超超臨界鍋爐排煙溫度高原因分析及對策

1、1000MW超超臨界鍋爐排煙溫度高原因分析及對策劉崇剛 國電泰州發(fā)電有限公司生產運行部江蘇泰州 213000 擇要：本文針對國電泰州發(fā)電有限公司2*1000MW超超臨界鍋爐排煙溫度高原因進行分析，提出具體解決辦法，取得明顯的效果，具有很強的實用性和推廣價值，值得同類型電廠。關鍵詞：1000MW超超臨界鍋爐 煤種 制粉系統(tǒng) 空預器 熱風溫度 排煙溫度 對策一、 鍋爐概況 國電泰州電廠一期工程2×1000MW超超臨界燃煤機組鍋爐是哈爾濱鍋爐廠有限責任公司由三菱重工業(yè)株式會社（Mitsuibishi Heavy Industries Co. Ltd）提供技術支持，設計的鍋爐是超超臨界變壓運

2、行直流鍋爐，采用型布置、雙爐膛、一次中間再熱、低NOX PM主燃燒器和MACT燃燒技術、反向雙切園燃燒方式，底層1A磨煤機采用等離子助燃技術，爐膛為內螺紋管垂直上升膜式水冷壁，循環(huán)泵啟動系統(tǒng)；調溫方式除煤/水比外，還采用煙氣分配擋板、燃燒器擺動、噴水等方式。鍋爐型號：HG-2980/26.15-YM2型。其中HG表示哈爾濱鍋爐廠，2980表示該鍋爐BMCR工況蒸汽流量，單位是t/h。26.15表示該鍋爐額定工況蒸汽壓力，單位是MPa，YM2表示該鍋爐設計煤種為煙煤，設計序列號為2。鍋爐采用平衡通風、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構架、全懸吊結構，設計煤種為神華煤，校核煤種分別為兗州煤和同忻煤。國電泰

3、州電廠一期工程2×1000MW超超臨界燃煤機組鍋爐是由哈爾濱鍋爐廠有限責任公司在日本三菱重工業(yè)株式會社（Mitsuibishi Heavy Industries Co. Ltd）的技術支持下，設計的超超臨界變壓運行直流鍋爐，采用型布置、單爐膛、改進型低NOX PM（Pollution Minimum）主燃燒器和MACT（Mitsuibishi Advanced Combustion Technology）型低NOx 分級送風燃燒系統(tǒng)、反向雙切圓燃燒方式，爐膛采用內螺紋管垂直上升膜式水冷壁、循環(huán)泵啟動系統(tǒng)、一次中間再熱、調溫方式除煤/水比外，還采用煙氣分配擋板、燃燒器擺動、噴水等方式。

4、鍋爐采用平衡通風、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構架、全懸吊結構。 泰州電廠的鍋爐以神華煤為設計煤種、以同忻煤和兗州煤為校核煤種進行設計和校核，各煤種的有關參數(shù)如下所示：名 稱 及 符 號單位設計煤種 （神華煤）校核煤種兗州煤同忻煤元素分析收到基碳 Car%61.757.9256.32收到基氫 Har%3.673.683.68收到基氧 Oar%8.568.097.75收到基氮 Nar%1.121.170.93收到基全硫 St,ar%0.600.550.8收到基灰分 Aar%8.8021.3924.52收到基全水分 Mtar%15.557.206.00空氣干燥劑水分 Mad%8.431.270.163

5、.96收到基揮發(fā)分 Var%26.5027.33干燥無灰基揮發(fā)分 Vdaf%34.7338.2737.00收到基低位發(fā)熱量 Qnet,arkJ/kg234422242021980哈氏可磨系數(shù) HGI55.0065.00灰熔融性變形溫度 DT11501190軟化溫度 ST1190>1500>1450流動溫度 FT1230>1500制粉系統(tǒng)采用中速磨正壓直吹式系統(tǒng)，每爐配6臺由沈陽機電裝備工業(yè)集團銷售有限公司生產的型號為MPS280的輥一環(huán)式中速磨煤機和六臺由上海發(fā)電設備成套設計研究所提供的型號為CS2036HP的電子稱重式給煤機。每臺磨供一層共2×4=8只燃燒器，燃燒

6、器為低NOX的PM型并配有MACT型分級送風系統(tǒng)，以進一步降低NOX生成量。設計煤種制粉熱風溫度248。每爐布置兩臺三分倉容克式預熱器，型號為34-VI(T)-1850(2000)-SMR，保證運行一年后漏風率8%。鍋爐1000MW工況設計一次風溫316.7，二次風溫337.2，空預器入口煙溫375，排煙溫度125，氧量2.3%。二、 問題提出 該廠兩臺機組自投產以來，一直存在排煙溫度偏高問題。#1爐1000MW負荷最佳工況運行時，空預器入口一次風溫35.77，入口二次風溫25.18，實際排煙溫度排煙溫度142.3，經修正后136.5，比設計值高11.5，嚴重影響鍋爐效率（雖然鍋爐熱效率93.

