揚(yáng)州第二發(fā)電廠二期超臨界鍋爐運(yùn)行情況介紹

1、揚(yáng)州第二發(fā)電廠二期工程超臨界鍋爐運(yùn)行情況總結(jié)（揚(yáng)州第二發(fā)電有限責(zé)任公司發(fā)電部唐海寧）摘要：本文主要針對(duì)揚(yáng)州第二發(fā)電有限責(zé)任公司二期工程鍋爐調(diào)試及運(yùn)行中遇到的主要問題進(jìn)行分析和討論，主要針對(duì)LNASB燃燒器結(jié)焦問題進(jìn)行了分析，并綜合比較各種解決方案的優(yōu)缺點(diǎn)，此外還對(duì)雙級(jí)軸流風(fēng)機(jī)的失速問題的現(xiàn)象及解決方案進(jìn)行了介紹。關(guān)鍵詞：結(jié)焦燃燒器雙級(jí)軸流風(fēng)機(jī)失速1.揚(yáng)州第二發(fā)電廠鍋爐及其附屬系統(tǒng)簡介揚(yáng)州第二發(fā)電廠二期工程采用哈爾濱鍋爐廠引進(jìn)三井巴布科克能源公司技術(shù)生產(chǎn)的超臨界變壓運(yùn)行直流鍋爐。鍋爐型號(hào)為HG1956/25.4-YM，型式為單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣（采用碎渣機(jī)方案）、全鋼構(gòu)

2、架、全懸吊結(jié)構(gòu)型鍋爐。鍋爐以神府煙煤作為設(shè)計(jì)煤，以山西晉北煙煤作為校核煤。鍋爐受熱面布置見圖1：圖1 揚(yáng)州第二發(fā)電有限責(zé)任公司二期工程鍋爐受熱面布置圖揚(yáng)州第二發(fā)電廠二期工程兩臺(tái)機(jī)組從2004年8月主廠房開挖， 2007年1月26日，兩臺(tái)機(jī)組正式投產(chǎn)發(fā)電。兩臺(tái)機(jī)組均實(shí)現(xiàn)了一次性完成倒送電、水壓試驗(yàn)、汽機(jī)扣蓋、鍋爐點(diǎn)火、鍋爐沖管、汽機(jī)沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)發(fā)電及168小時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)行。2.機(jī)組調(diào)試及投產(chǎn)后發(fā)生的主要問題總體來看，揚(yáng)州第二發(fā)電廠二期工程調(diào)試及投產(chǎn)工作十分順利，但機(jī)組調(diào)試及投產(chǎn)后仍有以下主要問題：2.1鍋爐燃燒器區(qū)域存在較嚴(yán)重的結(jié)焦問題揚(yáng)州第二發(fā)電廠二期工程燃燒器區(qū)域存在較嚴(yán)重的結(jié)焦問題，結(jié)焦部位主

3、要以燃燒器噴口為中心，向四周擴(kuò)散。中、上層燃燒器周圍的結(jié)焦情況較厲害。燃燒器噴口四周的焦是黑色致密狀的，墻體上的首先是附著一層灰，然后是粘結(jié)上一層黑色致密焦。燃燒器喉部的碳化硅材料基本無焦。燃燒器噴口周圍的大渣塊(見圖2)，部分是灰色非粘結(jié)性的疏松狀，部分是黑色粘結(jié)性致密狀，灰色非粘結(jié)性疏松狀的渣塊在掉落至渣斗中時(shí)，可以破碎為小塊，而黑色粘結(jié)性致密狀的大焦塊很難破碎，造成渣斗經(jīng)常發(fā)生堵塞，需人工進(jìn)行放渣處理。圖2 揚(yáng)州第二發(fā)電有限責(zé)任公司二期工程鍋爐燃燒器區(qū)域結(jié)焦照片要對(duì)燃燒器區(qū)域結(jié)焦問題進(jìn)行分析，首先要先對(duì)英巴LNASB型燃燒器進(jìn)行介紹。英巴LNASB燃燒器介紹三井巴布科克公司（Mitsui

4、 Babcock）開發(fā)的低NOx軸向旋流燃燒器LNASB（Low NOx Axial Swirl Burner）燃燒器的設(shè)計(jì)指導(dǎo)準(zhǔn)則是：l 增大揮發(fā)份從燃料中釋放出來的速率，以獲得最大的揮發(fā)物生成量；l 在燃燒的初始階段除了提供適量的氧以供穩(wěn)定燃燒所需要以外，盡量維持一個(gè)較低氧量水平的區(qū)域，以最大限度地減少NOx生成；l 控制和優(yōu)化燃料富集區(qū)域的溫度和燃料在此區(qū)域的駐留時(shí)間，以最大限度地減少NOx生成；l 增加煤焦粒子在燃料富集區(qū)域的駐留時(shí)間，以減少煤焦粒子中氮氧化物釋出形成NOx的可能；l 及時(shí)補(bǔ)充燃盡所需要的其余的風(fēng)量，以確保充分燃盡。LNASB燃燒器設(shè)計(jì)得堅(jiān)固、耐用，并且機(jī)械結(jié)構(gòu)上簡單，

