃烧系统采用东方锅炉厂自行开发设计前后墙对冲燃烧方式的外浓内淡型低NOx旋流煤分燃烧器（OPCC），总共30只旋流煤粉燃烧器分3层布置在前后墙的6只大风箱上，配以6台中速磨煤机，每台磨煤机为同一大风箱上的5只煤粉燃烧器提供风粉混合物，设计煤粉细度R90=16%。如图1。

图1 燃烧器与磨煤机的连接关系图

同层各支燃烧器的粉量不均、煤粉细度不均，进风量不均等，均会造成沿炉膛宽度方向的热负荷不均，进而导致炉膛出口屏式过热器各屏的壁温产生较大偏差。

在冷态调试时，对各支燃烧器的一次风进行了调平，热态时对各磨煤机煤粉细度采用等速采样装置采集7各点，每次采集间隔50秒。进行取样、分析。同时也反映了各支粉管的粉量情况，煤粉细度粗的粉管，收集的粉量也多，说明该燃烧器的热负荷较大。（各支粉管煤粉取样结果见表2）。

表2 各台磨机对应出口粉管的煤粉细度

在冷态调试时，对各支燃烧器的二次风、三次风进行了标定，保证每支燃烧器的进风量相同，同时对二次风大风箱进行了积灰清理，并安装了风箱防积灰装置，进行定期清理。防止因风箱积灰导致各支燃烧器的流场不同而导致的燃烧器热负荷不均。

2.2 屏式过热器的结构导致前后壁温偏差

过热器系统布置了两次左右交叉：低过出口至屏过进口，屏过出口至高过进口各进行了一次左右交叉，有效的减少了烟气流过锅炉宽度上不均匀性带来的影响，有利于减少屏间及管间的热偏差。屏过采用在下炉膛出口左右布置12块大屏，每块大屏由前后并联4片小屏组成。

理论上，屏式过热器为全辐射式，辐射换热占主要，但是实际上屏式过热器换热也受烟气流速的影响，说明对流换热也会对屏过的管壁温度偏差造成很大的影响。

通过投运不同层的燃烧器组合进行实验，投运ABCD（前墙中、下层，后墙中、下层对冲）层燃烧器时屏过管壁温度分布如图2，呈现出前低后高的温度分布趋势。靠近折焰角的Ⅳ号屏温度最高。

图2 投运ABCD层燃烧器时屏过管壁温度分布图

这是由于热烟气经过折焰角后，在下炉膛出口靠近折焰角处产生烟气聚集，又由于屏过采用在下炉膛出口前后并联4片屏的方式，在第Ⅳ屏处（靠近折焰角）烟气量明显大于前面3片屏处的烟气量，将导致Ⅳ号屏壁温大于其它前面3片屏的壁温。

针对上述问题，实验投运ABCE（前墙上、下层，后墙中、下层）前后墙各两层的燃烧器运行方式。屏过管壁温度分布如图3，也呈现出前低后高的温度分布趋势，靠近折焰角的Ⅳ号屏温度最高。

图3 投运ABCE层燃烧器时屏过管壁温度分布图

为减少烟气在后墙折焰角处聚集，将烟气向炉前流动，进行投运ABCF（前墙下层，后墙上、中、下层）层的燃烧器运行方式实验。屏过管壁温度分布如图4，前后屏过的温度分布趋于均匀，说明烟气受折焰角的影响较大，折焰角提高了Ⅳ号屏的吸热量。

2.3 水冷壁左右吸热量不均匀

在热态运行时进行了炉膛温度测量，在折焰角下方的前后墙温度偏差不大，左右墙的偏差也在70℃的合理范围内。停炉检查水冷壁，没有发现炉膛四周水冷壁有结焦现象，排除因结焦造成的炉膛出口烟温偏差而导致的屏式过热器壁温偏差。

2.4 调整措施及建议

根据上述原因分析和实验，得出导致屏式过热器壁温偏差的原因为：第一、各粉管给粉量不均导致的同层各燃烧器热负荷不均，进而导致沿炉膛宽度左右的屏式过热器壁温偏差；第二、屏式过热器的结构不合理，导致前后屏过壁温偏差。

针对上述问题导致的屏过壁温偏差，相应实施调整措施如下。

图4 投运ABCF层燃烧器时屏过管壁温度分布图

第一，各粉管给粉量不均的问题。针对同台磨煤机出口各粉管粉量不均，一是要加强动态分离器的检修及各粉管的一次风调平；二是运行要摸索左右烟气挡板对屏过壁温偏差的影响，设置左右烟气挡板的偏差，以降低左右屏过壁温偏差；三是调节左右两侧大风门的开度，调节炉膛左右火焰中心高度。

第二，屏式过热器的结构不合理问题。目前对于屏式过热器的结构不合理问题，设备上改造的成本较高，只能在运行上进行调整。运行采取措施，使烟气更多的向前墙流动，主要有开大后墙的燃尽风，减小前墙燃尽风的开度；多投运后墙的燃烧器或加大后墙投运磨煤机的出力，提高后墙燃烧器的火焰长度和强度。

第三，水冷壁吸热偏差。为防止水冷壁吸热不均造成的烟温偏差，要求加强吹灰器的巡视，防止因个别吹灰器异常，造成水冷壁积灰而导致的吸热量不均，进而影响炉膛出口烟温偏差。

参考文献：

[1]袁益超,刘聿拯,陈之航．大型电站锅炉烟温偏差与汽温偏差研究[J]．锅炉技术,2003,(03)．

[2]余艳芝,唐必光,李树雷．高温过热器壁温测试及计算[J]．热能动力工程,2003,(01)．

[3]袁益超,刘聿拯,陈之航．大型电站锅炉烟温与汽温分布理论分析与试验研究[J]．中国电机工程学报,2002,(12)．

[4]徐海川,潘诚,程祖田,张良波．600MW机组锅炉屏式过热器壁温测试及三维计算[J]．热力发电,2011,(06)．