張學(xué)明

摘 要：印度古德羅爾項(xiàng)目一期工程建設(shè)2×600MW 亞臨界燃煤機(jī)組，1號(hào)機(jī)組于2015年9月24日首次滿負(fù)荷運(yùn)行，在隨后的可靠性運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)機(jī)組再熱器減溫水流量大現(xiàn)象，經(jīng)過調(diào)試單位牽頭，組織鍋爐制造廠家，運(yùn)行，EPC等各方分析、檢查發(fā)現(xiàn)：爐膛和分隔屏結(jié)焦過多是造成再熱器減溫水量偏大的主要原因，經(jīng)過對(duì)鍋爐結(jié)焦受熱面進(jìn)行清焦，并對(duì)燃燒器配風(fēng)方式、吹灰頻率、爐膛出口氧量、火焰中心等進(jìn)行燃燒調(diào)整，使得再熱汽溫和減溫水量維持在設(shè)計(jì)范圍。同時(shí)避免鍋爐受熱面結(jié)焦，提高了鍋爐運(yùn)行效率和機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

關(guān)鍵詞：減溫水 原因分析 調(diào)整控制

前言：

印度古德羅爾一期 2×600MW 亞臨界燃煤機(jī)組項(xiàng)目，位于印度泰米爾納德邦古德羅爾鎮(zhèn)，瀕臨孟加拉灣。鍋爐為亞臨界壓力、一次中間再熱、控制循環(huán)鍋筒爐，鍋爐采用平衡通風(fēng)、直流式燃燒器四角切圓燃燒方式，設(shè)計(jì)燃料為煙煤。鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量為2069t/h。機(jī)組最大工況時(shí)（TMCR時(shí)），鍋爐的蒸發(fā)量為1892.9t/h。根據(jù)鍋爐廠家說明書及業(yè)主與EPC簽訂的技術(shù)合同規(guī)定，鍋爐負(fù)荷在50%-100%運(yùn)行期間，再熱蒸汽溫度為538（±5℃）。再熱器的減溫水量為0t/h。但是在1號(hào)鍋爐負(fù)荷在50%-100%BMCR試運(yùn)行期間，再熱器的減溫水量最大達(dá)到76.8 t/h，最小也有12.7 t/h。根據(jù)鍋爐廠說明書：再熱汽溫度主要通過再熱器煙氣擋板調(diào)整，再熱器事故噴水僅在再熱器事故狀態(tài)下投入，顯然如此大的事故噴水量，使鍋爐運(yùn)行效率明顯下降，也對(duì)再熱器長期運(yùn)行超溫帶來隱患。

處理前機(jī)組運(yùn)行參數(shù)如下：

處理前減溫水DCS截圖：

針對(duì)該問題，調(diào)試人員進(jìn)行試驗(yàn)分析、查找問題原因，根據(jù)調(diào)試人員所掌握的情況和運(yùn)行數(shù)據(jù)，現(xiàn)對(duì)#1爐再熱器減溫水流量異常的原因進(jìn)行分析如下：

1. 磨煤機(jī)組合方式的影響

圖3為磨煤機(jī)組合方式由ABCDE磨切換到ABDEF磨后，減溫水的變化趨勢曲線，從圖中可以看出，投運(yùn)F磨后，再熱器減溫水量上升。圖4為磨組合方式由ABCEF磨切換到ABCDE磨后減溫水的變化曲線，從圖中可以看出，切掉F磨后，再熱器減溫水量下降。這條規(guī)律與我們理論分析一致，當(dāng)火焰中心抬高時(shí)，再熱器減溫水量增加，火焰中心降低時(shí)，再熱器減溫水量減少。

2.煙氣中氧含量的影響

圖5、6選取了日常運(yùn)行中變化明顯的工況，圖中黑色曲線為煙氣中含氧量的變化曲線，兩條藍(lán)色曲線分別為再熱器減溫水A、B側(cè)的變化曲線。從圖中可以看出，當(dāng)煙氣中氧含量增加時(shí)，再熱器減溫水增加，當(dāng)煙氣中氧含量減少時(shí)，再熱器減溫水減少。同時(shí)，減溫水的變化略滯后于煙氣中氧含量的變化。本工程上可以看到這種趨勢，但并不明顯。