5、簡化燃燒調(diào)整和運(yùn)行操作，英巴說明書中指出該種燃燒器一旦試運(yùn)行期間的燃燒調(diào)整工作結(jié)束，即使運(yùn)行煤質(zhì)在一個(gè)較寬的范圍內(nèi)波動(dòng)，燃燒器的設(shè)置也不需要進(jìn)行任何調(diào)整，同樣能獲得最佳的運(yùn)行性能。燃燒器結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3 LNASB燃燒器分級(jí)配風(fēng)原理圖在三井巴布科克公司LNASB燃燒器中，燃燒的空氣被分為三股，它們是一次風(fēng)、二次風(fēng)和三次風(fēng)?！疽淮物L(fēng)】一次風(fēng)管內(nèi)靠近爐膛端部布置有鑄造的整流器，用于在煤粉氣流進(jìn)入爐膛以前對(duì)其進(jìn)行濃縮。整流器的濃縮作用和二次風(fēng)、三次風(fēng)調(diào)節(jié)協(xié)同配合，以達(dá)到在燃燒的早期減少NOx的目的?！径物L(fēng)、三次風(fēng)】燃燒器風(fēng)箱為每個(gè)LNASB燃燒器提供二次風(fēng)和三次風(fēng)。每個(gè)燃燒器設(shè)有一個(gè)風(fēng)量均衡擋

6、板，用以使進(jìn)入各個(gè)燃燒器的分風(fēng)量保持平衡。二次風(fēng)和三次風(fēng)通過燃燒器內(nèi)同心的二次風(fēng)、三次風(fēng)環(huán)形通道在燃燒的不同階段分別送入爐膛。燃燒器內(nèi)設(shè)有套筒式擋板用來調(diào)節(jié)二次風(fēng)和三次風(fēng)之間的分配比例。二次風(fēng)和三次風(fēng)通過內(nèi)布置有各自獨(dú)立的旋流裝置以使二次風(fēng)和三次風(fēng)發(fā)生需要的旋轉(zhuǎn)。三次風(fēng)旋流裝置設(shè)計(jì)成不可調(diào)節(jié)的型式，在燃燒器安裝時(shí)固定在燃燒器出口最前端位置，以便產(chǎn)生最強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)。而二次風(fēng)旋流裝置設(shè)計(jì)成沿軸向可調(diào)節(jié)的型式，調(diào)整旋流裝置的軸向位置即可調(diào)節(jié)二次風(fēng)的旋流強(qiáng)度?！局行娘L(fēng)】燃燒器設(shè)有中心風(fēng)管，用以布置點(diǎn)火設(shè)備。一股小流量的中心風(fēng)通過中心風(fēng)管送入爐膛，以提供點(diǎn)火設(shè)備所需要的風(fēng)量，并且在點(diǎn)火設(shè)備停運(yùn)時(shí)防止灰渣在

7、此部位集聚?！救急M風(fēng)（OFA）】燃盡風(fēng)風(fēng)口包含兩股獨(dú)立的氣流：中央部位的氣流是非旋轉(zhuǎn)的氣流，它直接穿透進(jìn)入爐膛中心；外圈氣流是旋轉(zhuǎn)氣流，用于和靠近爐膛水冷壁的上升煙氣進(jìn)行混合。外圈氣流的旋流強(qiáng)度和兩股氣流之間的分離程度同樣由一個(gè)簡單的調(diào)節(jié)桿來控制。相關(guān)資料表明，LNASB燃燒器的結(jié)構(gòu)形式是基于英巴原始設(shè)計(jì)中要求燃用低揮發(fā)份、高灰份的煤種。這種燃燒器具有大尺寸中心風(fēng)管，較低的一次風(fēng)速以及較高的二次風(fēng)旋流強(qiáng)度。這些設(shè)計(jì)特點(diǎn)導(dǎo)致燃燒器中心區(qū)域具有一個(gè)較強(qiáng)的內(nèi)回流區(qū)。英巴燃燒器試驗(yàn)臺(tái)數(shù)據(jù)表明，該種燃燒器具有燃用低揮發(fā)份(干燥基揮發(fā)份可降至5%)煤種的能力，并能保證燃燒的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。據(jù)了解，目前國內(nèi)

8、只有山西王曲電廠使用LNASB燃燒器而同時(shí)底渣系統(tǒng)采用碎渣機(jī)方案，而王曲電廠使用的煤種為晉東南貧煤（熱值約23000kJ/kg，揮發(fā)份約14%，灰份高達(dá)30%）。據(jù)了解該廠碎渣機(jī)基本使用正常，但當(dāng)該廠使用無煙煤時(shí)也會(huì)出現(xiàn)大焦塊下落造成碎渣機(jī)卡澀的問題。其它國內(nèi)使用LNASB燃燒器的電廠的底渣系統(tǒng)采用了撈渣機(jī)方案，如常熟二廠以及國電常州電廠。而當(dāng)該種燃燒器用于燃用高揮發(fā)份、低灰熔點(diǎn)煤種(如神華煤時(shí))，燃燒器區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)結(jié)焦問題，而我廠底渣系統(tǒng)采用碎渣機(jī)方案，當(dāng)大焦塊落至渣斗內(nèi)不能碎裂時(shí)將造成底渣系統(tǒng)能正常出渣，需進(jìn)行人工放渣。英巴鍋爐對(duì)于預(yù)防鍋爐結(jié)焦問題的措施介紹根據(jù)哈爾濱鍋爐廠的說明書，哈鍋對(duì)

9、于預(yù)防鍋爐結(jié)焦采取了以下措施：1、 選取較小的爐膛熱負(fù)荷（見表1），以滿足NOx排放要求，避免火焰沖刷受熱面，同時(shí)降低整個(gè)爐膛溫度，以便減少結(jié)渣的可能性。電站機(jī)組容量（MWe）爐膛截面（m2）截面熱負(fù)荷（MWt/m2）爐膛容積（m3）容積熱負(fù)荷（MWt/m3）丹東3502214.477175138大連/福州3502214.387621127Ferrybridge5002725.039174149Castle Peak B6802826.1711610150Drax6603135.6512797138Hemweg6503095.4513280119臺(tái)中5503025.2115007112Meri

