600 MW超临界W型火焰无烟煤锅炉调试技术与实践

　　表1锅炉主要设计及168h运行参数项目MCRECR168h试运电负荷/MW660600601主蒸汽流量42511250再热蒸汽进/出口1/569308/571再热蒸汽进/出口1/398再热蒸汽流量―），男，工程师，主要从事洁净煤燃烧理论与技术的试验研究。

　　前言某电力公司600MW机组3号锅炉，是燃用无烟煤的并采用低质量流速垂直水冷壁炉膛的超临界的W型火焰锅炉。2009年5月开始锅炉机组调试，投运就达了到良好水平。

　　1概述4-M型超临界参数变压直流本生锅炉，其主要技术特征为超临界参数、垂直炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、露天布置的W火焰P型锅炉。

　　锅炉按带基本负荷设计，采用定压运行或定一滑一定运行方式，主要设计参数见表1.锅炉设计、校核煤种为当地金竹山低挥发分无烟煤，煤粉细度取只9.=4，煤种见表2.表2设计煤种及168h运行煤种特性设计煤种校核煤种校核煤种实际燃煤2主要系统及设备2.1锅炉启动系统锅炉启动系统容量为30BMCR，它包括汽水分离器、贮水箱及炉水循环泵和相关管道。在锅炉启动阶段贮水箱中的水经过炉水循环泵输送至锅炉省煤器进口，参与炉水循环。在锅炉水质不合格或者锅炉在渡膨胀期间，贮水箱中的水经过2根疏水管路排至疏水扩容器。

　　2.2燃烧系统锅炉配24只浓缩型EI-XCL型双调风旋流燃烧器，错列布置在炉膛的前后拱上，并垂直于前后拱，燃烧器的布置见，燃烧器结构见。

　　逆时针顺时针逆时针燃烧器与磨煤机连接。3制粉系统制粉系统采用双进双出钢球磨煤机正压直吹式制粉系统，配6台磨煤机、12台给煤机和2台一次风机。磨煤机为上海重型机器厂制造的BBD~4360型双进双出钢球磨煤机，单台磨煤机大出力59.6t/h，出口煤粉细度沁。为4.给煤机为沈阳斯托克电力设备有限公司EG290型电子称重式，大出力60t/h，利用调节转速来改变出力。

　　3调试过程和内容调试期间，锅炉共启动14次、停炉13次。停炉原因为正常停炉、设备异常、或操作失误。试运时间和主要工作内容见表3.表3 3号锅炉启动调试主要阶段一览表主要内容冷态空气动力场一阶段稳压降压相结合的吹管工艺锅炉低负荷，配合进行汽轮机冲转及相关汽机、电气方面的试验蒸汽严密性试验过热器、再热器安全阀校验，燃烧初调整，试投自动及其它试验投人各项保护及自动，断油带满负荷168h试运序号阶段名称冷态试验锅炉冲管首次整套启动蒸汽严密性试验及安全门校验6 168试运行06月27日06月27日07月04日4调试技术主要特点4.1采用稳压和降压相结合的吹管工艺采用一阶段主、再热蒸汽系统串联吹管、油煤燃烧、稳压和降压相结合的吹管方法。当制粉系统投运不能满足稳压吹管时采用降压吹管，既缩短吹管时间，保证吹管质量，又可充分暴露和消除锅炉、包括制粉系统的缺陷。同时在稳压吹管时可进行25负荷的燃烧初调整，减少吹管及以后调试燃油、及缩短调试工期。

　　4.1.1吹管参数66.0MPa，过热器出口压C，蒸汽流量850 960t/h；再热蒸汽进/出口压力1.进/出口温度410C/495C. 87.2MPa时开临冲门，3.54.2皿卩时关临冲门。

