浅谈四角切圆燃烧锅炉燃烧调整与汽温调节

浅谈四角切圆燃烧锅炉燃烧调整与汽温调节
摘要：锅炉燃烧调整和气温调节是火力发电厂锅炉正常运行的两个重要方面，文章从600 MW亚临界四角切圆燃烧锅炉的正常运行调整方法入手，通过对正常运行中燃烧调整、汽温调节中出现的问题的分析，为以后同类型亚临界锅炉的调试及正常运行提供参考，为机组的安全、稳定、经济运行提供保证。

关键词：四角切圆燃烧；运行；燃烧调整；汽温调节
某发电厂4×600 MW亚临界锅炉是一种具有控制循环、一次中间再热、单炉膛、四角切圆燃烧方式、燃烧器摆动调温、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、紧身封闭布置等特点的燃煤锅炉。

锅炉型号为：SG－2093/17.5－M910。

24只直流式燃烧器分6层布置于炉膛下部四角，煤粉和空气从四角送入，在炉膛中呈切圆方式燃烧。

燃烧器沿炉膛高度方向自下而上分别编号为AA、A、AB、B、BC、C、CD、D、DE、E、EF、F、FF及OFA。

其中A、B、C、D、E、F层为煤粉燃烧器，AA、AB、BC、CD、DE、EF、FF层为辅助风，其中下部的AB、CD、DE和BC启转二次风与一次风喷嘴顺时针偏转4.5 °和15 °，上部消旋风二次风EF和OFA、FF与一次风喷嘴逆时针偏转20 °和25 °，采用不同的二次风偏转结构，使炉内空气动力场有利于稳定燃烧，降低NOx排放和减少结渣。

在AB、CD、EF三层二次风风室内设有启动及助燃机械雾化油枪，共12支轻油点火油枪。

在A层喷燃器上设有启动点火或低负荷稳燃的锅炉等离子点火装置。

1锅炉容量及主要参数
1.1过热蒸汽
最大连续蒸发量（BMCR）2 093 t/h，额定工况蒸发量（ECR）1 863.6 t/h，额定蒸汽压力（BMCR/BRL）17.47 MPa/17.28 MPa，额定蒸汽温度541 ℃。

1.2再热蒸汽
蒸汽流量（BMCR/ECR）1 771.6/1 574.7 t/h，BMCR工况
的进口/出口蒸汽压力为4.09 MPa/3.89 MPa，ECR工况的进口/出口蒸汽压力为3.63 MPa/3.44 MPa，BMCR工况的进口/出口蒸汽温度332 ℃/541.0 ℃，ECR 工况的进口/出口蒸汽温度为319 ℃/541.0 ℃，BMCR工况的给水温度为285 ℃，ECR工况的给水温度为278 ℃。

2燃烧调整
根据本锅炉运行遇到的问题，燃烧的调整主要从以下两方面来进行：
2.1两侧氧量的调节
由于采用四角切圆燃烧方式，容易造成炉膛出口及水平烟道中的烟气有残余旋转，引起受热面的烟气侧屏间受热偏差，表现在运行参数上就是两侧氧量的偏差和汽温偏差，消除了残余旋转也就消除了两侧氧量偏差。

如果调整不当，这种偏差会急剧恶化，两侧氧量偏差会达到1倍以上，汽温偏差可达15 ℃（实际中出现过氧量一侧达到低限1.5%，一侧4%左右；汽温一侧520 ℃，一侧535 ℃），引起参数超限。

正常运行中，下部的启转二次风和上部的消旋二次风都投入自动方式，各二次风门的开度根据给定的函数关系来自动调节。

自动调节在函数关系下很难消除炉膛出口及水平烟道中的烟气的残余旋转，解决办法就是在自动方式下给二次风门设偏置来人为调节开度以消除偏差。

负荷低于400 MW时，由于二次风压低，下部的启转二次风启转作用弱，需设偏置增加开度，上部的消旋风需设偏置减小开度，这样才能消除烟气的残余旋转；相反，高负荷时，由于二次风压高，下部启转二次风启转作用较强，需减小开度，上部消旋二次风需增加开度。

其次，燃烧器摆角的高低，使得燃烧的切圆与上部消旋二次风的距离发生近远变化，引起消旋作用发生强弱变化，进而影响到两侧氧量变化。

另外，由于不同煤层的投入，对两侧氧量也有影响，当上层煤层投入具有消旋作用，下层煤层具有启转作用，可根据情况相应调节下部启转与上部消旋二次风。

在进行两侧氧量调解时，当两侧氧量变化时，会引起两侧气温的很大变化，应加强汽温的监视，防止受热面超温和蒸汽温度超限。

2.2低负荷时注意优化制粉系统运行方式稳定燃烧
（1）尽量保持制粉系统煤层连续方式运行，若无法保证连续，不能出现隔2层或间隔层的方式，低负荷时磨煤机组合运行方式上采用下层A、B、C、D为主，且控制下两层煤量较大，最上层较小，保证锅炉燃烧中心集中。

（2）在低负荷运行中除控制合理的风煤比及炉膛出口氧量外，运行磨煤机辅助风门开度的控制应以均匀配风为原则，停运磨煤机辅助风自动关小至20%左右。

在此工况下如燃烧不稳，可手动调整运行磨的辅助风挡板，顶层二次风尽量开大，当底层A磨停运时，应关小该最低层辅助风门至50%左右，以提高炉膛断面热负荷。

（3）低负荷运行需要停磨时，应停用最上层磨，如因故障需停用下层磨时，采用先启动上层备用磨煤机，将准备停运磨煤机的给煤量转移至刚启动的给煤机；备用磨煤机运行正常后，方可停运需停运的给煤机、磨煤机，如炉膛压力波动异常，应及时投入等离子拉弧或投油稳燃（A磨煤机停运时）。

