1、概況
    平圩發電有限責任公司一期工程2×600 MW機組屬國產首台600 MW機組，鍋爐采用美國CE公司技術由哈爾濱鍋爐廠設計製造的HG-2008/18.6-M型鍋爐，為亞臨界、一次中間再熱、強製循環單爐膛汽包爐，爐膛截麵18542 mm×17652mm。設計燃料為淮南煙煤

，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機
、木屑顆粒機、秸稈壓塊機壓製的生物質顆粒燃料。
    燃燒方式采用四角布置，切向燃燒及CE直流擺動燃燒器，噴嘴中心線與爐膛截麵的對角線呈4.5。夾角，形成2個逆時針旋轉，直徑分別為∮l886mm和中l 764 mm的假想圓。
2、鍋爐運行中出現的問題
  平圩1，2號鍋爐分別於1989-11-04和1992-11-24投產，到2004年已分別運行87 000h和65 000 h
，啟停284次和232次。2台鍋爐自投產以來
，“四管”出現了多次過熱爆管泄漏，一直困擾著機組的健康運行
，具體統計情況如下：
    1號鍋爐“四管泄漏”：水冷壁23次，再熱器19次
，過熱器15次
，省煤器2次
，總計59次。
    2號鍋爐“四管泄漏”：水冷壁19次，再熱器15次，過熱器13次
，省煤器2次，總計49次。
    彙總了鍋爐“四管”各次泄漏的位置

，增加壁溫測點，收集鍋爐運行參數後，得到“四管泄漏”的規律是大多發生在爐膛右側區域。進一步分析：
    (1)爐膛上方左側煙溫大於右側

，造成分隔屏過熱器、後屏過熱器左側出口汽溫超溫40～80℃
；
    (2)水平煙道左右兩側煙溫偏差達到150 -300℃，右側煙溫高於左側，左側煙溫一般在600℃左右，右側煙溫在750～900℃之間變化。
    故分隔屏和後屏過熱器左側管屏，再熱器右側管屏超溫。從曆次檢修情況看
，再熱器管超溫呈逐漸沿爐膛寬度方向自右向左
、向中部發展的趨勢。
    由此可知，本機組鍋爐燃燒係統溫度和蒸汽係統汽溫存在著嚴重的熱偏差。根據金屬材料壽命評估計算分析
，金屬材料在超溫10 - 20℃下長期運行，其壽命會縮短一半以上。鍋爐運行中一般規定汽溫偏離額定值的波動不能超過-10 - +5℃
，而平電公司2台600 MW機組鍋爐運行已超額定波動值近10倍。由此可以判定，本鍋爐的“四管”在如此惡劣的運行環境中工作必然導致其失效，並隨著時間的推移發展得越來越嚴重。所以，要遏止鍋爐“四管泄漏”，保障機組安全穩定運行
，就要以降低鍋爐燃燒熱偏差為目標，從一二級減溫水係統及減溫方式、再熱器流量再分配等著手，從鍋內結構和爐內燃燒2個方麵進行研究
，對相關設備進行改造。
3、鍋爐燃燒熱偏差和汽溫偏差的形成機理
    為了摸清鍋爐燃燒熱偏差和汽溫偏差的形成機理，分別對鍋爐進行煙氣熱偏差問題試驗以及鍋爐冷態空氣動力場試驗。
3.1鍋爐煙氣熱偏差問題試驗結論
鍋爐熱偏差來自兩方麵：一是由於煙氣殘餘旋轉及沿寬度的不均勻性而產生的沿寬度的熱偏差
，即煙氣熱偏差；二是同管屏不同管子之間由於結構、煙氣與管子的換熱、流量分配不均而產生的同屏熱偏差，即蒸汽熱偏差。2個偏差數量相當
，都是過熱器和再熱器產生總體偏差大的原因。
3.2鍋爐冷態空氣動力場試驗結論
    (1)大部分二次風擋板實際位置與控製指令一致
，擋板從全開到60%開度之間，二次風速變化不大，進一步減小開度，二次風速明顯降低。
    (2)冷態同層一次風速度偏差基本在5%以內，不同層一次風速存在一定的差異，其中B，D層風速較高，F層風速較低。
    (3)燃燒器水平安裝角度仍屬正常
，2，3號角安裝角度有2#—3#的偏差。
    (4)水冷壁結渣較為嚴重，主要區域集中在四角B-F層煤粉噴口下遊附近
，並擴展至爐牆中央，為融熔性結渣。
    (5)爐膛出口下排風速呈現明顯的馬鞍形
，中間氣流較低
，兩麵三側較高
，但上排氣流較均勻（冷態試驗不能完全反映熱態實際運行情況）。
    (6)爐內氣流切圓中心基本在爐膛中央
，四角配風均衡。
    (7)反切風起到減弱主體氣流旋轉的作用，但反切風剛性較弱，實際上運行中作用較小。
    (8)建議改變一次風和輔助風噴口安裝角度，提高反切風剛性。
3.3 2台爐試驗得出的共性
    (1)妒膛燃燒切圓直徑過大
，煙氣旋轉強烈