3.燃燒器擺角的影響

再熱器減溫水量整體上隨燃燒器擺角變化而變化。燃燒器上擺，火焰中心上移，減溫水量增加；燃燒器下擺，火焰中心下移，減溫水量減少。通過已經(jīng)完成的燃燒調(diào)節(jié)試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，下調(diào)燃燒器擺角對(duì)降低本工程再熱器減溫水量有一定幫助。

4. 受熱面結(jié)焦的影響

在#1爐停爐期間，調(diào)試技術(shù)人員和業(yè)主人員利用這個(gè)機(jī)會(huì)，對(duì)爐內(nèi)進(jìn)行了一次全面的檢查，發(fā)現(xiàn)鍋爐水冷壁結(jié)焦，同時(shí)分隔屏區(qū)域存在沾污，情況非常嚴(yán)重。爐膛水冷壁、省煤器等低溫受熱面的沾污只是影響工質(zhì)吸熱的一部分因素。分隔屏過熱器、后屏過熱器等受熱面的位置位于末再、末過之前，出現(xiàn)嚴(yán)重的沾污情況同樣是重要的影響因素。這些受熱面的沾污均將增加末再、末過位置處的煙氣溫度，導(dǎo)致過熱器和再熱器吸熱量超出理論設(shè)計(jì)值，并且需要大量的減溫水參與進(jìn)行降溫。見圖-14

從調(diào)試人員檢查的沾污情況分析中也可以明確看到分隔屏過熱器的實(shí)際吸熱量大大低于設(shè)計(jì)值，是受沾污影響最嚴(yán)重的受熱面。

5.鍋爐結(jié)焦和沾污對(duì)受熱面吸熱量的影響

基于 #1爐的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)試人員根據(jù)現(xiàn)有測點(diǎn)的讀數(shù)，對(duì)各級(jí)受熱面的吸熱情況與設(shè)計(jì)值進(jìn)行整體的比較。通過受熱面吸熱的比較以及現(xiàn)場進(jìn)行燃燒調(diào)整試驗(yàn)的結(jié)果，分析認(rèn)為：引起鍋爐再熱器減溫水流量異常的主要原因，是鍋爐的結(jié)焦和沾污問題。

與設(shè)計(jì)值相比，過熱器系統(tǒng)（包括水系統(tǒng)）實(shí)際吸熱量增加3.3%，再熱器系統(tǒng)實(shí)際吸熱量增加35%。

與設(shè)計(jì)值相比，過熱器系統(tǒng)（包括水系統(tǒng)）各級(jí)受熱面吸熱量變化詳見下表：

爐膛結(jié)焦后，進(jìn)入上爐膛的煙氣溫度升高。同時(shí)因分隔屏過熱器沾污嚴(yán)重，分隔屏吸熱能力下降，導(dǎo)致分隔屏出口的煙氣溫度進(jìn)一步升高。處于分隔屏下游的受熱面將受到更大的影響，包括后屏過熱器、屏式再熱器、末級(jí)再熱器以及末級(jí)過熱器等。

但由于后屏過熱器也存在一定的沾污情況，后屏過熱器的吸熱量沒有產(chǎn)生更大的變化。從屏式再熱器開始，下游的各級(jí)受熱面沒有出現(xiàn)明顯的沾污現(xiàn)象，清潔度較高，所以吸熱量的開始出現(xiàn)明顯的變化。

與設(shè)計(jì)值相比，墻式再熱器實(shí)際吸熱量增加28.7%，屏式再熱器與末級(jí)再熱器的實(shí)際吸熱量增加36.7%。

墻式再熱器吸熱量增加的主要原因是：由于再熱器減溫水的投入，導(dǎo)致墻式再熱器入口工質(zhì)溫度降低，墻式再熱器內(nèi)工質(zhì)流量增加。墻再入口工質(zhì)溫度降低，同時(shí)上爐膛區(qū)域煙溫升高，增加了墻式再熱器與煙氣側(cè)的傳熱溫差，墻式再熱器吸熱器能力增強(qiáng)，造成鍋爐排煙溫度也升高，鍋爐效率下降。