10、-Pori5503034.61416398揚(yáng)州6003474.2221749983.69表1相關(guān)電廠鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比2、 燃燒器喉口周圍布置水冷壁彎管，與高導(dǎo)熱性的碳化硅磚面相結(jié)合，從而降低了燃燒器喉口的表面溫度，有效防止燃燒器區(qū)域出現(xiàn)結(jié)渣；圖4LNASB燃燒器周圍防結(jié)焦措施示意圖據(jù)英巴介紹，Matla和Lethabo（6×600MW & 6×600MW）電站位于南非的Transvaal地區(qū)。都燃用相近的高灰、高鈣的當(dāng)?shù)孛悍N。灰含量高達(dá)40%，鈣含量高達(dá)30%。在Matla，最初結(jié)渣出現(xiàn)在燃燒器喉口周圍，然后蔓延覆蓋前后墻上的燃燒區(qū)域，同樣在屏式輻射過熱器上也出

11、現(xiàn)結(jié)渣。對(duì)該機(jī)理的調(diào)查表明灰首先是粘貼在構(gòu)成燃燒器喉口的可塑性耐火材料上，灰在燃燒器喉口貼牢后便沿爐墻蔓延。解決該問題的方法是降低喉口耐火材料的表面溫度并敷設(shè)碳化硅磚來改善其表面特性。這些碳化硅磚具有很高的導(dǎo)熱性和極為光滑的表面，從而明顯降低了燃燒器區(qū)域的結(jié)渣。圖5LNASB燃燒器周圍采用防結(jié)焦措施后效果示意圖3、 采用Mitsui Babcock獨(dú)特的膜式二級(jí)和末級(jí)過熱器設(shè)計(jì)，從而防止部件管子出列、變形的同時(shí)抑制結(jié)焦。圖6屏過采用防結(jié)焦措施后效果示意圖雖然英巴對(duì)于預(yù)防鍋爐結(jié)焦采取了一系列的技術(shù)措施，但揚(yáng)州第二發(fā)電廠燃燒器區(qū)域仍存在較嚴(yán)重的結(jié)焦問題，以下將介紹揚(yáng)州第二發(fā)電廠燃燒器區(qū)域結(jié)焦的原因

12、以及針對(duì)這一問題所進(jìn)行了調(diào)整試驗(yàn)工作。2.1.3 揚(yáng)州第二發(fā)電廠燃燒器區(qū)域結(jié)焦原因分析造成揚(yáng)州第二發(fā)電廠鍋爐燃燒器區(qū)域結(jié)焦問題主要有以下兩方面原因：1、燃燒器區(qū)域溫度較高，同時(shí)神華煤的灰熔點(diǎn)較低：LNASB燃燒器的初期著火十分劇烈，煤粉從噴燃器噴入爐膛瞬間，煤粉便已著火，經(jīng)現(xiàn)場測量燃燒器出口溫度基本上在1200左右，而神華煤的DT（變形溫度）是1160，ST（軟化溫度）是1230，燃燒器出口溫度高于灰熔點(diǎn)溫度為燃燒器區(qū)域結(jié)焦創(chuàng)造了必要條件。2、煤粉在燃燒器出口形成的擴(kuò)散角過大，煤粉顆粒易吸附在燃燒器附近的水冷壁上：LNASB型燃燒器外二次風(fēng)的卷吸十分強(qiáng)烈，而外二次風(fēng)旋流強(qiáng)度不可調(diào)，同時(shí)燃燒器噴

13、口的外沿距離爐膛內(nèi)壁大約600700mm，這樣卷吸過強(qiáng)的外二次風(fēng)易造成火焰發(fā)生貼壁現(xiàn)象，造成煤粉顆粒粘附于燃燒器四周的水冷壁上而發(fā)生結(jié)焦問題。2.1.4 揚(yáng)州第二發(fā)電廠進(jìn)行的調(diào)整試驗(yàn)工作針對(duì)燃燒器區(qū)域結(jié)焦的問題，揚(yáng)州第二發(fā)電廠主要進(jìn)行了以下調(diào)整工作：1、 針對(duì)燃燒器的調(diào)整工作：(1) 將各燃燒器的內(nèi)二次風(fēng)旋流強(qiáng)度降至最弱：機(jī)組調(diào)試期間燃用神華煤時(shí)發(fā)現(xiàn)燃燒器附近存在結(jié)焦問題后即將各燃燒器的內(nèi)二次風(fēng)旋流強(qiáng)度將至最弱；(2) 將各燃燒器的內(nèi)二次風(fēng)流量擋板開至最大：從英巴試驗(yàn)臺(tái)資料可知，當(dāng)二次風(fēng)擋板開大時(shí)，燃燒器的溫度將下降，火焰著火點(diǎn)將遠(yuǎn)離燃燒器。目前揚(yáng)州第二發(fā)電廠#3、4爐燃燒器內(nèi)二次風(fēng)流量擋板均

