国华太电锅炉SOFA风及CCOFA风开度对末级过热器出口壁温及屏间吸热偏差的影响.docVIP

OFA风对锅炉末级过热器出口壁温及屏间热偏差的影响 杨红权 李涛 李树田 神华国华太仓发电有限公司 江苏太仓，215433 摘 要：针对国华太电#8炉末级过热器氧化皮剥落、沉积，管圈流量减少，管壁超温现象，对#8炉进行燃烧优化调整试验，找出影响末级过热器炉内壁温及汽温剧烈波动的因素，通过燃烧调整降低末级过热器吸热偏差及炉内管壁温度，减缓氧化皮的生成，控制氧化皮剥落，治理末级过热器超温爆管。 关键词：SOFA风及CCOFA风开度，末过出口壁温，屏间吸热偏差，影响 1. 项目背景 国华太仓发电有限公司（以下简称国华太电）两台超临界机组为上海锅炉厂引进Alstom技术，为四角切圆，分段风燃烧模式。型号：SG–1913/25.4–M950。过热器出口压力25.4MPa，过热器出口温度571℃，进口汽温508℃。锅炉型式为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构Π型锅炉、露天布置燃煤锅炉。设计煤种：神府煤，校核煤种：晋北煤。常用煤种为80%神华煤+20%石炭煤。 国华太电#8炉于2005年10月投入运行，2007年6月21日发生因氧化皮导致末级过热器爆管事故。爆管位置为左数第69排前数第＃9管距顶棚2米处爆口，爆口呈纵向60mm*30 mm。及左数第59排前数第#11管在距顶棚2.5米处爆裂，割除该管下部弯管发现内部积氧化皮（后称重约90克）。同时采用γ－射线源对末级过热器炉内受热弯头部分进行拍片检查其内部是否堆积氧化皮。经检查发现末级过热器热段下部出口弯管有6只弯管内存在不同程度的氧化皮堆积。 该锅炉于2008年5月C级停炉检修期间，再次对末级过热器炉内氧化皮进行γ－射线源检查管内弯头处是否堆积氧化皮。检查结果显示部分弯头尤其第12根管圈热段弯头处存在不同程度的氧化皮堆积现象。 针对国华太电#8炉末级过热器发生爆管及氧化皮剥落沉积在热段管子弯头处，使得堵塞的管圈流量减少，壁温升高，产生超温爆管事故。国华太电委托上海发电设备成套设计研究院以#8炉为研究对象对其以降低末级过热器左右侧吸热偏差为目的的燃烧优化调整试验，进而通过燃烧调整降低末级过热器吸热偏差，炉内壁温，从而减缓氧化皮的生成。同时通过试验得出控制末级过热器炉内壁温及汽温的剧烈波动，达到控制氧化皮剥落的目的。因此本次热偏差燃烧调整试验主要从降低末级过热器吸热偏差，减少氧化皮生成速度及运行中采取一定的措施控制末级过热器炉内及各管出口汽温的波动，减少氧化皮生成和控制氧化皮的剥落相结合，综合治理因氧化皮剥落而产生的超温爆管问题。 2. 试验研究理论分析 该锅炉燃烧方式采用低NOx同轴燃烧系统（LNCFS），主风箱设有6层强化着火煤粉喷嘴，在煤粉喷嘴四周布置有燃料风（周界风）。在每相邻2层煤粉喷嘴之间布置有1层辅助风喷嘴，其中包括上下2只偏置的CFS喷嘴，1只直吹风喷嘴。在主风箱上设有两层CCOFA（Closed-coupled OFA，紧凑燃尽风）喷嘴，在主风箱下部设有1层UFA（Under fire Air，火下风）喷嘴。 在主风箱上部布置有五层SOFA(Separated OFA，分离燃尽风)燃烧器，包括五层可水平摆动的分离燃尽风（SOFA）喷嘴。主燃烧器垂直布置，四角切圆，顺时针燃烧模式。 表1 国华太电 #8炉各级二次风设计参数 名称 SOFA CCOFA 周界风 辅助风 二次风所占比例 所占总风量的比例（%） 30 10 10 25.2 75.2 由表1可知：国华太电#8炉各级风的配比为典型的分段燃烧设计理念，该锅炉设计燃尽风（SOFA和CCOFA）比例较大，总计达到40%，炉膛燃烧器区域主要为周界风和辅助风，总计35.2%。该试验中对燃烧器区域配风采用正宝塔、倒宝塔、缩腰及均等配风模式进行比较。从试验结果看，主燃烧区域采用均等配风的模式，锅炉燃烧效率、NOx排放及热偏差方面分析，均等配风相对较好，因此本文着重论述在燃烧区域各级二次风采用均等配风的模式，改变SOFA和CCOFA风开度，来研究末级过热器壁温分布及热偏差的变化。 由于该锅炉燃用煤种为80%神华煤+20%石炭煤，煤的灰熔点温度相对较低，炉膛燃烧区域及分隔屏易挂渣，为了控制炉膛及分隔屏区域挂渣，SOFA和CCOFA风开度不宜过大。试验工况如表2。 试验过程中，维持负荷为600MW稳定负荷，一次风量、省煤器出口氧量，燃料风挡板开度、投运燃烧器及其摆角不变。改变表2中的SOFA和CCOFA风开度，末级过热器第12根管圈出口大罩壳内壁温测点（近似认为出口汽温）及末级过热器管屏沿炉膛宽度吸热偏差系数变化趋势如图1-7。 为了更为直观的反映末级过热器第12根管圈在各工况下，各根管圈的出口汽温，本文捏合了末级过热器第12根管圈出口大罩壳内壁温