　　4.1.2吹管效果稳压吹管3次，降压吹管46次，停炉大冷却3次，吹管系数1.3以上，吹管质量优良。在吹管期间，投运B、D、E、F制粉系统，燃烧良好。

　　4.2锅炉干湿态转换4.2.1锅炉干湿态转换点的确定根据锅炉说明书第十章锅炉启动系统中：提供的总给水流量（约28.5BMCR水冷壁流量+约1.5BMCR减温水流量），实际的低直流负荷点将在调试期间确定“的要求，在实际运行中锅炉干湿态转换点为646t/h（34BMCR），分离器压力不要低于9MPa，分离器压力达到9.2MPa时投第二套制粉系统，此时下炉膛出口壁温由260C升至260C269C，波动小，调节余量较大，水冷壁安全裕度大。

　　4.2.2建立变炉膛给水流量的控制思路在锅炉湿态转干态中，易出现水冷壁壁温偏高、壁温偏差大现象。通过增加炉水循环泵出力或增加锅炉给水等，适当增大炉膛水冷壁管的通流量，有利于缓解流动不均匀性带来的水冷壁壁温偏差。

　　4.3锅炉干湿态转换判据满足以下任一条件，即判断锅炉由湿态进人干态的运行方式。

　　低温过热器人口焓值控制大于锅炉控制设定的焓值，且低温过热器出口蒸汽流量等于锅炉炉膛给水流量。

　　锅炉炉膛给水流量大于570t/h，且大、小溢流阀全关、储水罐水位不上升。

　　通过贮水箱水位和分离器出口蒸汽的过热度来判断，即大、小溢流阀全关、储水罐水位不上升，分离器出口蒸汽的过热度5C8C. 4.4劣质无烟煤燃烧技术1实际燃煤试运期间，锅炉实际燃用煤质为山西潞安贫煤和湖南本省劣质无烟煤的混煤，低位发热量一般在18 00020000k/kg，干燥无灰基挥发分一般在811之间，灰分一般在2936之间，人炉煤热值接近设计煤质，但挥发分略高于设计煤质，见表2. 4.4.2燃烧器各手动调风装置调整内火焰呈光亮的金黄色。结果表明，炉内燃烧正常，炉膛两侧烟温偏差在20C以内。

　　4.4.3制粉系统调整和运行磨煤机出口分离器挡板开度38°煤粉沁。为4；对各一次风管上的调节缩孔进行冷热态风管阻力调节，确保每台磨煤机出口风速偏差在5，实际风速仅相差0.5m/s；―次风速控制在2326m/s. 600MW时，一次风总风压自动值设为9. 5kPa，热风门开度在2550，负荷响应速度快。制粉系统总的运行原则是保证风煤比1.4 1.6.风煤比过高时，一次风速高不利于劣质煤燃烧，风煤比过低则容易出现堵磨现象。

　　4.4.4风箱风压和风门档板调整风箱风压和风门档板调整是相关的，其总原则是保证燃烧所需的氧量。高负荷时，拱上风箱风压维持2.2kPa，拱上二次风保持全开，燃烧器套筒风6085；停运的燃烧器套筒风20 30，以冷却燃烧器。

　　锅炉设计燃烧器套筒风有冷却位、油枪投运位、煤粉投运位。为简化运行操作，在DCS中设定以下自动程序：A）油枪和煤粉均未投人时，对应套筒风位置自动置20；（B）煤粉投人即风粉气动门开启时，对应的套筒风位置自动置60；（C）油枪投人时，对应套筒风位置自动置100；D）所有套筒风设一同层按钮，分吹扫位100和冷却位5氧量480MW以上负荷时，控制省煤器出口氧量在3.54.0；300450MW负荷时，控制省煤器出口氧量在4. 04.5，可保证炉内燃烧稳定并减少飞灰、炉渣含碳量。氧量过低（低于2.5）会带来炉膛结焦。

　　6分级风调整根据负荷情况，开启拱下分级风，见下表4.表4不同负荷下分级风开度项目数值5锅炉亚临界压力转超临界压力时分离器压力确定升降负荷时应避免分离器压力在临界压力附近长时间运行，即不在分离器压力21.023. 4MPa下长时间运行，以防止可能发生的水冷壁类膜态沸腾；电负荷在480MW以上，主蒸汽压力不低于23. 5MPa，其对应分离器压力不低于24.7MP，这样包括水冷壁在内的各受热面金属管壁温度正常，且有较大安全裕度。

