1、設(shè)備概況
華能營(yíng)口電廠2×600 MW鍋爐（3、4號(hào)鍋爐）是由哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)、制造，三菱重工業(yè)株式會(huì)社(Mitsuibishi Heavy IndustriesCo. Ltd)提供技術(shù)支持的HG -1795/26.15 - YM1型超超臨界變壓運(yùn)行直流鍋爐，采用Ⅱ型布置、單爐膛、低NO，燃燒器分級(jí)燃燒技術(shù)和MACT型低NO。分級(jí)送風(fēng)燃燒系統(tǒng)、反向切圓燃燒方式，爐膛采用內(nèi)螺紋管垂直上升膜式水冷壁、循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)、一次中間再熱，調(diào)溫方式除煤／水比外，還采用煙氣分配擋板、燃燒器擺動(dòng)、噴水等方式。鍋爐采用平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)，燃用神府東勝煤、晉北煤。鍋爐以最大連續(xù)負(fù)荷( BMCR)工況為設(shè)計(jì)參數(shù)，最大連續(xù)蒸發(fā)量為1795 t/h，過(guò)熱器出口蒸汽溫度為605℃，再熱器出口蒸汽溫度為603℃。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
爐膛上部布置屏式過(guò)熱器，沿?zé)煔饬鞒谭较蚍謩e設(shè)置二級(jí)過(guò)熱器（大屏）和三級(jí)過(guò)熱器（后屏），折焰角上方布置有四級(jí)過(guò)熱器（末過(guò)）。在水平煙道處布置了垂直二級(jí)再熱器（高溫再熱器）。尾部豎井由中隔墻分隔成前后2個(gè)煙道。前部布置水平一級(jí)再熱器（低溫再熱器）和省煤器，后部布置水平一級(jí)過(guò)熱器（低溫過(guò)熱器）和省煤器。在豎井煙道底部設(shè)置了煙氣調(diào)節(jié)擋板裝置，煙氣通過(guò)調(diào)節(jié)擋板后匯集在一起經(jīng)2個(gè)尾部煙道引入回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。
制粉系統(tǒng)選用中速磨煤機(jī)冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式系統(tǒng)，每爐配6臺(tái)中速磨煤機(jī)，BMCR工況下5臺(tái)運(yùn)行，l臺(tái)備用，并配備6臺(tái)與其相適的給煤機(jī)。
水冷壁分為上、下兩部分，上、下部水冷壁之間裝設(shè)一圈中間混合集箱過(guò)渡。爐膛水冷壁采用焊接膜式壁、內(nèi)螺紋管垂直上升式。在水冷壁入口短管上嵌焊人節(jié)流孔圈，可以保證孔固有足夠的節(jié)流能力，按照水平方向水冷壁的熱負(fù)荷分配和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，調(diào)節(jié)各回路水冷壁管中的流量，以保證水冷壁出口工質(zhì)溫度的均勻性，并防止個(gè)別受熱強(qiáng)和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的回路與管段產(chǎn)生膜態(tài)沸騰( DNB)和干涸現(xiàn)象(DRO)。鍋爐每面墻布置396根∮28.6×6.4mm的水冷壁管，材質(zhì)為SA213T12，除噴口區(qū)域的16根管采用1次三叉管從下集箱引出外，其余380根管均采用2次三叉管從下集箱引出，每面墻共103根引出管，節(jié)流孔圈就布置在此處。
燃燒器布置俯視圖見(jiàn)圖l，內(nèi)螺紋管區(qū)域示意圖見(jiàn)圖2，下水冷壁管引出方式示意圖見(jiàn)圖3。
2、鍋爐水冷壁壁溫特性