，煙氣流有貼壁現象，這是造成燃燒熱偏差的原因。
  (2)反切風消旋作用小，單靠二次反切不能達到降低熱偏差的作用
，需改變一次風噴口的角度
，二者要綜合治理。
4
、技術改造方案研究
4.1鍋爐改造總體目標
    (1)爐膛出口煙氣溫度偏差控製在60～80℃
，測量點位於後屏過和後屏再之間。
    (2)改造後的鍋爐效率、飛灰含碳量
、排煙溫度、低負荷穩燃水平不得低於改造前。
    (3)過熱汽溫能投自動，左右溫差不超5℃。
    (4)燃燒器能靈活控製再熱汽溫
，左右汽溫偏差不大於10℃。
    (5)高溫過熱器管和再熱器管不出超溫。
4.2改造思路
    (1)磨(mo)煤(mei)機(ji)出(chu)口(kou)煤(mei)粉(fen)濃(nong)度(du)均(jun)勻(yun)一(yi)一(yi)次(ci)風(feng)管(guan)阻(zu)力(li)平(ping)衡(heng)一(yi)燃(ran)燒(shao)器(qi)內(nei)外(wai)擺(bai)動(dong)機(ji)構(gou)一(yi)燃(ran)燒(shao)器(qi)二(er)次(ci)風(feng)擋(dang)板(ban)和(he)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)一(yi)二(er)次(ci)風(feng)擋(dang)板(ban)控(kong)製(zhi)手(shou)段(duan)一(yi)一(yi)次(ci)風(feng)噴(pen)嘴(zui)一(yi)二(er)次(ci)反(fan)切(qie)一(yi)再(zai)熱(re)器(qi)結(jie)構(gou)改(gai)造(zao)一(yi)降(jiang)低(di)爐(lu)膛(tang)出(chu)口(kou)煙(yan)氣(qi)偏(pian)差(cha)和(he)消(xiao)除(chu)再(zai)熱(re)器(qi)管(guan)壁(bi)超(chao)溫(wen)。
    (2) -級ji減jian溫wen水shui在zai分fen隔ge屏ping進jin口kou前qian由you集ji中zhong減jian溫wen改gai左zuo右you側ce分fen別bie減jian溫wen一yi後hou屏ping過guo出chu口kou至zhi末mo過guo進jin口kou導dao汽qi管guan由you交jiao叉cha改gai平ping行xing一yi恢hui複fu另ling一yi側ce二er級ji減jian溫wen水shui係xi統tong一yi二er級ji減jian溫wen水shui分fen左zuo右you側ce減jian溫wen一yi一yi二er級ji減jian溫wen水shui係xi統tong調tiao節jie閥fa安an裝zhuang在zai爐lu頂ding後hou部bu平ping台tai一yi實shi現xian減jian溫wen水shui和he過guo熱re汽qi溫wen自zi動dong控kong製zhi。
4.3具體改造內容
4.3.1燃燒器改造
    燃燒器改造時不應改變水冷壁噴口管屏和煤粉管標高，基本上不改變二次風在各風室的分配
，盡可能減少對原設備的改動。
4.3.1.1燃燒器內外擺動機構改造
    (1)每台燃燒器外擺動機構由1台電動執行器集中帶動作上下擺動。
    (2)提高擺動機構軸的強度，增大配合間隙，對軸進行抗氧化表麵處理，防止熱態氧化或粘合。
    (3)殼體內外之間的傳動機構由3組改為6組，使每組隻帶動l組煤粉噴嘴組件，減輕內擺機構連杆的負荷。
    (4)內連杆設計為可調式
，使燃燒器同步不受幹涉。
  (5)在執行機構的外部連杆上

