张 磊，陆正裕，王 一，徐 春，刘 武

（浙江大唐乌沙山发电有限责任公司，浙江 象山 315722）

大唐乌沙山发电厂3号炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进英国三井巴布科克能源公司（Mitsui Babcock Energy Limited）锅炉技术设计、 制造的超临界参数锅炉，最大蒸发量为1 890t/h。锅炉采用墙式对冲燃烧方式，30只低NOX轴向旋流燃烧器（LNASB）前后墙对冲布置，前墙最下层5只燃烧器安装等离子体点火装置。在最上层旋流燃烧器上方，前、后墙各布置1层燃烬风口，每层布置5只，共10只。自投运以来，虽然锅炉效率能达到保证值，但存在NOX排放量较高、燃烧器易磨部件磨损严重、锅炉燃烧器区域结焦现象时有发生等问题。

1 锅炉改造方案

从机组运行的安全性和经济性出发，经过综合考虑，对锅炉作如下改造：

（1）将除等离子燃烧器外的25只LNASB的一次风组件更换为中心给粉燃烧器一次风组件。

（2）在锅炉原燃烬风上方新增1层燃烬风装置。前、后墙各新增5台燃烬风装置，共10台，采用内直流、外旋流的进风方式。

2 改造出现的问题及解决方法

2.1 避免水冷壁管受损

因在原燃烬风箱上方新增了1层燃烬风箱，需拆除原燃烬风箱上方的吹灰器，并在水冷壁上开口，安装时采用火焊割除水冷壁鳍片及水冷壁管。由于锅炉长期运行，炉膛内水冷壁表面附有氧化皮，因割管前未考虑到此因素，导致割管时炉内切割火焰偏斜，部分炉内水冷壁管损伤。发现这一问题后，提出2种解决方案：

（1）用砂轮切割水冷壁。此方案虽可保证不割伤临近水冷壁管，但割管速度较慢。

（2）先打磨要切割的水冷壁管表面的氧化皮，再用火焊切割。此方案割管速度较快，但仍有割伤水冷壁管的风险。

为确保不再割伤水冷壁管，最终采用第一种方案。

2.2 解决部分水冷壁鳍片过宽的问题

乌沙山发电厂锅炉下部水冷壁采用螺旋管圈型式，规格为Φ38×6.5 mm，鳍片宽度15 mm。水冷壁以屏状安装焊接，2屏水冷壁焊接处的鳍片宽度有所不同，部分鳍片宽达30～40 mm。燃烬风改造需在水冷壁上开口，焊接带喉口的水冷壁管屏，如图1所示。而设计的新水冷壁管屏鳍片宽度都是15 mm，导致对口焊接时有部分水冷壁管错口而无法焊接。因此在安装中采用了如图2所示的弯曲部分水冷壁管、改变鳍片宽度的方法，使水冷壁鳍片宽度对应。

图1 带喉口的水冷壁管屏

图2 修改后的水冷壁管屏

2.3 前墙安装空间狭小

锅炉炉后空间较大，可先安装风箱再安装燃烬风燃烧器。而炉前中间的炉水循环泵和左侧的炉水出口管道及最小流量管与新增燃烬风箱高度相同，导致炉前左侧空间十分狭小。因此，安装时将风箱前部框架从中间割开，从前墙右侧将风箱组件吊入左侧，等燃烬风燃烧器安装完成后把另半面框架对接焊好，再逐个安装风箱及燃烬风燃烧器。

2.4 水平刚性梁底部保温浇注受阻

新增燃烬风箱安装在原燃烬风箱上部，以原燃烬风箱上盖为底，风箱上盖的高度超出了水平钢性梁的底部，如图3所示。安装时将水平刚性梁与水冷壁上的张力板焊接，并以铰接的方式围绕水冷壁四周，防止水冷壁晃动。风箱安装后，因钢梁下方的风箱无法保温，导致钢性梁超温，影响运行安全。因此，在水平钢性梁中心处等距离开挖了10个200 mm×400 mm的孔，如图4所示，开孔后先用硅酸铝针刺毡将风箱与水冷壁间较大的缝隙塞严，再在风箱上铺1～2层50 mm厚的硅酸铝针刺毡，最后进行轻质保温材料浇注，保温总厚度不低于200 mm，浇注后将刚性梁开口打坡口焊接密封。

图3 风箱上盖高出刚性梁

图4 刚性梁上开孔示意

3 改造后存在问题

锅炉改造后，NOX排放量大幅降低，取得预期的改造效果。但由于设计时间紧迫，考虑不周全，运行时现场设备存在部分安全问题。

（1）新增燃烬风箱上盖较高，与上方的电缆盒距离较近，风箱散发出的热量影响电缆的安全性，夏季尤其明显。

（2）新增燃烬风箱上方的刚性梁散热性差，刚性梁向两侧膨胀量增加，使水冷壁受到的应力增大，同时影响刚性梁强度。

（3）炉前侧新增燃烬风箱与炉水循环泵及其出口管道之间的空间较小，给炉水循环泵和管道阀门的检修带来不便。

（4）新增燃烬风风箱位于原燃烬风风箱上方，风道彼此独立，新增燃烬风风道与原燃烬风风道之间距离为300 mm，当2个风道之间的软连接损坏时，更换或修补比较困难。

（5）因安装过程中产生误差，新增风道上的吊点位置与锅炉斜梁距离较近，吊杆位于锅炉斜梁内侧，与斜梁间的距离仅约20 mm，吊点不能在风道的膨胀节上移动，锅炉运行时，吊杆随风道向两侧膨胀，吊杆受斜梁阻碍，间接阻挡了风道膨胀。

4 结语

乌沙山发电厂3号炉为国内首台完成低氮旋流燃烧器及燃烬风系统改造的超临界600MW锅炉，氮氧化物排放浓度由改造前的500 mg/m3降低到180 mg/m3（折O2=6%），降低幅度达70%，飞灰可燃物含量、排烟温度、锅炉热效率与改造前基本相同，锅炉运行稳定，也未出现燃烧器喷口结渣、烧坏或变形的现象。