為了有效監(jiān)視鍋爐水冷壁的運(yùn)行情況，保證鍋爐安全運(yùn)行，鍋爐每面墻布置99個(gè)壁溫測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)位于下水冷壁進(jìn)入中間混合集箱前的爐外管上。通過(guò)監(jiān)視和分析水冷壁壁溫水平和分布特點(diǎn)，可了解水冷壁壁溫特性。
2.1不同負(fù)荷下水冷壁壁溫分布特性
圖4—圖7為3、4號(hào)鍋爐不同負(fù)荷四面墻水冷壁壁溫分布曲線(xiàn)（3號(hào)爐前墻部分壁溫測(cè)點(diǎn)存在缺陷，無(wú)法正常測(cè)量），表l為壁溫統(tǒng)計(jì)對(duì)比數(shù)據(jù)。由圖表中數(shù)據(jù)可以得出以下結(jié)論。
8.在500 MW以上負(fù)荷，四面墻水冷壁壁溫分布曲線(xiàn)基本上呈相同的趨勢(shì)，都是在開(kāi)始階段（40—150號(hào)管）有1個(gè)波峰，然后逐漸下降，在噴燃器后接近爐墻階段（300—380號(hào)管）又出現(xiàn)1個(gè)波峰，但幅度小于前一波峰。整體分布呈非對(duì)稱(chēng)的“M”型。
b．無(wú)論是3號(hào)爐還是4號(hào)爐，前墻的第一個(gè)波峰都較3號(hào)爐其它三面墻的波峰高，壁溫都在450℃以上。
c．同樣負(fù)荷下，4號(hào)鍋爐水冷壁壁溫平均值及每面墻壁溫曲線(xiàn)的波峰都高于3號(hào)爐的相應(yīng)值。
d．2臺(tái)鍋爐部分壁溫測(cè)點(diǎn)呈現(xiàn)出異常過(guò)高或過(guò)低的現(xiàn)象。
e．鍋爐低負(fù)荷時(shí)壁溫分布比較均勻，偏差很小。
2.2壁溫特性分析
據(jù)相關(guān)資料，采用墻式布置四角切圓垂直射流形式燃燒方式的鍋爐爐內(nèi)熱負(fù)荷分布并不均勻，靠近上游噴口火焰的爐墻附近熱負(fù)荷最高，靠近本側(cè)墻噴口火焰的爐墻附近熱負(fù)荷其次，其它位置相對(duì)較低。而爐壁壁面熱負(fù)荷的這種分布特點(diǎn)，與當(dāng)前水冷壁壁溫的分布特點(diǎn)極為相似，都呈現(xiàn)出非對(duì)稱(chēng)的“M”型。因此，當(dāng)前水冷壁壁溫分布特性主要是爐內(nèi)熱負(fù)荷分布不均造成的。
3、4號(hào)鍋爐的運(yùn)行方式主要區(qū)別在于過(guò)熱度設(shè)定值和磨煤機(jī)的組合運(yùn)行方式。為使汽溫達(dá)到設(shè)計(jì)值，4號(hào)爐過(guò)熱度上限設(shè)定比3號(hào)爐高15℃，同樣負(fù)荷下4號(hào)爐實(shí)際過(guò)熱度比3號(hào)爐高5℃以上，使4號(hào)爐水冷壁系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)溫度高于3號(hào)爐的相應(yīng)值，即使在同樣的熱負(fù)荷下壁溫也將高于3號(hào)爐。鍋爐實(shí)際運(yùn)行的過(guò)熱度高低對(duì)水冷壁壁溫有直接的影響。
超臨界和超超臨界鍋爐設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則是要使介質(zhì)的“大比熱區(qū)”遠(yuǎn)離爐內(nèi)熱負(fù)荷最高的區(qū)域。因此，爐內(nèi)火焰中心的高低、最高區(qū)域的熱負(fù)荷強(qiáng)度直接關(guān)系到水冷壁的壁溫水平，影響水冷壁的安全運(yùn)行。同樣負(fù)荷下，投運(yùn)不同數(shù)量的磨煤機(jī)，或同樣的磨煤機(jī)數(shù)量采用不同的磨煤機(jī)組合方式都會(huì)導(dǎo)致水冷壁壁溫發(fā)生較大變化。通過(guò)觀察4號(hào)鍋爐的運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，同樣負(fù)荷下不同的磨煤機(jī)組合運(yùn)行方式，水冷壁壁溫水平（特別是最高點(diǎn)的壁溫水平）差別較大，最大相差30℃。
