某600MW前后墙对冲旋流燃煤锅炉屏过壁温分布研究及调整措施

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中国设备

工程

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中国设备工程 2018.05 （上）3 结语

通过对反应堆压力容器整体顶盖锻件锻造方案中，涉及的加热、塑性成型、锻后热处理三个过程中主要工艺参数的控制，分析了其对锻件质量的影响因素。

（1）在对钢锭加热过程控制中，主要对最高加热温度、装炉温度、升温速度、均热控制、保温时间等关键工艺参数的控制，防止产生较大的温度应力并引起裂纹等缺陷，提高了金属塑性，降低变形抗力。（2）在成型过程的控制中，严格控制钢锭的头尾切除量和总锻造比，采用饼形板坯冲型法使得驱动机构贯穿件区域承受较大的静水压力，形成三向压应力，提高了

压实效果。（3）在锻后热处理的控制中，采用正火+扩氢退火的工艺细化了晶粒，防止白点与氢脆，消除内应力，降低硬度，改善锻件的切削性能，为最终热处理做好组织准备。参考文献：

[1]阚玉琦，陈晓青，梁书华.反应堆压力容器大型锻件热加工质量控制研究[J].热加工工艺,2009,38(23):138-141.

[2]杨钟胜.大型锻件锻后热处理的研究及注意事项[J].金属加工(热加工),2013，(19):40-42.

[3]康大韬.叶国斌大型锻件材料及热处理[J].科学出版社,1998.[4]吴京华.大型钢锭和锻件加热与冷却过程的实验研究[J].大型铸锻件文集,1992,(6):79-81.

某公司600MW 机组锅炉为东方锅炉（集团）股份有限公司设计制造的DG2028/17.45-II5型亚临界参数自然循环锅炉。锅炉采用亚临界、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、尾部双烟道、全钢构架的∏型汽包炉。锅炉投产至今一直存在屏过管壁温度偏差大，最大前后屏过管壁温度相差140℃左右，减温水使用量大的情况。

1 问题分析

表1为负荷364MW，投ABCD 层燃烧器时屏式过热器各屏管壁温度统计表。前后屏管壁温度最大相差141℃，左右屏管壁温度最大相差120℃。

存在上述问题的主要原因：同层各支燃烧器热负荷不均匀导致沿炉膛宽度方向各屏壁温偏差；屏式过热器的结构导致前后壁温偏差；水冷壁左右吸热量不均匀。

针对上述因素进行试验研究。

2 试验研究

2.1 同层各支燃烧器热负荷不均匀导致沿炉膛宽度方向各屏壁温偏差

本文所研究的锅炉炉膛宽20700mm，深16744mm，燃烧系统采用东方锅炉厂自行开发设计前后墙对冲燃烧方式的外浓内淡型低NOx 旋流煤分燃烧器（OPCC），总共30只旋流煤粉燃烧器分3

某600MW 前后墙对冲旋流燃煤锅炉

屏过壁温分布研究及调整措施

张涛

（四川广安发电有限责任公司，四川 广安 638017）

摘要：本文针对某电厂600MW 前后墙对冲旋流燃煤锅炉屏式过热器管壁壁温分布偏差大、减温水量大的问题，从煤粉细度、燃烧器热负荷、屏式过热器结构等方面进行分析，同时针对炉内流场和屏式过热器的结构匹配进行不同燃烧器投运实验，验证了屏式过热器的结构与炉内流场不匹配的结论。

关键词：屏式过热器；壁温偏差；减温水量

中图分类号：TK227 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2018）05（上）-0167-03

表1 屏过各屏管壁温度 ℃屏过壁温1沿炉膛宽度屏过编号（左→右）

23456789101112前

↓

后

Ⅰ385397434414405419399379402442447441Ⅱ409431451458454460436432426473501514Ⅲ432465509509498490474463482533544552Ⅳ

472

509

519

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研究与探索Research and Exploration ·探讨与创新

中国设备工程 2018.05 (上)

