摘要：本文以连续运行721天的华能渑池热电厂1号机组为研究对象，从机组长周期运行期间锅炉内热负荷分布偏离导致锅炉金属壁温超温的原因入手，讨论了不同磨组运行方式下防止锅炉金属壁温超温的运行调整策略。
关键词：超临界机组；长周期运行；锅炉运行；金属超温
1 概述
华能渑池热电厂两台350MW机组为超临界供热发电机组，2016年12月投入商业运营。锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的超临界直流炉，单炉膛、一次再热Π型锅炉，采用联合侧煤仓、冲燃烧方式，前墙下、中、上层依次为A、B、C层，后墙下、中层依次为D、E层。
华能渑池热电厂1号机组在2017年4月20日至2018年3月20日连续运行335天的基础上，2018年5月25日再次启动，截止2020年5月14日连续稳定运行721天，创造了同类机型运行最长记录。1号机组在连续运行400多天时，部分燃烧器喷口出现结焦现象，炉内热负荷分布偏离正常工况范围，同时电厂来煤煤种工业分析成分差异较大，造成煤粉进入炉膛内燃烧后温度场分布极其不均匀，导致在不同磨组运行方式下机组出现不同程度的偏烧以及水冷壁超温情况。
2影响金属受热面超温的原因分析
2.1制粉系统方面分析
（1）磨运行方式
不同磨组运行方式下，燃烧时容易引起炉膛温度场分布不均匀，造成局部水冷壁区域辐射换热增强，工质质量流速不变的情况下，引起管壁超温。
（2）磨出口粉管一次风速不均匀
磨出口粉管一次风速不均匀导致携带的煤粉量不均匀，这就造成同一层四个燃烧器进入炉膛燃烧后在炉膛内的热负荷分布不均匀，导致热负荷较大的区域辐射换热增强引起壁温超温[1]。
（3）磨出口一次风量低
在燃用挥发分高的煤种时，磨出口一次风量低，进入炉膛的煤粉刚出燃烧器即燃烧，易引起燃烧器所在的水冷壁侧壁温超温。
（4）煤粉细度
煤粉细度偏细，刚进入炉膛内部即充分燃烧释放大量的热量，炉膛内部火焰温度升高，辐射换热增强，易引起此区域壁面超温。
（5）磨出口温度
磨出口温度高，煤粉提前燃烧，炉膛火焰温度升高，辐射换热增强，引起管壁超温。
2.2锅炉配风方面分析
在不同磨组组合下，在煤粉煤质较好且二次风旋流强度较强时，若该磨对应的二次风门开大，二次风量充足，则煤粉容易在主燃烧器区域充分燃烧，造成炉膛中心火焰温度升高，引起水冷壁超温。
2.3锅炉燃烧器方面分析
（1）煤粉燃烧器外二次风旋流角度
外二次风旋流角度调节的过大会导致煤粉气流喷出燃烧器后火焰贴墙或者发生偏斜，火焰贴墙易引起燃烧器所在水冷壁管壁超温，火焰发生偏斜易引起左右墙水冷壁超温。
（2）煤粉燃烧器内二次风旋流强度
通过调节内二次风的拉杆行程来调节内二次风旋流强度从而改变煤粉气流着火强度，旋流强度大，内二次风卷吸烟气能力强，则煤粉气流初次着火即强烈，火焰中心温度高，易引起炉膛中心区域水冷壁管壁超温[2]。
（3）煤粉燃烧器二次风量
内二次风量送入过多，导致初期燃烧太过强烈，主燃烧区火焰温度较高，引起主燃烧区水冷壁管壁温度升高。
（4）燃烧器喷口附近结焦
燃烧器喷口周围结焦，煤粉离开燃烧器后旋流角度偏离实际旋流角度导致燃烧恶化，引起炉膛温度场分布不均匀，导致管壁超温；另外若结焦在一次风出口稳燃环处，影响稳燃环对煤粉初次燃烧的扰动，也会导致炉膛内部燃烧恶化，最终导致水冷壁管壁超温[2]。
3不同磨组运行方式下防止金属超温的策略
3.1不同磨组组合金属超温情况
（1）BCE磨组运行，壁温超温情况总体良好，左墙超温次数较多。
（2）ABE磨组在130MW以下时壁温基本无超温，150MW时左墙超温较严重。
（3）ADE磨组时，负荷175MW左右超温较严重。
（4）ABCE、BCDE、ACDE、ABCDE磨组组合运行时，壁温情况较好，基本无超温，说明四台磨组组合运行时，炉膛热负荷分布均匀，局部受热面不超温。
（5）无论何种磨组组合，左墙超温次数较多，说明炉膛内温度场分布趋向于向左侧墙偏斜，所以调整时要侧重将炉膛煤粉燃烧热负荷远离左侧墙，向右侧墙偏移，以均匀炉内温度场分布。
（6）后墙没有超温情况发生，前墙、左墙、右墙均有超温，且左墙、右墙超温区域均在沿炉膛深度方向靠近前墙侧，说明炉膛内热负荷主要集中在沿炉膛深度方向靠近前墙侧的那一半区域，所以调整时要使前墙燃烧器煤粉着火热提高，着火距离拉长，旋流强度调小，将燃烧区域尽量向后墙侧推移，同时降低后墙燃烧器煤粉着火热，缩短着火距离，增大旋流强度，增加后墙侧燃烧热负荷。
3.2不同运行磨组超温情况下调整策略
（1)BE磨组与其他磨进行搭配时金属超温调整策略
B层燃烧器内二次风旋流强度较E层燃烧器内二次风旋流强度大，内二次风量相同，内二次风旋流强度大有利于煤粉初次燃烧，可通过磨出口温度和煤粉细度调整使两侧煤粉燃烧器燃烧均匀，着火距离相同，炉膛热负荷分布均匀。炉膛热负荷易偏向于前墙，要适当减少E燃烧器的着火热和着火距离，或减低B磨出口温度和煤粉细度，提高一次风速、关小二次风调门开度，增加E磨出口温度和煤粉细度、降低一次风速、开大二次风门开度的方式进行调整。
（2）AD磨组与其他磨进行搭配时金属超温调整策略
A层燃烧器内二次风旋流强度较D层燃烧器内二次风旋流强度大，内二次风量相同，内二次风旋流强度有利于煤粉初次燃烧，AD煤种均为同一煤种，着火强度一致，磨出口温度和煤粉细度一致，同时保证二次风开度一致，且AD燃烧时保持下层开度较小，使火焰中心上移。AD磨组与E磨搭配时，若左墙超温，可以适当关小二次风门开度，减弱煤粉外二次风旋流强度，同时实现分级燃烧，间接削弱火焰强度防止超温，将炉膛热负荷向后墙推移，这样就能减少超温情况。
（3）四台及以上磨组运行
四台磨组运行时，壁温超温情况良好，所以四台磨组运行时如果出现超温情况可通过倒换煤量和降低过热度的手段进行调节。
4 结语
经过两个多月的锅炉运行燃烧调整试验，锅炉水冷壁十个金属壁温常超温点的每月平均超温时间由1058分钟降至87分钟。通过运行调整，大幅减少了金属壁温超温，防止了锅炉四管泄露，对一号机组721天长周期稳定运行打下坚实的基础。
参考文献
[1]DL/T611-2016 300MW-600MW级机组煤粉锅炉运行导则,2016: 6-9.
[2]焦仁杰,张丰收.渑池热电厂运行规程.华能渑池热电有限公司, 2016: 188-191.