（浙江浙能乐清发电有限责任公司浙江乐清325600）
摘要：针对乐清电厂#3机组锅炉后墙悬吊管在高负荷阶段频繁超温的现状，分析原因并给出了解决对策。当机组在高负荷阶段连续加负荷时，增加炉膛延伸烟道吹灰次数，降低过热度，对锅炉二次风配比进行优化，即在高负荷阶段增加锅炉氧量，开大炉膛二次风风门的方法，从而使炉膛燃烧趋于稳定，减少了锅炉后墙悬吊管超温次数，降低了后墙悬吊管的爆管几率，提高了水冷壁的使用年限。
关键词：后墙悬吊管；过热度；水冷壁；锅炉超温
1机组概况
浙江浙能乐清发电有限责任公司#3机组锅炉为660MW超超临界锅炉，由上海锅炉厂有限公司生产，锅炉型式为直流炉，一次中间再热、单炉膛、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊Π型结构、露天布置燃煤锅炉[1-2]。
随着AGC指令的变化，负荷每升高或减少，锅炉壁温会在一定范围内存在波动。垂直水冷壁管材质为SA-213，根据660MW超临界机组培训资料规定，锅炉正常运行时，后墙悬吊管壁温报警值为476℃[3]。乐清电厂#3机组锅炉后墙悬吊管壁温频繁超出其报警值，这一问题一直未能得到很好的解决。本文对这一情况进行分析总结，为火力发电机组锅炉后墙悬吊管超温分析提供参考。
2锅炉后墙悬吊管超温因素分析
2.1煤种变化对后墙悬吊管壁温度影响
2.1.1煤种偏离设计值
锅炉设计煤种为神府东胜煤田活鸡兔煤，校核煤种为晋北烟混煤，燃煤特性要求如表1[4]所示。当掺烧煤种与设计煤种存在偏差时，炉膛燃烧工况偏离原设计，炉膛各受热面壁温也将偏离原设计值。当燃煤的热值偏低或水分较高时，煤种含水份越高，使炉膛中心温度降低，着火点推迟，造成燃烧明显靠后，容易导致悬吊管超温[5]。炉膛结焦与所燃烧的煤种、锅炉配风和吹灰等密切相关。煤种灰熔点相对较低，导致受热面结焦，会使水冷壁各部分受热不均，加上结焦不均匀造成的热偏差，很容易引起悬吊管超温，尤其在高负荷阶段后墙悬吊壁温相对较大尤为明显。某日#3机组夜班加负荷至600MW时，掺烧煤种A、B、C仓澳煤煤种水份为18%，灰熔点1160℃，D、E仓富动24煤种水份为13.25%，灰熔点1350℃。而此时燃烧器摆角下摆至50%，尾部烟道再热器挡板切至30%，后墙悬吊管壁温度为460℃。由此可见掺烧煤种是否合理，对炉膛受热面壁温有着明显影响。
表1燃煤特性要求
2.2过热度偏置设置对后墙悬吊管壁温度影响
2.2.1机组AGC指令频繁变化
机组正常运行中，负荷受调度部门在自动发电控制系统（AGC）负荷指令的调整。负荷指令频繁变化，有时会出现在目标负荷还没有到达AGC指令要求，又出现了负荷反调节的现象。负荷指令的频繁变化对机组控制系统存在显著影响，本身燃煤机组锅炉的燃烧及传热过程存在滞后性，当机组协调跟不上AGC指令变化速度时，就会造成过热度大幅度波动，容易导致后墙悬吊管壁温度超温。
2.2.2机组过热度的变化
直流炉的水冷壁温度同给水量和燃料量有关，两者的比例发生变化就会影响水冷壁出口温度，进而影响其它受热面的蒸汽温度分布，从而造成后墙悬吊管壁温度的波动。锅炉设计的额定蒸汽温度往往在金属允许工作温度的上限附近，因此高负荷阶段本身后墙悬吊壁温就处于一个相对较高的位置附近运行，过热度的调节尤为谨慎。后墙悬吊壁温随过热度变化趋势如图1所示。
图1后墙悬吊壁温随过热度变化趋势
2.3锅炉吹灰对后墙悬吊管壁温度影响
2.3.1吹灰管理规定
每日日班根据吹灰要求确认炉膛燃烧稳定，送、引风机运行稳定，炉膛负压正常；投运烟道长吹灰器、半长吹灰器，要求负荷≮330MW；投运炉膛短吹灰器，要求负荷≮400MW。锅炉本体吹灰蒸汽压力在1.8MPa，对炉膛进行吹灰操作。锅炉吹灰器布置数量及型号见表2。
表2锅炉吹灰器布置数量及型号
2.3.2适当增加吹灰次数
从本质上讲，吹灰不是控制管壁温度超限的手段，但由于掺烧煤种灰熔点相对较低，偏离设计煤种，使炉膛燃烧工况偏离，水冷壁局部结焦，会导致管屏各管或各管屏的吸热量不均，引发局部水冷壁管壁超温，从而导致后墙悬吊管壁温度超温，故吹灰可以使受热面清洁，能降低炉膛和各段烟温，同样改变了热量在各受热面之间的分配。