14、在全開位置；(3) 燃燒器總風(fēng)量擋板目前采取#1、#5燃燒器全開，#2、#4燃燒器關(guān)小50mm，#3燃燒器關(guān)小100mm的運(yùn)行方式；(4) 進(jìn)行中心風(fēng)擋板開關(guān)試驗(yàn)，試驗(yàn)表明中心風(fēng)擋板開關(guān)對(duì)鍋爐結(jié)焦影響較小。2、 針對(duì)磨煤機(jī)的調(diào)整工作：（1） 加大磨煤機(jī)的一次風(fēng)流量：目前已將各磨煤機(jī)一次風(fēng)量增大510t/h，以增大一次風(fēng)剛度，加大燃燒器的著火距離，同時(shí)減少磨煤機(jī)的石子煤排放量；（2） 適當(dāng)加大煤粉細(xì)度數(shù)值：通過對(duì)磨煤機(jī)分離器折向擋板進(jìn)行調(diào)整，適當(dāng)加大磨煤機(jī)煤粉細(xì)度數(shù)值，以減弱煤粉初期燃燒的劇烈程度，達(dá)到降低燃燒器出口溫度的目的。3、 進(jìn)行燃燒器改造工作：#4爐停運(yùn)期間，對(duì)D1、D5燃燒器進(jìn)行了改

15、造。在#4爐D5燃燒器的內(nèi)二次風(fēng)后殼體板處對(duì)稱開設(shè)8只75´150mm的方孔，以增大內(nèi)二次風(fēng)量，同時(shí)將D1燃燒器外二次風(fēng)擋板改為角度可調(diào)（調(diào)整結(jié)構(gòu)同我廠一期EI-XCL燃燒器）。機(jī)組啟動(dòng)后進(jìn)行了D1、D5燃燒器的調(diào)整工作，并進(jìn)行了結(jié)焦情況跟蹤比較，試驗(yàn)表明，D1燃燒器燃燒擴(kuò)散角有所減少，但外二次風(fēng)仍存在較嚴(yán)重的卷吸現(xiàn)象，D1、D5燃燒器附近結(jié)焦現(xiàn)象未能得到根本改善。4、 進(jìn)行摻燒煤試驗(yàn)工作：目前揚(yáng)州第二發(fā)電廠進(jìn)行了多種煤種的摻配煤試驗(yàn)，目前所用的主要煤種煤質(zhì)分析情況如下：煤種來煤單位發(fā)熱量Q揮發(fā)份Var水份Mar含硫量Std灰Aar神混煤神華集團(tuán)23.1527.14170.527.9

16、3混2神華21.7925.95170.3811.48同優(yōu)煤江陰運(yùn)河23.4225.517.81.0318.28伊泰三號(hào)伊泰22.7627.3314.40.3511.11優(yōu)混中煤21.4126.1810.41.2220.76準(zhǔn)三煤神華集團(tuán)21.9726.3411.50.6316.45長焰銅川2326.199.10.5817.48山優(yōu)煤粵達(dá)21.4825.157.10.8724.5石炭神華20.9925.8411.70.6319.26淮南混煤淮南22.3528.345.40.8425.38配煤二號(hào)20.5325.0610.70.521.64蒙煤/山優(yōu)省投21.5326.66.80.6822.42表

17、2揚(yáng)州第二發(fā)電廠所用主要煤種的煤質(zhì)分析報(bào)告從相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來看，不同煤種的摻配對(duì)鍋爐的結(jié)焦影響很大，現(xiàn)總結(jié)如下：（1） 總體來看，目前我廠#3、4爐在底層B、E倉加神混、混2等易結(jié)焦煤種，其余各煤倉加山優(yōu)、石炭等相對(duì)不易結(jié)焦的煤種時(shí)可維持一周左右時(shí)間不放渣。但采用這種摻煤方式時(shí)由于煤種灰份較大，除灰以及石子煤系統(tǒng)的運(yùn)行壓力將大大增加，鍋爐的飛灰含碳量也將達(dá)到4%左右；（2） 當(dāng)#3、4爐加神混、混2等易結(jié)焦煤種的煤倉達(dá)到3個(gè)煤倉時(shí)，鍋爐放渣的頻率將達(dá)到每4天左右就需放一次渣；（3） 當(dāng)#3、4爐加神混、混2等易結(jié)焦煤種的煤倉達(dá)到4個(gè)煤倉時(shí)，鍋爐放渣頻率明顯上升，嚴(yán)重時(shí)將達(dá)到每天需放渣一次。5、

18、底渣系統(tǒng)進(jìn)行的工作：由于我廠二期工程渣斗容積相對(duì)較小（205m3），且采用閉式水循環(huán)，易造成渣斗水溫偏高（60）而造成大渣塊不能碎裂，針對(duì)這一問題，目前已進(jìn)行以下工作：（1） 增加渣斗的補(bǔ)水量，降低渣斗水溫：由于底渣系統(tǒng)采用閉式水循環(huán)，渣斗水溫相對(duì)較高，目前已增加一路渣斗補(bǔ)水，加大渣斗的換水量。（2） 增加底渣系統(tǒng)的運(yùn)行頻率，高負(fù)荷下每班運(yùn)行兩次底渣系統(tǒng)，以防渣量過大而造成渣塊露出水面。但經(jīng)過以上努力，仍未能解決我廠底渣系統(tǒng)的問題。2.1.5 下一步將進(jìn)行的工作展望：1、 繼續(xù)進(jìn)行燃燒調(diào)整工作：目前揚(yáng)州第二發(fā)電廠#3、4爐燃燒器結(jié)焦情況表現(xiàn)出一定的差異，目前#3爐的結(jié)焦情況要比#4爐要嚴(yán)重，#