，自上而下設置6套平衡重錘
，平衡各自噴嘴的自重，而使執行器主要用於克服擺動機構的磨擦力。
   (6)恢複安全鎖緊裝置，防止單組噴嘴脫離下擺對整個爐膛的影響。
   (7)與燃燒器相連的煤粉管聯管器改為膨脹節

，防止熱態時燃燒器下移受阻。
4.3.1.2一次風噴嘴B，c層改為“WR”濃淡式
    采用這種燃燒器的主要目的是利用它的著火穩定性、防止水冷壁結焦和高溫腐蝕，改善NO；的排量，同時也有降低煙氣偏差的作用。
4.3.1.3二次風噴嘴反切
    保持A
，B．C3層原有的燃燒旋轉二次風不變，從CD層二次風開始逐級反切。具體反切的噴嘴為CD
，DE，EF
，FF，OFAl, OFA2
，反切角度約為-15°～-22°。OFA1，OFA2過燃風噴嘴為水平擺動，擺動範圍為-11°～ -22°。
4.3.1.4燃燒器二次風擋板改進
    減小燃燒器二次風擋板處的空氣流通麵積，將擋板執行機構改為電動；二次風調節擋板外加單層手動調節
，使反切的二次風噴嘴的調節擋板具有單層手動控製能力
，以便於控製爐膛出口煙氣偏差。
4.3.2再熱器改造
    計算出管壁溫度和熱負荷，找出管壁的高溫點和超溫點，用減少高溫或超溫管的長度來減小阻力，增大流量、降低熱負荷和壁溫，同時升級更換受超溫損傷的管材

，將原15CrMo，12CrMoV管材，右側全升級為TP-304H，左側外一環及自夾管整環升級為TP304H，其餘升級為T91。
4.3.3過熱器減溫水采用二級四點噴水減溫方式
    guoreqiyijijianwenshuixitong，youbuzhizaidiwenguoreqizhifengepingguoreqidejizhongdaoqimuguanshangdeyijijianwenqiduizhengqijinxingjizhongjianwen，jianwenhoudezhengqifenzuoyougezijinruzuoyoucefengepingguoreqijinkoulianxiang。youyuyanqirepianchadecunzai，shanglutangzuocefengepingguoreqiwenshenggao
、youcefengepingguoreqiwenshengdi。caiyongjizhongjianwen
，keshiwenshenggaocejiangwen，danwenshengdicewenduhuigengdi，yinerbunengtongguojianwenshuiduiqiwenpianchajinxingtiaojie。jiangjizhongjianwengaiweizuoyoufenbiejianwen
，kezengjiajianwenshuitourudezhenduixinghelinghuoxing。
    過熱器的汽溫偏差
，是由於爐膛出口煙溫偏差的存在和過熱器之間連接管左右交叉造成各過熱器出口汽溫出現“高到高”和“低到低”dediejiasuozhi。yuanshejidejianwenshuixitongtiaowennengliyouxian