　　6安全门整定与汽包炉不同，该锅炉一、二次蒸汽系统安全门校验均采用带额定负荷校安全阀。这是因为空负荷时锅炉在湿态运行，干湿态转换高压力限定在11.5MPa，高于此压力启动系统的疏水阀后的管路会超压，影响安全；另外机组空负荷时，再热器处于干烧状态，因此安全门整定时保持负荷600MW，稳定主汽压力24.整液压装置使安全阀起座，记录就地压力表压力及液压辅助装置压力。校验结果显示：各安全阀的起跳值与设定值不超过±1. 7168h试运行168h试运期间，锅炉燃烧稳定，排烟温度接近设计值。经化学取样分析，煤粉细度沁。为4 5，飞灰可燃物在5左右、炉渣可燃物在2左右，锅炉燃烧效率保持较高的水平。锅炉主要参数基本符合设计要求，见表1，包括水冷壁在内的各受热面金属管壁温度正常，无超温现象，且偏差在10C以内。

　　5异常情况处理5.1炉水循环泵电机温度高2009年6月14日锅炉启动前的水冲洗过程中，炉水循环泵启动30min后电机冷却水温度达到54C并呈上升趋势，为防止炉水循环泵损坏停止运行。检查冷却水及电机无异常后再次启动，15min后电机温度升到55C，停止运行。

　　经过分析认为：炉水循环泵高压冷却水人口滤网堵塞。将滤网拆下来，证实其内部有大量的油污及诱泥，已堵死。滤网清理好重新装上后，再未出现电机温度偏高现象。

　　5.2低温过热器出口管壁温度偏高低温过热器出口段材质为12Cr1MV，低温过热器壁温报警温度为510C，锅炉在1530ECR负荷时出现低温过热器出口管壁超温现象，短时高壁温达540C.经分析，其超温原因为：热负荷增加过快，蒸汽流量相对偏低；低负荷下燃烧不佳，火焰中心偏高。处理措施：适当降低热负荷增加的速率；改善燃烧，在投粉前保证22t/h以上的燃油量，增大蒸汽流量（电负荷）；增大送风量，尤其是增大拱上二次风量，延长火焰向下的行程，降低火焰中心。通过以上措施，低温过热器管壁超温问题得到有效地解决。

　　5.3分级风管和冷灰斗护板烧红锅炉带负荷试运初期出现了分级风管和冷灰斗护板烧红异常，其主要原因是拱上燃烧器一次风和二次风刚性较强、下冲行程较长，导致分级风以下区域炉膛温度过高。采用调整分级风挡板开度，降低拱上燃烧器风速，解决了这一问题。分级风挡板开度与负荷的对应关系见表4. 5.4侧墙水冷壁结焦问题高负荷试运炉膛存在结焦，其部位主要在两侧墙分级风喷口高度至拱部燃烧器高度，厚度约0. 3m，在负荷变化过程中有轻微的垮焦现象。

　　其原因：锅炉设计卫燃带面积921m2，较600MW亚临界W型火焰锅炉约多200m2；试运期间实际燃用煤质接近设计煤种，但挥发分比设计煤质高，导致下炉膛温度较高。实测炉膛温度高达1600C.通过加大送风量（氧量）、增大分级风开度的方法，降低下炉膛温度，结焦问题得到有效控制和缓解。

　　6结语首次点火，6月16日正式进人整套启动试运，7月4日顺利通过168h试运。

　　在168h试运期间，在燃用设计煤质下锅炉主要参数基本符合设计要求，炉内燃烧稳定，效率较高。过热器减温喷水量适中，包括水冷壁在内的各受热面金属管壁温度正常，无超温现象。

　　在调试吹管中采用投粉稳压和降压相结合的吹管工艺，对W型超临界无烟煤锅炉机组冲管工艺发展进行了有益的探索。

　　根据锅炉试运情况，确定锅炉干湿态转换点为34BMCR，即炉膛给水流量646t/h，转直流时分离器压力9MPa左右；分离器压力达到9.2MPa时，才能投第二套制粉系统。升降负荷时应避免锅炉在分离器压力21.023.4MPa下长时间运行。