19、3爐的放渣頻率也明顯高于#4爐?，F(xiàn)場進(jìn)行燃燒器著火情況檢查，發(fā)現(xiàn)各燃燒器著火情況也存在個(gè)體差異，目視燃燒器著火形狀可分為以下5種：A型火焰LNASB燃燒器最常見火焰形狀，著火劇烈、火焰明亮, 火焰較短B型火焰火焰上、下部明亮, 中間較暗, 火焰剛度不足 C型火焰煤粉初期著火不好, 邊緣較明亮，卷吸現(xiàn)象較嚴(yán)重D型火焰火焰形狀不好，剛性不足，卷吸現(xiàn)象較為強(qiáng)烈E型火焰和A型火焰相似, 但火焰中存在間隙性的暗流圖7LNASB燃燒器幾種火焰示意圖而我廠一期工程鍋爐采用美國B&W公司的EIXCL型燃燒器，各層燃燒器之間的火焰形狀基本一致，并且燃燒器根部火焰有一明顯的著火距離，使用神華煤時(shí)，燃燒器區(qū)

20、域基本無結(jié)焦問題。下圖為揚(yáng)州第二發(fā)電廠一期、二期鍋爐燃燒器著火情況示意圖。一期鍋爐EIXCL燃燒器典型火焰形狀圖火焰溫度較低、擴(kuò)散角較小，火焰剛度較強(qiáng)，無明顯的回流區(qū) 二期鍋爐LNASB燃燒器典型火焰形狀圖火焰溫度高，火焰長度短，燃燒劇烈，擴(kuò)散角大，并有較強(qiáng)的回流區(qū)圖8EI-XCL燃燒器和LNASB燃燒器火焰形狀對(duì)比由于調(diào)試期間未進(jìn)行空氣動(dòng)力場試驗(yàn)，因此#3、4爐的燃燒器配風(fēng)目前仍未處于最佳位置，通過冷態(tài)空氣動(dòng)力場試驗(yàn)，力求將鍋爐空氣動(dòng)力場調(diào)至最佳，這對(duì)于緩解我廠鍋爐燃燒器附近的結(jié)焦問題將起到一定的積極作用。2、 進(jìn)一步進(jìn)行制粉系統(tǒng)優(yōu)化工作：目前揚(yáng)州第二發(fā)電廠#3、4爐磨煤機(jī)出口各煤粉管煤量存

21、在一定的偏差（最大達(dá)30%），相關(guān)試驗(yàn)表明，這一偏差難以通過煤粉管上的可調(diào)縮孔的調(diào)整進(jìn)行消除，要減小磨煤機(jī)出口煤粉管的粉量偏差，可考慮增加磨煤機(jī)旋轉(zhuǎn)分離器。此外，對(duì)于煤量和一次風(fēng)的關(guān)系也需要進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)工作。3、 進(jìn)行燃燒器改造：進(jìn)行燃燒器改造，降低燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷，減少燃燒器外二次風(fēng)的卷吸，這可以從根本上解決燃燒器區(qū)域的結(jié)焦問題，但鍋爐燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷是鍋爐設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之一，鍋爐燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷變化后鍋爐各區(qū)域的煙溫及吸熱量均會(huì)發(fā)生變化，應(yīng)重新進(jìn)行鍋爐校核計(jì)算。此外，進(jìn)行這一改造需充分考慮改造后燃燒器的煤種適應(yīng)性、NOx的排放水平、鍋爐受熱面會(huì)不會(huì)出現(xiàn)超溫問題、鍋爐飛灰含碳量及排煙溫度

22、的變化等方面的綜合影響。對(duì)燃燒器改造的方案主要有以下幾種：（1） 英巴建議將每只燃燒器的全部32個(gè)旋流器葉片都縮短65，即保留35。通過CFD計(jì)算，這樣可以使燃燒器出口平面的旋流角由當(dāng)前的24.9°降低到20.8°。降低外二次風(fēng)的旋流強(qiáng)度會(huì)削弱火焰邊界與爐墻之間的回流，從而降低燃燒器出口區(qū)域結(jié)渣的可能性；（2） 繼續(xù)提高內(nèi)二次風(fēng)的流量，西安熱工所認(rèn)為我廠目前在#4爐D5燃燒器的內(nèi)二次風(fēng)后殼體板處對(duì)稱開設(shè)8只75´150mm的方孔面積偏小，最多只能將內(nèi)二次風(fēng)的比例相對(duì)提高5%，這一調(diào)整力度不夠。西安熱工所經(jīng)過計(jì)算，建議將開孔面積提高到原進(jìn)風(fēng)口面積的1.2-1.5倍，

23、以達(dá)到較好的改造效果；（3） 對(duì)外二次風(fēng)葉片進(jìn)行改造，通過將其改為角度可調(diào)或增加可調(diào)導(dǎo)流葉片的方法減少外二次風(fēng)的卷吸現(xiàn)象；（4） 西安熱工所提出根據(jù)估算，將燃燒器擴(kuò)口角度由2×27.48°縮小為2×19°，這將使氣流的擴(kuò)展角將由目前的2×45°減小到2×36°左右，這對(duì)減輕燃燒器噴口結(jié)渣。4、 進(jìn)行底渣系統(tǒng)改造：（1）在渣斗內(nèi)加裝大渣塊破碎裝置青島四洲公司在干渣排放系統(tǒng)中采用一種大渣擠壓裝置，該裝置的結(jié)構(gòu)見圖9，當(dāng)有大渣塊下落造成底渣系統(tǒng)出渣口堵塞時(shí)，這時(shí)可破碎裝置對(duì)大渣進(jìn)行擠壓破碎，經(jīng)破碎后的渣可由底渣系統(tǒng)正常排

