潮州发电厂1000MW超超临界压力锅炉 水冷壁超温原因及控制策略分析 谢德勇
(广东大唐国际潮州发电有限责任公司,广东潮州515723
摘要:潮州发电厂3、4号锅炉在调试期间出现低负荷阶段水冷壁超温的现象,严重时达到500 以上。通过分析水冷壁热负荷分布和燃烧器投运原则,认为水冷壁管节流孔圈直径偏小导致通流量减小、燃烧器投入顺序不合理造成锅炉下部水冷壁吸热量增大是产生水冷壁超温的主要原因。为防止水冷壁超温,提出优化制粉系统投运方式、调整燃烧方式、合理控制煤水比、加强节流孔圈检查等措施。潮州发电厂采取温度控制措施后,水冷壁超温次数大大较少。
关键词:超超临界压力锅炉;垂直水冷壁;温度控制
中图分类号:T K223 31 文献标志码:B 文章编号:1007 290X(201101 0091 04 Reasons and Control Strategy Analysis on Water Wall Overheat in1000MW Ultra Supercritical Pressure Boiler of C haozhou Power Plant
X IE D e y ong
(G ua ng dong D at ang Inte rnatio nal Cha ozho u P ow er G e ne rat io n Co ,L td,C haozho u,G ua ng dong515723,China
Abstract:T he w ater w all o ver heat,w hich ex ce eds500 in sever e cases,occurs in low lo ad co ndito ns dur ing the comm issio ning o f N o 3and No 4boiler s in Chao zhou pow er plant By ana ly sis o f he at lo ad distr ibutio n o f wa ter wa ll and comm issio ning pr inciple o f bur ner,it is be lieved that the decr ease d wa ter flo w caused by smaller thro ttle o r if ice diame ter and incr eased hea t absor ptio n c apacity of wa ter w all by unr easonable burner input sequence ar e major re aso ns fo r w ater wa ll ov erhe at
F o r pr event ing w ater w all o ve rhea t,optim iza tio n o f pulve rizing system co mmissioning te st,adjustment of combustio n metho d,r easo nable pr opo r tio n contr o l o f co al and w ater,stre ng thening inspection o n thro ttle or ifice and o ther measure s ar e pr opo sed T he o v erhe at f re quency of the w ater w all be come s dr astically low er a fter the ado ptio n of temper atur e co ntro l measure s in Cha ozho u po wer plant.
Keywords:ultr a super cr itical pr essur e bo iler;v er tica l w ater wall;temper ature c ontr ol
潮州发电厂一期扩建工程3、4号机组为1000 MW燃煤汽轮发电机组。锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的超超临界变压运行直流锅炉,为平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构。采用 形布置、单炉膛、改进式、PM 型低NO x主燃烧器和M ACT型低NO x分级送风燃烧系统,反向双切圆燃烧方式。炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁和循环泵启动系统,一次中间再热,调温方式除改变煤水比外,还采用烟气分配挡板、燃烧器摆动和喷水等方式。燃烧器共48只,布置于前后墙上,形成2个反向双切圆,以获得沿炉膛水平断面较为均匀的空气动力场,采用无分隔墙的八角双切圆燃烧方式,全摆动,共设6层一次风口、3层油风室和10层辅助风室。燃烧器布置从上到下为F、E、D、C、B、A层,对应的磨煤机为F、E、D、C、B、A磨煤机,主燃烧器的每只煤粉喷嘴中间设有隔板,以增强煤粉射流刚性,在主燃烧器的上方为燃尽风(o verfir e air, OFA喷嘴,在距上层煤粉喷嘴上方7 2m处布置有4层附加风(additiona l air,AA喷嘴,它的作
第24卷第1期广东电力V ol 24N o 1 2011年1月GUANGDONG ELEC TRIC POWER Jan 2011
收稿日期:2010 08 23
用是补充燃料后期燃烧所需空气,同时实现分级燃烧,达到降低炉内温度、抑制NO x 生成的作用,AA 喷嘴和OFA 喷嘴一起构成M ACT 型低NO x 分级送风燃烧系统。在上、下炉膛之间加装水冷壁中间混合集箱,以降低水冷壁沿各墙宽的工质温度与管子壁温的偏差;取消早期在大直径水冷壁下集箱内装设小直径节流孔圈的
设计,改为在小直径的下联箱外面较粗的水冷壁入口管段上装焊直径较大的节流孔圈,以加大节流度,提高流量调节能力,然后通过三叉管过渡的方式与小直径的水冷壁管相接,以控制各回路的工质流量来控制各回路管子的吸热量和温度偏差[1]。
1 水冷壁温度出现问题
在潮州发电厂3、4号机组调试期间,多次发生水冷壁管温度有偏差或超温的现象,尤其是机组刚转至干态运行或低负荷运行时,很容易出现部分水冷壁管温度超过报警值的现象,部分工况下水冷壁温度严重超过报警值,影响机组安全运行。从3、4号机组运行情况来看,水冷壁超温的部位具有共同特性,往往都出现在同一区域,即锅炉前墙水冷壁第2、3号燃烧器之间,尤其在机组低负荷或刚转至干态运行时第313点温度很容易超过报警值。3、4号锅炉水冷壁超温测点布置是一致的,管壁温度测点布置为:前、后墙为从炉左侧向右侧排序,左右侧墙为从前墙向后墙排序,前后墙水冷壁每4根水冷壁管增加1个测点,燃烧器水冷壁区域每隔2根水冷壁管增加1个测点,左右侧墙由炉前向炉后每隔4根水冷壁管增加1个测点。炉膛燃烧器布置方式为:前墙燃烧器从炉右侧向左侧分别布置第1、2、3、4号燃烧器,后墙燃烧器从炉左侧向右侧分别布置第5、6、7、8号燃烧器。
2 水冷壁超温原因分析
2 1 水冷壁布置方式和锅炉燃烧方式造成部分水冷壁管热负荷偏高
图1为锅炉厂家给出的潮州发电厂1000M W 超超临界压力锅炉水冷壁热负荷分布示意图。
从图1可以看出,在前墙水冷壁第2、3号燃烧器之间部分水冷壁管热负荷最高,也是水冷壁最容易发生超温的地方。内螺纹管内壁螺纹槽的旋流