660MW超超临界锅炉水冷壁超温原因分析及对策 .pdfVIP

660MW超超临界锅炉水冷壁超温原因分

析及对策

摘要：超超临界直流锅炉容量大，热蒸发面面积大，布置复杂，管段多且长，

供热负荷高，容易出现热负荷不均匀导致管壁过热。通过优化煤种搭配、吹灰方

式和制粉系统运行方式等措施，达到控制壁温的目的。

关键词：660MW超超临界锅炉水冷壁；超温原因；对策

引言

超超临界直流锅炉容量大，热蒸发面面积大，布置复杂，管段多且长，供热

负荷高，容易出现热负荷不均匀导致管壁过热。为了保证一定的质量循环速度，

冷却水壁的内径必须小，因此垂直管道的水冷壁容易超温。影响垂直管道水冷壁

温度的因素有很多，所以对水冷壁温度过高的原因及对策进行研究对同类机组运

行具有较高的参考价值。

1设备与背景

某厂锅炉采用上海锅炉厂超超临界π型锅炉，制粉系统是正压直吹式结构，

在炉膛的四角分6层布置了24只直流式煤粉燃烧器，水冷壁下部是在炉膛四周

采用螺旋管圈布置，上部布置的是垂直管圈。

2水冷壁超温原因分析

某厂2020年烧高热值煤时，在各个负荷段区间内升降负荷过程中都会导致

中间点过热度的不同程度的幅度波动，特别是当2号炉大幅度减负荷至

300~400MW时中间点过热度最高可达60℃以上，导致水冷壁出现较为严重的区域

性超温，全年水冷壁温度超高二值达109次，其中特别是后墙水冷壁垂帘管及后

墙水冷壁悬吊管超温想象更为频发和严重，其中后墙悬吊管出口自左第50排自

前第6号管、后墙垂帘管自左第50排自前第1号管超温情况最为严重。锅炉水

冷壁长期处于超温情况下运行容易导致爆管，直接影响锅炉的安全运行及其使用

寿命。为解决水冷壁超温影响机组的安全经济运行，生产各部门通过大量数据分

析、调研和摸索总结，多次组织专业会分析后得出超温的原因主要有：①锅炉偏

烧；②煤种变化；③受热面结焦。首先2号炉的水冷壁呈现区域性超温，则意味

着区域性单位吸热量过多，传热恶化，这就是由于燃烧火焰产生偏斜而不对称所

导致的。由于2020年整年煤种热值较高，在升降负荷过程中更容易加剧火焰偏

斜造成区域性超温的程度。锅炉专业讨论后形成了如下系列的防范措施。

3控制措施

3.1调整煤种搭配

锅炉水冷壁的超温现象，与煤种的特性以及掺烧搭配有很直接的关系。相比

2020年，2021年多采用燃烧低位发热量较低的煤种，提高同等负荷下的总煤量，

总体风量也跟随煤量增加而增加，降低炉内温度从而使水冷壁温度下降。同时对

高热值煤提出了相关燃烧调整要求如下：①掺烧印尼煤磨煤机出口混温设定不得

高于70℃。②水冷壁每班吹灰两组：日班2、3组，中班1、3组。尾部烟道日班

吹一组。吹灰时注意观察冷灰斗掉焦及钢带机温升情况。如钢带机温升较快，应

暂缓吹灰，开启冷却风门。③周界风控制25%开度以上。控制脱硝进口NO不超

X

300mg/m前提下，尽量开大主燃烧区域小风门，降低还原性气氛。④控制氧量不

3

低于2%运行。⑤响应机组负荷变化时，优先启停A磨。F磨煤机仅在执行定期降

煤位工作时启动。⑥F制粉系统运行时，火下风FF原则上保持开度不小于70%，

F磨煤机正偏置3t/h风量。F制粉系统停运时，应将EF二次风当作火下风运行，

FI、F二次风关至15%开度。

3.2加强监视和控制中间点过热度

锅炉在低负荷段特别是300~400MW运行时，较容易出现超温现象。正常运行

时适当降低中间点过热度设定值，相对增加给水流量，蒸发段后移，降低水冷壁

区的热负荷。特别是当变负荷过程中壁温上升趋势较猛时，控制过热度不超过30℃

并根据实际情况调低负荷速率和退出协调外挂运行。

3.3提高总风量及氧量

由于锅炉的总风量及含氧量偏低，炉膛火焰的充满度不佳，导致炉膛部分区

域缺氧燃烧，炉内辐射传热量增大，从而使水冷壁的温度上升。鉴于这种情况，

2号炉的总风量偏置和氧量偏置都比1号炉高，提高了炉膛的整体风量和氧量水

平，从而减小了炉膛的辐射传热量，使水冷壁管壁温度相应下降。通过提高氧量

后，2号炉后墙水冷壁的管壁温度情况如下表所示：

经上表可得出，提高氧量至2%以上，对后墙水冷壁有明显的降温作用。

3.4根据煤种特性