通過(guò)以上分析可知，影響水冷壁壁溫水平及分布的因素很多，主要包括爐內(nèi)熱負(fù)荷的分布、過(guò)熱度的大小、磨煤機(jī)的組合方式等。另外，煤粉細(xì)度、煤質(zhì)特性、一、二次配風(fēng)方式、AA風(fēng)率的大小等對(duì)其也有一定的影響。
2.3存在問(wèn)題及解決措施
a．個(gè)別管壁溫度與其附近的壁溫水平差距較大，呈現(xiàn)階躍變化，沒(méi)有較為平穩(wěn)的過(guò)渡。為了保證監(jiān)溫手段具有足夠的準(zhǔn)確性，應(yīng)對(duì)管子壁溫測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢查，如測(cè)量未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，則應(yīng)利用停爐機(jī)會(huì)對(duì)溫度過(guò)高的管子進(jìn)行檢查，確保其不堵塞。
b．3號(hào)鍋爐前墻84—172號(hào)管之間的壁溫測(cè)點(diǎn)已損壞，無(wú)法對(duì)壁溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而該區(qū)域又是壁溫水平最高的部分，缺乏監(jiān)控手段對(duì)于水冷壁的安全運(yùn)行不利，應(yīng)盡快將這些壁溫測(cè)點(diǎn)恢復(fù)可用狀態(tài)。
c．由于壁溫測(cè)點(diǎn)位于爐外管外壁上，其測(cè)量的壁溫水平必將低于爐內(nèi)向火側(cè)的最高壁溫值。當(dāng)前部分壁溫測(cè)點(diǎn)的溫度已經(jīng)超過(guò)500℃，而測(cè)點(diǎn)溫度與其對(duì)應(yīng)的爐內(nèi)管向火側(cè)最高溫度之間的差值無(wú)法確定，爐內(nèi)管壁溫很有可能超過(guò)材質(zhì)的許用溫度540℃，管材的使用壽命將大為縮短。因此，為了準(zhǔn)確控制水冷壁壁溫處于允許范圍內(nèi)，采用直接測(cè)量爐內(nèi)管向火側(cè)壁溫的測(cè)量方法更為合理。另外，如果可以準(zhǔn)確測(cè)量或計(jì)算出爐內(nèi)管和爐外管壁溫的差值，則將當(dāng)前壁溫運(yùn)行允許上限530℃下調(diào)一定的幅度也能滿(mǎn)足安全需要。
d． 3、4號(hào)鍋爐前墻60—140號(hào)管范圍內(nèi)壁溫均超過(guò)450℃，其第一個(gè)波峰均較3號(hào)鍋爐其它三面墻波峰高（2臺(tái)鍋爐的共性）。因此在確定爐內(nèi)管真實(shí)壁溫后，如通過(guò)燃燒調(diào)整等手段無(wú)法將該區(qū)域的溫度水平降低，應(yīng)與鍋爐廠家聯(lián)系，通過(guò)適當(dāng)調(diào)整該區(qū)域節(jié)流縮孔的孔徑來(lái)降低壁溫。
e．4號(hào)爐后墻、左側(cè)墻和右側(cè)墻的第一個(gè)波峰高于3號(hào)鍋爐的相應(yīng)值，且溫度也處于較高水平。主要是由過(guò)熱度差異和磨煤機(jī)組合方式引起的。建議通過(guò)系統(tǒng)的調(diào)整試驗(yàn)，確定鍋爐的最佳運(yùn)行方式。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶(hù)們不錯(cuò)的選擇。
3、結(jié)論
a．鍋爐各墻水冷壁壁溫分布呈非對(duì)稱(chēng)的“M”型，在靠近上游噴口火焰附近壁溫最高，靠近本側(cè)墻噴口火焰附近壁溫其次，其它位置相對(duì)較低。
b．該水冷壁壁溫分布特性主要是爐內(nèi)熱負(fù)荷分布不均的原因造成的。
c．通過(guò)改變壁溫測(cè)量手段、調(diào)整過(guò)熱度和部分節(jié)流縮孔內(nèi)徑等可大大提高水冷壁運(yùn)行的安全性。
