孙慧

摘 要：我厂7、8号锅炉是哈尔滨锅炉厂生产的型号为HG-1060/17.5-HM35亚临界自燃循环汽包炉。7、8号炉自投产以来一直存在着排烟温度高、水冷壁结渣和减温水量大等问题。为了分析锅炉存在上述问题的原因，在现有设备状态下在运行方式上挖掘潜力，获得适合机组运行的最佳运行方式，我们进行了多次锅炉燃烧优化调整试验。经过详细测试，锅炉排烟温度偏高设计值18℃。过热汽减温水量偏高设计值70T/H左右，再热汽减温水量偏高设计值20T/H左右。造成锅炉排烟温度偏高的原因有三方面，炉底漏风、受热面沾污和空预器换热能力差，其中空预器换热能力差应该是主要原因。造成锅炉过、再热汽减温水量大的原因有三方面，炉底漏风、水冷壁结渣和过热器受热面设计不合理，其中过热器受热面布置过多应该是主要原因。如何针对以上影响因素，彻底解决我厂7、8号锅炉排烟温度高、水冷壁结渣和减温水量大等问题，成为摆在我们面前的当务之急。

关键词：排烟温度;减温水量;锅炉热效率;结渣

我厂7、8号锅炉是哈尔滨锅炉厂生产的型号为HG-1060/17.5-HM35亚临界自燃循环汽包炉。7、8号炉自投产以来一直存在着排烟温度高、水冷壁结渣和减温水量大等问题。为了分析锅炉存在上述问题的原因，在现有设备状态下在运行方式上挖掘潜力，获得适合机组运行的最佳运行方式，我们进行了多次锅炉燃烧优化调整试验。经过详细测试，锅炉排烟温度偏高设计值18℃。过热汽减温水量偏高设计值70T/H左右，再热汽减温水量偏高设计值20T/H左右。造成锅炉排烟温度偏高的原因有三方面，炉底漏风、受热面沾污和空预器换热能力差，其中空预器换热能力差应该是主要原因。造成锅炉过、再热汽减温水量大的原因有三方面，炉底漏风、水冷壁结渣和过热器受热面设计不合理，其中过热器受热面布置过多应该是主要原因。如何针对以上影响因素，彻底解决我厂7、8号锅炉排烟温度高、水冷壁结渣和减温水量大等问题，成为摆在我们面前的当务之急。

我们首先从锅炉燃烧调整着手，运用科学的测试方法和燃烧调整试验，对炉膛喷燃器结构、制粉系统运行方式、燃料特性及燃烧器配风进行认真研究和分析，从中找出最佳燃烧调整方式。

1 燃烧器的布置

本燃烧器采用水平浓淡煤粉燃烧技术，以提高锅炉低负荷运行的能力，水平浓淡煤粉燃烧器是利用煤粉入燃烧器一次风喷嘴体后，经百叶窗的分离作用，将一次风气流分成浓淡两股;两部分之间用垂直隔板分开，燃烧器出口处设有带波纹形的稳燃钝体。浓相气流的煤粉浓度高着火好，即使在低负荷情况下，浓相气流的风煤比仍可保持在较合适的范围内，使着火特性不会明显恶化。钝体形成的高温烟气回流区又充分为煤粉着火提供了热源，这两者的结合为低负荷稳燃提供了保证。

2 其他设备情况

（1）制粉系统配置6台HP1003型中速碗式磨煤机，锅炉燃用设计煤种满负荷运行时，5台运行1台备用。设计煤粉细度R90=35%。

（2）锅炉每只燃烧器共设有三层油点火燃烧器和一套微油点火装置，作为锅炉启动时暖炉和低负荷稳燃用，四角三层，油枪采用简单机械雾化喷嘴，油点火装置中设置有可伸缩的高能点火器，可直接点燃燃油，在喷燃器A层一次风喷口各角处共设有4套微油点火装置。

（3）锅炉炉膛采用平衡通风系统，选用两台动叶可调轴流式送风机;两台入口静叶可调轴流式引风机;两台离心式一次风机。

（4）锅炉炉底采用干式排渣机连续出渣。

（5）过熱汽温主要靠一、二级喷水减温器调整，共布置有二级四个喷水点，再热汽温主要靠摆动燃烧器调节，并在再热器进口导管装设了两只事故喷水减温器。

3 锅炉存在的主要问题和运行调整方法

3.1 锅炉结渣及控制

3.1.1 影响结渣的要素有以下几个方面：

（1）煤的结渣特性。我厂设计燃用的煤种为霍林河褐煤，结渣性强。

（2）灰向水冷壁的传播。直径小于10微米的灰颗粒向水冷壁的传播方式主要为扩散和热迁移，它形成了水冷壁管上的初始沉积层，而直径较大的灰颗粒向水冷壁的传播方式主要为惯性传播，这是引起严重结渣的重要过程，比如说切圆设计过大或发生偏移造成的严重结渣。

（3）炉膛温度的影响。炉膛温度的影响有三个方面：一、灰渣自身的温度;二、灰渣向水冷壁传播过程中的冷却过程，如锅炉已发生严重结渣，则灰渣的冷却将受到很大影响，造成恶性循环;三、炉膛的温度水平。炉膛的温度水平越高，越接近或超过灰的熔点温度，越容易造成结渣。因此控制炉膛温度对结渣影响很大。

（4）7、8号锅炉的运行特性也对锅炉结渣产生影响。这主要表现7、8号锅炉基本不调峰，也就是说锅炉长期满负荷运行，没有负荷扰动产生的自然掉渣过程，若产生结渣容易恶化。

（5）由于锅炉采用干排渣系统，炉底漏风非常严重。炉底漏风造成锅炉火焰中心上移，燃烧器的中上部区域温度水平过高，也是导致炉膛四周水冷壁中上部结焦严重的一个主要原因。