采取的措施：

1.根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況采取以下措施

a）要求業(yè)主對(duì)燃用的煤質(zhì)要盡量接近設(shè)計(jì)煤種，同時(shí)應(yīng)盡量避免將煤質(zhì)特性相差較大的煤質(zhì)進(jìn)行混燒的方式；煤質(zhì)和灰分化驗(yàn)結(jié)果如下：

b）對(duì)高堿煤的結(jié)渣特性給予充分重視，調(diào)整受熱面的吹灰周期和吹灰順序，保證爐膛的連續(xù)吹灰，避免因受熱面沾污加劇引起的傳熱惡化；吹灰頻率，每24小時(shí)對(duì)鍋爐進(jìn)行一次全面吹灰，每12小時(shí)對(duì)尾部受熱面進(jìn)行一次全面吹灰，保證受熱面清潔及良好的吸熱。在吹灰頻次正常情況下，保持二次風(fēng)中下部多供風(fēng)，上部未投用的粉層和燃盡風(fēng)盡可能關(guān)??；如果因?yàn)樨?fù)荷或其原因，不能保證正常吹灰，建議二次風(fēng)上、中、下平衡配風(fēng)。

c）在再熱器沾污可控的情況下，盡量將再熱器的吹灰周期延長；

d）檢查爐底干排渣系統(tǒng)漏風(fēng)，盡量減少爐底無組織漏風(fēng)，避免漏風(fēng)引起火焰中心上移；

e）對(duì)制粉系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，保證滿負(fù)荷工況下磨煤機(jī)五投二備的運(yùn)行方式，同時(shí)將單臺(tái)磨一次風(fēng)量調(diào)整到110t/h左右，降低一次風(fēng)風(fēng)率；保證二次風(fēng)風(fēng)率接近設(shè)計(jì)值；

f）#1爐停爐清焦并重新啟動(dòng)后，觀察鍋爐的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整；明確在鍋爐受熱面清潔的情況下，記錄再熱器系統(tǒng)的減溫水流量；隨著鍋爐運(yùn)行時(shí)間延長，確認(rèn)鍋爐是否繼續(xù)出現(xiàn)結(jié)焦情況，并且再熱器減溫水量是否隨之增加；

g）燃燒器擺角對(duì)再熱器減溫水的調(diào)整效果不明顯，在主汽溫度允許的情況下，可以盡可能的降低其擺角。燃燒器擺角控制在35%左右，運(yùn)行時(shí)燃燒器周界風(fēng)開度，根據(jù)給煤量每增加一噸，周界風(fēng)開度增加1.1%左右即可，助燃風(fēng)開度也是如此。調(diào)整兩側(cè)一次風(fēng)機(jī)出口壓力在12.5kPa左右，磨煤機(jī)入口壓力控制在6.5KPa ，風(fēng)量控制在150T/h，磨煤機(jī)出口溫度控制在60-62℃，噴燃器運(yùn)行方式盡量少用最上層的磨煤機(jī)運(yùn)行，以免影響再熱汽溫的升高，爐膛負(fù)壓控制在-20—— -50Pa.

h）現(xiàn)場用網(wǎng)格法對(duì)尾部氧量進(jìn)行重新標(biāo)定，運(yùn)行氧量按滿負(fù)荷3.5%（設(shè)計(jì)值）控制。使用德圖350煙氣分析儀測量空氣預(yù)熱器出、入口的氧量得知， DCS上顯示的氧量和就地實(shí)際測量的氧量偏差較大，DCS上顯示的數(shù)據(jù)偏小，所以正常運(yùn)行過程中把空氣預(yù)熱器入口氧量控制在2.5%-3%左右，DCS顯示數(shù)據(jù)。對(duì)比如下：