2.4锅炉配风对后墙悬吊管壁温度影响
2.4.1炉膛氧量控制
锅炉运行正常燃烧时，炉膛火焰应为金黄色，着火点适中，无冲刷水冷壁现象，四角切圆平衡，烟道两侧温度相近；在任何时候锅炉总风量不得低于30%额定风量；自动控制省煤器出口氧量在2.0%-6.0%之间。某日氧量随负荷的变化如图2所示。
图2氧量随负荷变化
如图可以看出氧量在自动时，随负荷增加氧量百分比缓慢减少，锅炉总风量的增加相对负荷较迟缓，容易造成着火点延后，导致后墙悬吊管壁超温。
2.4.2空气动力场不均造成火焰偏斜
火焰偏斜是由于空气动力场不均所造成的，炉膛燃烧在四角切圆运行下中心温度最高，由于各燃烧器、二次风风速不同导致燃烧火焰偏斜到一侧，导致火焰刷墙，容易造成该侧壁温异常升高，进而导致后墙悬吊管壁温度超限。燃料和空气分布不均往往是由于运行调整不及时或调整不当所至。机组正常运行中壁温偏差统计如表3所示。
表3机组正常运行中壁温偏差
表中看出螺旋水冷壁的最大温差均大于10℃，且通过统计数据可以得到，螺旋水冷壁后墙和左墙温度明显高于前墙和右墙温度，说明锅炉火焰向#2角方向有所偏斜，造成受热面受热不均，容易造成后墙悬吊管超温。
3处理及改进对策
3.1运行对策
1）根据锅炉运行条件，合理选择掺烧煤种，尽可能的符合设计煤种特性，充分的考虑掺烧煤种的水份、灰份、灰熔点等参数，掺烧前应对煤种进行适应性试验，防止对锅炉产生恶性积累。正常运行中不得上四仓或五仓灰熔点都低于设计煤种（1220℃）的煤，此类煤种必须与高灰熔点的煤一起掺烧，建议下两仓3A、3B掺烧低灰熔点的煤种，其它运行仓使用灰熔点相对较高的煤种。值长随时与煤控联系上煤情况，控制各仓煤种合理配比。
2）根据实际运行中负荷变化情况，在值操作人员应及时手动设定过热度偏置，尤其在高负荷阶段，过热度的大幅波动，不仅易导致后墙悬吊管壁温度超限，对锅炉运行也存在一定风险。在高负荷阶段运行时，可以手动提前设置过热度负偏置，在满足锅炉经济性的前提下，尽量使后墙悬吊管壁温度远离设计值。
3）班前会应认真记录本班掺烧煤种情况，了解本班燃烧煤种参数，每日中班及时认真的对锅炉结焦情况进行观察、除焦。除每日日班按照部门管理规定执行的吹灰操作，一旦在运行中发现炉膛结焦严重，再热器减温水量大幅度增加，根据主汽温、再热汽温、后墙悬吊管壁温度，适当增加炉膛本体、炉膛延伸烟道吹灰次数。
4）操作人员应对机组负荷变化进行提前预判，在加负荷阶段，提前手动干预，手动增加锅炉氧量，并开大炉膛二次风风门，合理控制炉膛大风箱差压，时刻关注螺旋段各墙水冷壁温度偏差，若出现增大趋势，对二次风配比进行优化，即手动将#1、#2角的偏置风加20%的偏置。
3.2检修对策
1）维护上保证制粉系统、一次风系统、二次风系统负荷设计标准，重新标定一、二次风，对炉膛四角切圆进行模拟试验，查看四角切圆情况，及时修正，避免火焰偏斜。
2）目前机组加减负荷阶段，汽机调门响应可以满足负荷指令的变化，但由于锅炉燃煤热量释放存在滞后情况，导致机组过热度波动较大，应把此因素考虑进去，进一步优化汽机、锅炉控制逻辑。
4结语
通过对乐清电厂#3机组锅炉后墙悬吊管超温原因及控制进行分析，一方面总结调节经验，合理控制机组掺烧煤种情况、手动设置过热度负偏置、适当增加炉膛吹灰次数、根据炉膛螺旋水冷壁各壁温偏差对二次风配比进行优化等措施；另一方面对设备存在的问题，提出相应整改措施。通过上述对策的采用，使#3机组锅炉后墙悬吊管超温得到控制，延长锅炉使用寿命。
参考文献：
[1]蒋狄希，崔健，邬建春.超临界锅炉汽温超限原因分析及对策[J].机电信息，2014，（6）：43-45
[2]边鹏飞.提高燃煤电站SCR装置低负荷投运能力的研究[D].广东：华南理工大学，2015.
[3]运行部.600MW超临界机组培训资料.浙江浙能乐清发电有限责任公司.
[4]张翔宇.600MW超临界机组煤种适应性研究[D].浙江：浙江大学，2011.
[5]侯剑雄，薛森贤，谢伟龙.超临界600MW机组锅炉汽温控制分析[J].电力与能源，2013，34（3）：294-295.
作者简介：
周浩（1989—），男，山东济宁，助理工程师，研究方向为集控生产运行。