2018切圆燃烧锅炉汽温偏差产生原因及改进措施探索

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　　摘 要：本文对切圆燃烧方式锅炉的特点进行了简要介绍，并结合具体的实例分析了产生汽温偏差的原因，并提出了改进措施。
　　关键词：汽温偏差;切圆锅炉;管道交叉
　　引言
　　切圆燃烧系统煤粉锅炉，以其对燃料良好的适应性、燃烧的稳定性、操作与调整的方便性，得到了广泛的应用。但是，切圆燃烧方式本身存在的炉膛出口气流的残余旋转等固有问题，一直影响着电厂对锅炉的优化运行。本文结合某锅炉厂生产的切圆燃烧方式超临界煤粉锅炉普遍存在的再热汽温偏差的现象，分析共性原因，并提出改进措施。
　　1、某切圆燃烧锅炉存在的问题简述
　　辽宁某电厂锅炉为某锅炉厂生产的350MW等级切圆燃烧方式煤粉锅炉，投运以来各项参数基本满足设计要求，但是始终存在左右两侧再热汽温偏差较大这样一个突出问题，一直对锅炉运行造成困扰。
　　其再热汽温偏差较大的表现如表1所示：
　　2、调整措施
　　为解决该问题，笔者通过现场调研，发现其垂直水冷壁壁温偏差较大，于是建议电厂进行一次风冷态调平，以消除因一次风速不均导致锅炉火焰偏斜等问题。
　　经过某电科院进行了磨煤机实验及一次风冷态调平，由实际运行垂直水冷壁壁温参数可知，基本消除了因一次风速不均导致的锅炉火焰偏斜，具体的垂直水冷壁壁温分布曲线如图1所示。
　　因此，经过一次风调平后，垂直水冷壁的壁温峰谷值已经低于20℃，可以认为燃烧的假想切圆的圆心位于炉膛中轴线上。
　　此后，笔者进行了如下步骤的燃烧调整：
　　(1)将燃尽风手动执行机构调节至反切最大位置。(2)提高风箱压差，增强燃尽风刚性，加强消旋作用。(3)设置燃尽风偏置，试验燃尽风各种偏置的排列组合，试图找出符合热电厂的燃尽风组合。(4)设置尾部烟道再热器处烟气挡板偏置，通过烟气量调整受热面的吸热量，调整温度偏差。经过以上调整，再热器偏差有所减小，但是就整体而言依然偏大。现将调整后的结果列于表2如下：
　　如表2，通过以上调整，再热器偏差稍有减小，但是外界的作用难以改变旋流燃烧固有的残余旋转。
　　3、切圆燃烧方式产生汽温偏差的原因分析
　　3.1 切圆燃烧方式的固有特点
　　对于逆时针旋转切圆燃烧锅炉，上炉膛左侧烟室内烟气气流的运动机理比右侧复杂，存在一个气流衰减、滞止和反向加速的过程，气流扰动强烈，而右侧的气流运动情况简单，是一个平稳地加速流向水平烟道的过程，由于左侧烟室内气流强扰动产生的对流强化效应，造成了上炉膛辐射受热面左侧吸热多于右侧。另一方面，右侧气流的惯性速度指向炉后，其主流只经过屏的下部区域甚至不经过屏就直接进入炉后，使得右侧烟室中的烟气充满程度远低于左侧烟室，这也是造成屏区受热面吸热左高右低的一个原因。
　　对于位于水平烟道的末级再热器而言，管壁换热以对流换热为主，由于炉膛上部受热面吸热呈现左高右低的趋势，因此烟气温度就应该为右高左低。根据对流换热的理论，温差越大对流换热越强，所以，末级再热器的受热面的吸热呈现右高左低的趋势。
　　对于位于尾部烟道的低温再热器而言，管壁换热以对流换热为主，因此受热面的吸热延续了右高左低的趋势。
　　因此，对于再热器而言，末级再热器、低温再热器的工质温升呈现左低右高的趋势，因此再热器侧的偏差是叠加的关系。
　　所以，从切圆燃烧方式本身的特点来看，会造成再热汽温偏差表现得更为明显的现象。
　　3.2 主再热器对烟气偏差的敏感性
　　由于存在烟气残余旋转，必然会造成左右侧烟气温度的偏差，进而造成受热面左右两侧传热的偏差。而对于过热器和再热器系统而言，对于烟气偏差的敏感性是不同的。
　　经过计算，对于超临界等级的机组，在同等外界条件的情况下，再热器系统对烟气偏差的反馈大约高于过热器50%，也就是说，再热器对烟气偏差更为敏感。这也是再热汽温偏差表现得更为明显的原因之一。
　　4、改进措施
　　4.1 假想切圆变小
　　从本质上来说，再热汽温偏差是由炉膛出口处存在的残余旋转而形成的烟速偏差造成的，而这是切圆燃烧方式固有的属性;另一方面，燃尽风的反切作用是有限的。
　　严格来说，燃烧假想切圆越小，在炉膛出口处存在的残余旋转就越弱，这对于减小再热汽温偏差是有益的。
　　4.2 两级再热器引出、引入管的交叉布置
　　再热器侧的偏差是叠加关系的，如果将左侧低温再热器引出管引入右侧低温再热器进口引入管，右侧低温再热器引出管引入左侧低温再热器进口引入管，那么这种叠加的关系就会变为相互抵消的关系，从而对再热汽温偏差起到减弱的作用。
　　5、结论
　　实践证明，对两级再热器引出管和引入管的交叉布置，对于解决再热汽温偏差是有益的，通过计算，该改进措施实施以后，对于再热器系统阻力的改变也是微乎其微，不会对锅炉系统造成任何影响;该改进有力的对燃烧优化调整进行了补充，将对电厂的经济性运行带来积极的效益。