24、出。但這一裝置未在水力除渣系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，且我廠底渣斗容積較小，這一裝置在現(xiàn)場也難以安裝。圖9用于干渣系統(tǒng)的頂渣器結(jié)構(gòu)圖（2）將碎渣機(jī)改為撈渣機(jī)對(duì)采用哈鍋LNASB燃燒器的常熟二電廠、常州電廠、寧德電廠、潮洲電廠進(jìn)行咨詢，這幾個(gè)電廠燃燒器區(qū)域均存在結(jié)焦問題，其中潮州電廠最為嚴(yán)重，屏過區(qū)域結(jié)焦造成兩側(cè)爐膛負(fù)壓相差達(dá)200Pa，但由于這幾個(gè)電廠底渣系統(tǒng)采用撈渣機(jī)方案，燃燒器區(qū)域結(jié)焦問題未影響機(jī)組的正常運(yùn)行。因此，若將我廠底渣系統(tǒng)改造成撈渣機(jī)方案，應(yīng)可解決底渣系統(tǒng)的放渣問題，同時(shí)對(duì)鍋爐的燃燒系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生影響，但兩臺(tái)機(jī)組改為撈渣機(jī)需800萬左右的費(fèi)用。需要指出的是進(jìn)行燃燒器改造將對(duì)鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生

25、較大影響，進(jìn)行這一改造具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，需要進(jìn)行嚴(yán)格的論證。而進(jìn)行底渣系統(tǒng)改造雖然不能從根本上解決鍋爐的結(jié)焦問題，但由于目前燃燒器結(jié)焦問題未能對(duì)我廠鍋爐的安全運(yùn)行產(chǎn)生根本影響，而常熟、常州電廠采用的撈渣機(jī)運(yùn)行情況良好。因此，本人傾向于進(jìn)行底渣系統(tǒng)改造，以解決我廠底渣系統(tǒng)放渣問題。2.2一次風(fēng)機(jī)發(fā)生失速問題動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)相對(duì)于離心式風(fēng)機(jī)而言，具有運(yùn)行效率高、調(diào)節(jié)范圍大、對(duì)負(fù)荷變化反應(yīng)快等一系列優(yōu)點(diǎn)，在國外大、中容量的火電機(jī)組上早已獲得廣泛使用。近年來, 隨著國內(nèi)600MW及以上機(jī)組的大量建設(shè)和投運(yùn)，動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)在火電機(jī)組中也日趨普遍采用。但動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)由于其結(jié)構(gòu)上的特征，存在制造、安裝

26、、維修技術(shù)要求高，若制造安裝精度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，極易發(fā)生風(fēng)機(jī)失速及喘振等問題。揚(yáng)州第二發(fā)電廠二期工程一次風(fēng)機(jī)的型式為雙級(jí)軸流式風(fēng)機(jī)，易發(fā)生失速現(xiàn)象，機(jī)組調(diào)試期間發(fā)生一臺(tái)磨煤機(jī)跳閘的情況下一次風(fēng)機(jī)即進(jìn)入失速區(qū)，嚴(yán)重時(shí)威脅到機(jī)組的安全運(yùn)行。（風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)見圖10）圖10 雙級(jí)軸流風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖1、 失速的機(jī)理    風(fēng)機(jī)處于正常工況時(shí)，沖角很?。饬鞣较蚺c葉片葉弦的夾角即為沖角），氣流繞過機(jī)翼型葉片而保持流線狀態(tài)，如圖11（a）所示。當(dāng)氣流與葉片進(jìn)口形成正沖角，即>0，且此正沖角超過某一臨界值時(shí)，葉片背面流動(dòng)工況開始惡化，邊界層受到破壞，在葉片背面尾端出現(xiàn)渦流區(qū)，即所

27、謂“失速”現(xiàn)象，如圖11（b）所示。沖角大于臨界值越多，失速現(xiàn)象越嚴(yán)重，流體的流動(dòng)阻力越大，使葉道阻塞，同時(shí)風(fēng)機(jī)風(fēng)壓也隨之迅速降低。圖11 失速時(shí)氣流沖角的變化    風(fēng)機(jī)的葉片在加工及安裝過程中由于各種原因使葉片不可能有完全相同的形狀和安裝角，因此當(dāng)運(yùn)行工況變化而使流動(dòng)方向發(fā)生偏離時(shí)，在各個(gè)葉片進(jìn)口的沖角就不可能完全相同。如果某一葉片進(jìn)口處的沖角達(dá)到臨界值時(shí)，就首先在該葉片上發(fā)生失速，而不會(huì)所有葉片都同時(shí)發(fā)生失速。如圖12中，u是對(duì)應(yīng)葉片上某點(diǎn)的周向速度，w是氣流對(duì)葉片的相對(duì)速度，為沖角。假設(shè)葉片2和3間的葉道23首先由于失速出現(xiàn)氣流阻塞現(xiàn)象，葉道受堵塞后，通過

28、的流量減少，在該葉道前形成低速停滯區(qū)，于是氣流分流進(jìn)入兩側(cè)通道12和34，從而改變了原來的氣流方向，使流入葉道12的氣流沖角減小，而流入葉道34的沖角增大?？梢?，分流結(jié)果使葉道12繞流情況有所改善，失速的可能性減小，甚至消失；而葉道34內(nèi)部卻因沖角增大而促使發(fā)生失速，從而又形成堵塞，使相鄰葉道發(fā)生失速。這種現(xiàn)象繼續(xù)進(jìn)行下去，使失速所造成的堵塞區(qū)沿著與葉輪旋轉(zhuǎn)相反的方向推進(jìn)，即產(chǎn)生所謂的“旋轉(zhuǎn)失速”現(xiàn)象。風(fēng)機(jī)進(jìn)入到不穩(wěn)定工況區(qū)運(yùn)行，葉輪內(nèi)將產(chǎn)生一個(gè)到數(shù)個(gè)旋轉(zhuǎn)失速區(qū)。葉片每經(jīng)過一次失速區(qū)就會(huì)受到一次激振力的作用，從而可使葉片產(chǎn)生共振。此時(shí)，葉片的動(dòng)應(yīng)力增加，致使葉片斷裂，造成重大設(shè)備損壞事故。風(fēng)機(jī)