3.1.2 通过以上分析及现场试验结果，确定锅炉控制结渣措施如下：

（1）氧量的控制。氧量降低时，主燃烧器风箱上沿层和D层吹灰器层炉膛温度持续升高，炉内超过1400℃的点逐渐增加。由于该区域是结渣趋势最严重的区域，降低该处的炉膛温度有利于控制结渣，因此氧量控制在4%（4点平均值）有利于控制炉膛结渣。因此确定空预器入口氧量应控制在4%左右。

（2）周界风的控制。周界风的投入有利于在一次风射流外部形成风包粉的气流，阻隔灰粒向水冷壁的传播，对控制结渣有利，同时也有利于提高锅炉热效率和保护煤粉喷嘴，因此确定在满负荷时将各台运行磨煤机周界风全部投入，保持全开状态。

（3）煤粉细度控制。如前所述，大部分的10微米以上的灰颗粒向水冷壁的传播为惯性传播，煤粉细度越粗，颗粒越大，惯性力越大，向水冷壁传播的灰颗粒越多，锅炉结渣趋势增强，因此采用较细的煤粉细度，可以有效地控制炉内结渣。通过对磨煤机分离器折向门挡板开度的调整，目前各台磨煤机煤粉细度R90基本在20%左右，锅炉燃烧工况稳定，炉渣含碳量平均在1.5%左右，在国内处于同类型电厂较好水平。

（4）燃烧器的功率分配。从炉膛温度的测量结果来看，燃烧器区域炉膛温度较低，从现场观察的情况来看，燃烧器区域尤其是下层燃烧器区域基本不结渣，因此可增加下层燃烧器的功率，减小上层燃烧器的功率，也就是增加下层磨出力，减小上层磨出力。

总之，通过对氧量、煤粉细度、燃烧器配风及功率的控制，加之吹灰器投入率的提高，7、8号锅炉水冷壁结渣现象得到了有效缓解，炉膛水冷壁清洁度增加，排烟温度下降，干排渣机的运行状况转好，机组的安全性和经济性得到提高。

3.2 锅炉排烟温度偏高

经过测试，7、8号锅炉排烟温度偏高设计值较多，锅炉设计排烟温度为148℃，设计环境温度为25 ℃，试验调整后，经过环境温度和给水温度修正后，锅炉排烟温度为166℃，与设计值相比排烟溫度偏高18℃。

3.2.1 排烟温度高的原因主要有以下三点：

（1）煤质：燃用煤质与设计煤质基本接近，煤质不是排烟温度偏高的主要原因。

（2）炉膛漏风和制粉系统漏风：根据经验和计算，炉膛漏风每降低1%，排烟温度将降低1 ℃左右。

锅炉额定负荷工况下，由于热一次风温度低于设计值30℃左右，造成磨煤机干燥出力不足。制粉系统正常运行中冷风门全关，热风门全开，磨煤机出口温度平均60℃左右，由于冷风门非常严密，空预器出口一次风温度与磨入口温度相差非常小，可见制粉系统通过冷风门的漏风控制的非常好，基本不会对排烟温度产生不利影响。

由于锅炉采用干排渣系统，炉底漏风较大，试验中将炉底关断门全关，排渣暂停，基本上炉底漏风已控制最低，此时排烟温度能够降低8℃（4点平均）。鉴于锅炉设计中考虑干排渣系统漏风量较大，设计有5%的漏风量，也就是说锅炉设计排烟温度148℃中已经考虑了炉底漏风造成的5℃的影响，目前干排渣系统漏风与设计相比偏大，但炉底漏风造成的对排烟温度的影响与设计相比偏高了3度左右，可以说炉底漏风不是造成锅炉排烟温度高的主要原因。

（3）受热面沾污和受热面布置不合理。受热面沾污排烟温度会升高，但受热面沾污也不是造成锅炉排烟温度高的最主要原因。

经过试验测试，空预器的换热能力差是造成锅炉排烟温度高的主要原因。

经过以上分析可知，造成锅炉排烟温度偏高的原因有三方面，炉底漏风、受热面沾污和空预器换热能力差，其中空预器换热能力差应该是最主要的原因。

3.2.2 降低锅炉排烟温度的运行措施：

（1）加强干排渣系统维护，减少炉底漏风。

（2）炉膛负压控制在（-30～-50）Pa。

（3）在保证运行磨煤机石子煤排放正常的前提下，尽量增加下层磨煤机出力，减小上层磨煤机出力。

（4）机组200MW负荷以上工况下锅炉各层周界风门全开，以减轻锅炉水冷壁结渣程度，提高吸热量，降低排烟温度。

（5）在夏季排烟温度高且锅炉渣量正常的情况下，炉底液压关断门采用间断运行方式。

通过以上措施，7、8号锅炉排烟温度平均降低2℃左右，使供电煤耗降低0.34g/kwh。

4 结束语

通过以上详实的数据测试与分析，基本找出了我厂7、8号锅炉排烟温度高、水冷壁结渣和减温水量大等问题的原因。虽然设计原因是主要的，但是我们立足于在现有设备状态下在运行方式和燃烧调整上挖掘潜力，以获得适合机组运行的最佳运行方式，经过一系列的各项参数的优化调整，最终确定了锅炉最佳运行工况，机组供电煤耗降低，使锅炉运行经济性将得到很大提高。

参考文献：

[1]内蒙古霍林河电厂2*300MW工程HG-1060/17.5-HM35型锅炉说明书第四卷“锅炉运行”[S].（编制：哈尔滨锅炉厂有限责任公司，编号：06.1500.081-06）.

[2]何金华等.煤质结焦特性分析及防止结焦的措施[J].电站系统工程，2000（01）.