，wufashixianqiwenzuoyoutiaopingheqiwenzidongkongzhi。gaiweipingxingbuzhihou，zuocehoupingguoreqiwenshenggaodezhengqizhijiejinruwenshengdidezuocemojiguoreqi
；右you側ce後hou屏ping過guo器qi溫wen升sheng低di的de蒸zheng汽qi直zhi接jie進jin入ru溫wen升sheng高gao的de右you側ce末mo級ji過guo熱re器qi，這zhe樣yang形xing成cheng高gao低di混hun合he
，大da大da降jiang低di了le汽qi溫wen偏pian差cha，減jian溫wen水shui使shi用yong量liang會hui降jiang低di很hen多duo，並bing對dui煙yan氣qi偏pian差cha有you一yi定ding的de調tiao節jie作zuo用yong。
    目前哈鍋和上鍋新設計的600MW鍋爐已改為二級四點噴水減溫方式
，且在哈三和盤山電廠成功地進行了改造

，兩側汽溫偏差可控製在5℃內。
5.2號鍋爐熱偏差改造項目實施後性能評估
    按照研究分析結果製定的消除2號鍋爐燃燒熱偏差及汽溫偏差問題的改造方案，於2004年底在U203A大修中實施。經過2個月的施工，圓滿完成了2號鍋爐的改造計劃，於2005年2月投入運行。至今
，經曆了長周期運行

，十分穩定。運行過程中針對本次改造進行了跟蹤監督
、檢驗、核查和評估。經過爐測試評價，結論如下：
    (1)通過減溫水係統和導汽管布置方式的改造，消除了過熱汽溫“高對高”和“低對低”的偏差疊加，防止了過熱器單側超溫；大大提高了減溫水投用的靈活性、有效性和準確性；較大地減少了減溫水使用量，克服了減溫水量不足
，汽溫無法控製的現象。
  (2)改造後的過熱器減溫水係統能使原過熱汽出口左右汽溫偏差由50 - 60℃下降至±5℃範圍，使過熱汽溫達到設計值
，提高了機組的經濟性
，並能實現過熱汽溫自動控製。
    (3)減jian溫wen水shui係xi統tong和he導dao汽qi管guan布bu置zhi方fang式shi的de改gai造zao能neng有you效xiao控kong製zhi各ge級ji左zuo右you側ce過guo熱re器qi出chu口kou汽qi溫wen，防fang止zhi過guo熱re器qi超chao溫wen，延yan長chang使shi用yong壽shou命ming

，提ti高gao過guo熱re器qi係xi統tong安an全quan性xing。
    (4)通過燃燒器係統改造，提高了燃燒穩定性，降低了NO，排放{通過二次風逐級反切和頂部風水平擺動

、二次風分級配風和上下風量可調，能有效地控製爐膛出口左右側煙溫偏差，使原來200- 300℃的煙溫偏差下降至80℃左右，改善了各級受熱麵，尤其是再熱器的熱平衡。
    (5)genjuranshaoxitonggaizaosuonengdadaodemubiaozhi，duihoupingzaireqihemojizaireqijinxinggehuiluguanbiwendujisuanxiaohe
，liyongdaotabuzhigaibiangehuiluliuliangershiguanbibuchaowen。
6
、結束語
    平電公司在總結經驗、分析研究、攻關論證的基礎上，製訂了科學的改造方案，順利地消除了HG-2008/18.6-M鍋爐的燃燒熱偏差及汽溫偏差。實踐證明，這次技術改造是十分必要和非常成功的，已使600 MW機組安全穩定運行，實現連續在網運行536天，刷新全國同類型火電機組連續安全在網運行長周期紀錄。同時也為消除電站鍋爐“四管”失效及燃燒熱偏差和汽溫偏差這一難題的突破提供了成功的範例。


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