29、一旦發(fā)生失速，若風(fēng)機(jī)風(fēng)壓晃動(dòng)和風(fēng)道系統(tǒng)固有頻率相近，則會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)與系統(tǒng)發(fā)生耦合振蕩，從而使風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振，風(fēng)機(jī)一旦發(fā)生喘振，則風(fēng)壓發(fā)生劇烈晃動(dòng)，風(fēng)機(jī)及風(fēng)道發(fā)生劇烈振動(dòng)，風(fēng)機(jī)無法正常運(yùn)行。圖12 風(fēng)機(jī)失速時(shí)各葉片工作狀況的變化2、 一次風(fēng)機(jī)失速性能試驗(yàn)對(duì)于軸流式風(fēng)機(jī)進(jìn)行失速性能試驗(yàn)時(shí)應(yīng)先打通一臺(tái)磨煤機(jī)一次風(fēng)通道，然后啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)，將一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉慢慢上調(diào)至試驗(yàn)開度，然后緩慢關(guān)小磨煤機(jī)一次風(fēng)量調(diào)節(jié)擋板，增加一次風(fēng)系統(tǒng)阻力，同時(shí)提高一次風(fēng)機(jī)出口壓力，直至一次風(fēng)機(jī)發(fā)生明顯的失速，記錄風(fēng)機(jī)發(fā)生失速前的出口壓力及風(fēng)量。重復(fù)以上試驗(yàn)，得到風(fēng)機(jī)不同開度下的失速點(diǎn)，聯(lián)成曲線即可得出風(fēng)機(jī)失速性能曲線（見圖13）。圖1

30、3 軸流式風(fēng)機(jī)性能曲線以上曲線上方虛線為風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)工況下的失速性能曲線，而下方紅色曲線為風(fēng)機(jī)實(shí)際失速工況曲線，從以上曲線可知，我廠調(diào)試期間一次風(fēng)機(jī)實(shí)際失速性能遠(yuǎn)差于設(shè)計(jì)工況，正常運(yùn)行中TB點(diǎn)已很接近風(fēng)機(jī)失速點(diǎn)，略有工況擾動(dòng)（如發(fā)生一臺(tái)磨煤機(jī)跳閘）則一次風(fēng)機(jī)則會(huì)發(fā)生失速。3、 一次風(fēng)機(jī)失速問題的解決方案對(duì)于兩級(jí)軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)安裝時(shí)葉片同級(jí)及前后級(jí)葉片角度偏差太大、葉片葉頂間隙太大, 動(dòng)葉執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的范圍與風(fēng)機(jī)動(dòng)葉的可調(diào)范圍對(duì)應(yīng)關(guān)系等, 均是風(fēng)機(jī)喘振的誘因。為此，在一次風(fēng)機(jī)檢修時(shí)著重進(jìn)行了風(fēng)機(jī)動(dòng)葉角度偏差的檢查，并對(duì)葉頂間隙進(jìn)行檢查，檢查主要發(fā)現(xiàn)以下主要問題：（1） 一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉同級(jí)及兩級(jí)角度存在

31、一定偏差：對(duì)一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)一次風(fēng)機(jī)同級(jí)及兩級(jí)葉片角度存在一定偏差，偏差角度達(dá)5°（設(shè)計(jì)規(guī)范為小于1°），兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉角度存在較大偏差，這樣會(huì)導(dǎo)致部分葉片首先進(jìn)入失速區(qū)，隨后波及至相鄰的葉片。（2） 一次風(fēng)機(jī)葉頂間隙超標(biāo)風(fēng)機(jī)機(jī)殼加工精度不高，造成機(jī)殼存在一定的橢圓度，從而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉頂間隙超度，現(xiàn)場測量葉頂間隙最大達(dá)6.6mm（設(shè)計(jì)規(guī)范為2.5mm）。葉頂間隙超標(biāo)，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)效率大幅度下降，葉頂出現(xiàn)回流區(qū)會(huì)干擾風(fēng)機(jī)流場，使氣流攻角發(fā)生變化，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)進(jìn)入失速區(qū)；（3） 一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉不能關(guān)至零位，導(dǎo)致無法進(jìn)行喘振開關(guān)定值試驗(yàn)。軸流風(fēng)機(jī)在葉輪進(jìn)口處裝置喘振報(bào)警裝置，該

32、裝置是由一根皮托管布置在葉輪的前方，皮托管的開口對(duì)著葉輪的旋轉(zhuǎn)方向，如圖14所示。用一U形管與皮托管相連，則U形管（壓力表）的讀數(shù)應(yīng)該為氣流的動(dòng)能（動(dòng)壓）與靜壓之和（全壓）。在正常情況下，皮托管所測到的氣流壓力為負(fù)值，因?yàn)樗鼫y到的是葉輪前的壓力。但是當(dāng)風(fēng)機(jī)進(jìn)入失速區(qū)工作時(shí)，由于氣流壓力產(chǎn)生大幅度波動(dòng)，所以皮托管測到的壓力亦是一個(gè)波動(dòng)的值。為了使皮托管發(fā)送的脈沖壓力能通過壓力開關(guān)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，皮托管的報(bào)警值是這樣規(guī)定的：當(dāng)動(dòng)葉片處于最小角度位置時(shí)用U形管測得風(fēng)機(jī)葉輪前的壓力再加上2000Pa壓力，作為喘振報(bào)警裝置的報(bào)警整定值。當(dāng)運(yùn)行工況超過喘振極限時(shí)，通過皮托管與差壓開關(guān)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，要求運(yùn)行人