层布置在前后墙的6只大风箱上，配以6台中速磨煤机，每台磨煤机为同一大风箱上的5只煤粉燃烧器提供风粉混合物，设计煤粉细度R90=16％。如图

1。

左侧墙前墙

右

侧

墙

右侧墙后墙左

侧

墙

E5E4E3E2E1F5F4F3F2F1D5D4D3D2D1B5B4B3B2B1C5C4C3C2C1

A5A4A3A2A1

图1 燃烧器与磨煤机的连接关系图

同层各支燃烧器的粉量不均、煤粉细度不均，进风量不均等，均会造成沿炉膛宽度方向的热负荷不均，进而导致炉膛出口屏式过热器各屏的壁温

产生较大偏差。

在冷态调试时，对各支燃烧器的一次风进行了调平，热态时对各磨煤机煤粉细度采用等速采样装置采集7各点，每次采集间隔50秒。进行取样、分析。同时也反映了各支粉管的粉量情况，煤粉细度粗的粉管，收集的粉量也多，说明该燃烧器的热负荷较大。（各支粉管煤粉取样结果见表2）。

表2 各台磨机对应出口粉管的煤粉细度

在冷态调试时，对各支燃烧器的二次风、三次风进行了标定，保证每支燃烧器的进风量相同，同时对二次风大风箱进行了积灰清理，并安装了风箱防积灰装置，进行定期清理。防止因风箱积灰导致各支燃烧器的流场不同而导致的燃烧器热负荷不均。2.2 

屏式过热器的结构导致前后壁温偏差

过热器系统布置了两次左右交叉：低过出口至屏过进口，屏过出口至高过进口各进行了一次左右交叉，有效的减少了烟气流过锅炉宽度上不均匀性带来的影响，有利于减少屏间及管间的热偏差。屏过采用在下炉膛出口左右布置12块大屏，每块大屏由前后并联4片小屏组成。

理论上，屏式过热器为全辐射式，辐射换热占主要，但是实际上屏式过热器换热也受烟气流速的影响，说明对流换热也会对屏过的管壁温度偏差造成很大的影响。

通过投运不同层的燃烧器组合进行实验，投运ABCD（前墙中、下层，后墙中、下层对冲）层燃烧器时屏过管壁温度分布如图2，呈现出前低后高的温度分布趋势。靠近折焰角的Ⅳ号屏温度最高。

图2 投运ABCD 层燃烧器时屏过管壁温度分布图

这是由于热烟气经过折焰角后，在下炉膛出口靠近折焰角处产生烟气聚集，又由于屏过采用在下炉膛出口前后并联4片屏的方式，在第Ⅳ屏处（靠近折焰角）烟气量明显大于前面3片屏处的烟气量，将导致Ⅳ号屏壁温大于其它前面3片屏的壁温。

针对上述问题，实验投运ABCE（前墙上、下层，后墙中、下层）前后墙各两层的燃烧器运行方式。屏过管壁温度分布如图3，也呈现出前低后高的温度分布趋势，靠近折焰角的Ⅳ号屏温度最高。

图3 投运ABCE 层燃烧器时屏过管壁温度分布图

为减少烟气在后墙折焰角处聚集，将烟气向炉前流动，进行投运ABCF（前墙下层，后墙上、中、下层）层的燃烧器运行方式实验。屏过管壁温度分布如图4，前后屏过的温度分布趋于均匀，说明烟气受折焰角的影响较大，折焰角提高了Ⅳ号屏的吸热量。2.3 水冷壁左右吸热量不均匀

在热态运行时进行了炉膛温度测量，在折焰角下方的前后墙温度偏差不大，左右墙的偏差也在70℃的合理范围内。停炉检查水冷壁，没有发现炉膛四周水冷壁有结焦现象，排除因结焦造成的炉膛出口烟温偏差而导致的屏式过热器壁温偏差。2.4 调整措施及建议

根据上述原因分析和实验，得出导致屏式过热器壁温偏差的原因为：第一、各粉管给粉量不均导致的同层各燃烧器热负荷不均，进而导致沿炉膛宽度左右的屏式过热器壁温偏差；第二、屏式过热器的结构不合理，导致前后屏过壁温偏差。

针对上述问题导致的屏过壁温偏差，相应实施调