（4）制粉系统启停时，磨煤机风量应压低限控制，特别是中、下层给煤机跳闸或停运后应及时减小风量或将磨煤机及时停运，避免对运行燃烧器燃烧产生扰动。

（5）机组低负荷时发生制粉系统跳闸，应立即投入等离子拉弧或投油稳燃，首先确保运行制粉系统稳定，还要监视一次风机运行工况，防止一次风机喘振跳闸。

3汽温调节
毫无疑问，锅炉汽温是发电厂安全经济运行所必须监视与调整的主要参数之一，锅炉汽温度直接影响到机组的安全性与经济性。

蒸汽温度过高可能导致受热面超温爆管，蒸汽管道、汽轮机高压部分产生额外的热应力，从而缩短设备的使用寿命，而蒸汽温度过低将使机组的经济性降低，严重时可能产生水冲击，下面就此问题进行探讨分析：
3.1影响锅炉汽温的主要因素
影响锅炉汽温的主要因素有：①主蒸汽压力的变化；②给水温度的影响；③炉膛火焰中心位置的影响（如煤质、燃烧器运行方式、炉底漏风）；④制粉系统投退的影响；⑤受热面沾污程度的影响；⑥加减负荷速率的影响。

3.2运行中调节汽温的措施
运行中汽温调节有着重要的意义。

长时间地超温不仅会导致锅炉爆管，还会使汽缸、隔板、转子等金属部件强度降低，脆性增加，最终导致变形，损坏设备。

蒸汽温度低，机组循环热效率会降低，温度过低，还会使汽轮机发生水冲击，负胀差增加，动静摩擦，轴向位移增加。

基于本锅炉实际运行情况，有针对性地给出汽温调节方法。

主蒸汽压力对于过热汽温的影响是通过工质焓升分配和蒸汽比热容的变化实现的，过热蒸汽的比热容受压力影响较大，低压下额定汽温与饱和温度的差值增大，过热汽总焓升就会减小。

当汽压降低时，饱和蒸汽焓值增加，汽化潜热增加，过热蒸汽焓会减小，在燃烧量不变时，汽化潜热的增加使水冷壁产汽量（过热器流量）减少，相同传热量下的工质焓升增加，汽温升高；同理，汽压升高时，汽温就会降低。

现在的大容量机组在控制方式上投入了协调控制方式，当主汽压力变化时，协调控制方式会相应调节煤量的变化，然而煤量变化对汽温的影响与压力对汽温的影响是同向的，这就加剧了对汽温的影响。

所以在协调控制方式下，对汽压、汽温加强监视，压力变化较大时，应超前根据压力表变化，做出相应调节，以防受热面超温和气温超限。

本锅炉主要是通过摆动燃烧器摆角和调节下层启转二次风开度来改变炉膛火焰中心进行调节，再辅助以减温水调节。

在前面燃烧的调整中提到，四角切圆燃烧方式产生的烟气进入水平烟道普遍存在残余旋转，导致两侧烟气氧量和气温存在偏差，往往一侧再热汽温达到额定值后，另一侧低于额定值5～15 ℃。

这种汽温偏差随着喷燃器摆角的提高而逐渐增加，运行中可以通过调整上部消旋二次风、燃尽风和下部启转风门开度来尽量降低汽温偏差。

在降低汽温偏差的同时，还要兼顾两侧氧量，在氧量和汽温之间寻找一个最佳工况点。

在无法完全消除的情况下，一般采取两种处理方式：①保持一侧汽温达到额定值，另一侧低于额定值，这会导致再热汽温平均值偏低；
②投入高温侧再热器减温水，并通过调整喷燃器摆角或改变磨煤机组合方式使两侧汽温均达到额定值，根据日常经验数据，采用这种方式进行调节，再热汽温达到额定值后，一般均需投入10～20 t/h的减温水。

4结束语
综上所述，在电厂锅炉运行中，燃烧调整和汽温调节是锅炉运行中的两大控制难点，也是运行中容易发生的问题，甚至会导致机组跳闸。

在生产运行中总结经验，采取可靠易行的措施，解决生产中的实际问题，保障锅炉的安全、稳定、经济运行。

参考文献
1 郭飞、郝青哲、王堃.600 MW亚临界机组锅炉效率分析［J］.东北电力技术，2011（02）
2 关志峰、杜学慧.浅析600 MW亚临界机组锅炉的燃烧优化［J］.科技资讯，2011（15）
On the Combustion Adjustment and Steam Temperature Regulation
of Four Corner Tangential Combustion Boiler
Shang Xiwei, Ma Shengfu
Abstract: The boiler combustion adjustment and steam temperature regulation are two important aspects of boiler’s normal operation in thermal power plant. The article starts from the normal operation adjustment method of 600 MW sub－critical four corner tangential combustion boiler, through the analysis of problems occurring in combustion adjustment and steam temperature regulation of normal operation, provides a reference for sub－critical boiler’s adjustment and normal operation of the same type, and guarantees the unit’s security, stability and economic performance.
Key words: four corner tangential combustion; operation; combustion adjustment; steam temperature regulation。