33、員及時(shí)處理，使風(fēng)機(jī)返回正常工況運(yùn)行。若一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉不能關(guān)至最小位置，導(dǎo)致喘振報(bào)警開關(guān)定值無法確定，喘振報(bào)警不能正常投用。圖14 風(fēng)機(jī)喘振測點(diǎn)安裝圖揚(yáng)州第二發(fā)電廠在風(fēng)機(jī)檢修期間，逐一對(duì)以上問題進(jìn)行解決，使動(dòng)葉角度偏差及動(dòng)葉葉頂間隙超標(biāo)的問題得到徹底解決，并對(duì)兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)零位進(jìn)行重新調(diào)整，最終使風(fēng)機(jī)的性能達(dá)到了原先設(shè)計(jì)性能，并在冷態(tài)時(shí)進(jìn)行模擬兩臺(tái)磨煤機(jī)跳閘試驗(yàn)，一次風(fēng)機(jī)未出現(xiàn)失速現(xiàn)象，保障了機(jī)組的安全運(yùn)行，滿足了RB試驗(yàn)時(shí)跳閘兩臺(tái)磨煤機(jī)一次風(fēng)機(jī)不出現(xiàn)失速問題?？傊?，由于雙級(jí)軸流風(fēng)機(jī)具有較高的效率，目前越來越多的電廠采用雙級(jí)軸流式一次風(fēng)機(jī)，但雙級(jí)軸流式一次風(fēng)機(jī)在制造安裝過程中的安裝精度要求很高，若不

34、能保證安裝質(zhì)量，則極易造成一次風(fēng)機(jī)發(fā)生失速。希望相關(guān)電廠在電站設(shè)備基建安裝以及調(diào)試運(yùn)行中注意雙級(jí)軸流式風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特性，并可通過冷態(tài)風(fēng)機(jī)失速性能試驗(yàn)及冷態(tài)模擬RB工況試驗(yàn)來考核一次風(fēng)機(jī)的失速性能，確保機(jī)組RB試驗(yàn)時(shí)一次風(fēng)機(jī)不發(fā)生失速現(xiàn)象。2.3制粉系統(tǒng)運(yùn)行問題揚(yáng)州第二發(fā)電廠一期工程采用MPS磨，二期工程采用HP磨，兩種磨煤機(jī)均為中速磨，主要差別為磨輥形式的差異，兩種磨煤機(jī)結(jié)構(gòu)如圖15所示：圖15 HP磨和MPS磨結(jié)構(gòu)對(duì)比圖MPS磨和HP磨相比主要有以下區(qū)別：1、 HP磨出口設(shè)置可調(diào)縮孔，而MPS磨出口為固定縮孔；2、 MPS磨采用液壓加載系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變加載，而HP磨采用彈簧變加載；3、 HP磨空磨運(yùn)

35、行時(shí)磨輥和磨環(huán)之間不接觸，以減少啟動(dòng)初期的振動(dòng)；4、 HP磨不設(shè)置水沖洗系統(tǒng)，只有一路惰性蒸汽系統(tǒng)；5、 HP磨石子煤斗內(nèi)正常有一水位，解決了MPS磨石子煤斗易漏風(fēng)而導(dǎo)致石子煤陰燃的問題，同時(shí)對(duì)于防止磨煤機(jī)走石子煤進(jìn)水有一定的作用。揚(yáng)州第二發(fā)電廠使用HP磨的主要問題是石子煤排放量較大，在使用山優(yōu)、優(yōu)混、淮南煤等為煤質(zhì)較差的煤種時(shí)石子煤排放量大大增加，7月份兩臺(tái)爐石子煤排放量達(dá)到1萬噸，對(duì)石子煤進(jìn)行采樣分析，發(fā)現(xiàn)石子煤中約夾帶三分之一的煤塊，這對(duì)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生了較大的影響。針對(duì)這一問題，揚(yáng)州第二發(fā)電廠進(jìn)行了以下優(yōu)化工作：1、 由于HP磨煤機(jī)石子煤排放量對(duì)一次風(fēng)量較為敏感，加大一次風(fēng)量可減少石子煤中雜質(zhì)的煤量。目前已規(guī)定對(duì)于燃用山優(yōu)煤、優(yōu)混煤等石子煤排放量偏大的磨煤機(jī)適當(dāng)加大一次風(fēng)流量（加大510t/h左右），以減少石子煤的排放量；2、 對(duì)磨煤機(jī)出口折向擋板進(jìn)行調(diào)整，適當(dāng)增加煤粉的細(xì)度值，減少磨煤機(jī)煤層厚度，從而降低磨煤機(jī)差壓來減少磨煤機(jī)石子煤夾帶煤塊的現(xiàn)象。但進(jìn)行該項(xiàng)調(diào)整時(shí)需兼顧其對(duì)飛灰含碳量的影響；3、 對(duì)磨煤機(jī)內(nèi)部進(jìn)行檢查，測量磨輥和磨環(huán)的磨損量，若磨損量超標(biāo)，應(yīng)適當(dāng)減少磨環(huán)磨輥間隙，并可適當(dāng)加大彈簧加