7、68%，達到設計的93.66%，滿足保證值要求）。對比實測值和設計數(shù)據(jù)可以得出：排煙溫度高的主要原因出在空預器環(huán)節(jié)上?？赡艽嬖诘脑虬ㄒ韵聨讉€方面：1、 空預器密封性能不好，導致多處漏風。但從電科院性能試驗結果看，漏風1A、1B空預器漏風率分別為5.6、3.9，均在設計范圍內。2、 一、二次風溫達不到316、337的設計值，只有290、305，分別低26、32，空預器傳熱效率可能較低。需要說明的是，此是在空預器吹完灰進行的，不存在運行積灰影響換熱的情況，而且長期運行表明空預器吹灰對排煙溫度影響較小?？疹A器自身傳熱效果差也可能是導致排煙溫度高的原因之一。空預器受熱面存在設計時傳熱面積和蓄熱量不

8、足，傳熱量不夠；或者說波紋板質量不是很理想，也可能安裝間歇較大，煙氣側有漏點，存在煙氣“走廊”，換熱效果差。3、 電廠實際燃燒煤種與設計煤種存在一定的差異，引起排煙溫度偏高。實際煤種：國燃21， Var27.04%、Vad33.29%、Mar為14.4%；國燃4Vad為39.74%、Mar6.4%；石炭2Vad為37.1%、Mar為13.5%；大友Vad為31.53%、Mar為15.4%；國燃31Vad為23.87、Mar為7.8，還有其他系列煤種，即使同煤種，數(shù)據(jù)偏差也較大。明顯的國燃4、國燃31等煤種水分低，需要熱風溫度約在130190，其他較高水分煤種接近設計熱風溫度，約在240265，

9、需要熱風多，冷風少，在相同制粉總風量情況下，需要空預器加熱冷風量變大，降低了排煙溫度。但是煤種揮發(fā)份較高，如此高的熱風溫度帶來一定的安全隱患。根據(jù)廠家提供的磨煤機入口熱風溫度對排煙溫度影響的修正曲線，如下圖所示，熱風溫度相差20對排煙溫度影響約為3。4、 磨煤機組合運行方式對排煙溫度的影響。由于1A磨停用后等離子設備需要冷卻，必須開啟冷風6070T/H，排煙溫度要升高45，其他磨開冷風大致也是如此，要求A磨無異常必須運行。有時候熱風隔絕門不嚴漏熱風，為了保證備用磨的安全，必須要有一定的冷風通入，也會提高排煙溫度。同時當機組負荷波動時，采用ABCDE或BCDEF運行，四磨運行和五磨運行，對排煙溫

10、度影響也有23。5、 煤種的對排煙溫度的影響。國燃煤灰份大，燃燒延遲，火焰中心上升；灰粒攜帶熱量不易釋放，且引起尾部受熱面積灰，影響換熱效果，同樣會引起排煙溫度偏高。全部投用低位磨來減低火焰中心，又容易造成二過金屬壁溫容易超限，必須投用大量一級減溫水，反而造成主氣溫度偏低，容易產生氧化皮，同樣影響機組的安全和經濟性。6、 鍋爐燃燒配風對排煙溫度的影響。運行曾在同一負荷改變鍋爐配風方式，無論是三角形還是到三角形，AA風各種開度包括改變AA風的擺角，幾乎沒有什么效果。說明現(xiàn)在先進的燃燒器設計對煤種的適應性很強，都能保證相對穩(wěn)定的著火和燃燒效率。7、 吹灰方式對排煙溫度的影響。按照目前情況，各處煙溫

11、與設計值偏差不大，對比吹灰前后的煙溫，變化不是很明顯，空預器的進出口煙氣差壓1000MW時只有1kPa、一次空氣側差壓為0.61kPa、二次風側差壓為0.51 kPa，設計值分別為1.12 kPa、0.64 kPa和0.95 kPa，積灰情況良好，存在煙氣走廊的可能性極大，原因不外乎是設計、制造、安裝工藝、產品質量方面的原因。三、 排煙溫度高對策 針對目前機組運行的實際情況，泰州電廠主要采取以下方法，對解決排煙溫度高有一定效果：1、 煤種不同，合理控制磨煤機出口風粉混合溫度在7378，提高制粉熱風溫度；一次風壓按自動曲線，不設偏置（如果煤種變化時可根據(jù)實際情況調整），制粉風量設-10至-15的

12、偏置，熱風調門開度維持在60%-80%之間，冷風調門開度維持在10%-30%之間，盡量降低一次風壓，減少一次風節(jié)流損失、進入爐膛冷風和減少空預器漏風。2、 控制好鍋爐運行的總風量，保持適當?shù)幕鹧嬷行暮兔悍壑鹁嚯x，根據(jù)負荷高低維持鍋爐氧量在2.3-5.2（1000MW500MW）之間，投自動時設-0.4%偏置，嚴格控制排煙溫度不超限，發(fā)現(xiàn)偏高時要加強各受熱面和空預器吹灰，保證空預器進口煙氣溫度378，煙氣側差壓1.0kPa，二次風側差壓0.8kPa，一次風側差壓0.5kPa。3、 正常運行，盡量保證磨組在7580t/h左右且高位磨運行；機組負荷在600-850MW以下運行時可以保持四臺磨運行；煤種穩(wěn)定每臺磨出力不超過85t/h，如果負荷連續(xù)上升時應提前投入磨組運行。4、 合理組織吹灰器運行方式。5、 加強巡回檢查，發(fā)現(xiàn)鍋爐本體漏風及時處理，減少爐膛漏風。6、 與設管部密切配合，空預器LCS系統(tǒng)正常投運，減少熱端漏風。7、 應該就現(xiàn)行煤種下的一、二次風率重新進行熱力計算，以期