（神华国华（印尼）南苏发电有限公司 PT.GH EMM INDONEISA）
摘要：某电厂两台150MW锅炉在不同负荷、不同制粉系统方式下频繁出现超温状况，其原因与一、二次风系统、磨本身因素及磨组燃烧方式等多种因素有关，本文重点研究一次风系统在不同负荷运行状态和启停制粉系统过程中对锅炉燃烧的影响，以便判断其对主再热蒸汽超温的影响效果，同时通过此项研究来调整优化一次风运行方式，进而达到控制、防止超温的目的。文章会尽量考虑其他因素不变，单独调整一次风对锅炉燃烧的影响，以避免在多种因素干扰下，无法准确判断一次风系统对锅炉燃烧的影响，以及如何单纯通过调整一次风控制主再热蒸汽温度。
关键词：一次风压；一次风量；火焰中心
一 引言
某电厂两台150MW汽包炉，在每日拉仓、启停制粉系统过程中和升降负荷过程中都存在着超温的情况，而其中有多种因素，一次风系统作为输送燃料系统，其影响是最为主要的。因此，研究一次风对燃烧的影响及火焰中心变化，是解决超温问题一个重要途径。经过对一次风系统在工况变化时发生的自动或手动干预引起的变化进行分析，同时应用此分析在对个别制粉系统启停过程以及升降负荷过程中进行一次风系统的优化改善，蒸汽温度得到有效控制，在保证锅炉稳定燃烧方面，取得了良好的效果。
二 一次风调节对燃烧的影响
1 一次风工作原理
某电厂两台150MW汽包炉，锅炉型号为DGJ500/13.7-Ⅱ7，一次中间再热超高压自然循环汽包炉、п型布置、单炉膛、燃烧器四角布置，切圆燃烧。每角燃烧器喷口共布置有10层喷口，其中一次风喷口4层，顶二次风喷口1层，其余5层为二次风喷口。在燃烧器顶部设置顶二次风喷口（即OFA喷口），OFA喷口反切15度，形成逆向旋转气流，以降低炉内气流的残余旋转，减少炉膛出口处两侧烟温的偏差。周界风门可以实现自动调节。一次风输送燃料燃烧喷口位于A B C D 层喷口，如下图：
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四台制粉系统通过喷燃器将煤粉输送到炉膛，由A B C D 层周界风辅助燃烧，AA AB BC CD DD为辅助二次风（其中BC层为大油枪燃油辅助二次风，AA层为微油枪燃油辅助二次风）再次辅助燃烧，最后由OFA层燃尽风保证燃烧充分。
从以上可以看出该厂锅炉燃烧用风以二次风为主，保证燃烧充分，一次风紧紧提供输送煤粉作用，但实际上，该厂一二次风比例匹配并不是最佳工况，一次风与二次风比例基本为1：1，如下图：
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通过上图我们可以发现，总风量为600T/H左右，二次风量大概340T/H左右，因此一次风量为260T/H左右，一二次风比例趋近1：1，由于一次风量相对比重大，同时风压高（9.1KPa左右），造成一次风对炉膛燃烧影响过大。
2 一次风在实际机组运行中对锅炉燃烧产生的影响
（1）火焰中心上移明显
由于一次风压较高且一次风量大，碾磨后的细粉随一次风输送到更高的位置，即接近屏式过热器区域，使得水冷壁区域换热效果减弱，而对流区换热明显增强，吸热介质吸热的区域不平均，造成局部超温，如下图：
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从上图可以看出，一般情况下，汽包出口、全大屏及屏式过热器出口温度均在正常范围，但如果在低负荷，燃烧换热能力相对弱，且同时一次风使得火焰中心上移，就会造成汽包温度不高，但全大屏过热器和屏式过热器出口蒸汽温度较高的情况出现，尤其是上层两台制粉系统同时运行时，其现象尤为明显，水冷壁吸热不够，对流过热区吸热过多，主要就是由于一次风将煤粉推到较高的位置接近对流换热区，造成全大屏附近辐射换热增强，对流换热也增强，于是发生局部超温的现象。虽然末级过热器出口温度可以被减温水控制在合理范围内，但过热区沿程介质经常会发生超温情况，在增加负荷后，由于煤粉燃烧作用增强，一次风与煤的配比逐渐合理，煤粉燃烧区域下移，反而使火焰中心下移，过热区介质温度下降至正常范围。
（2）燃烧不完全
由于一次风将煤粉输送到炉膛较高贴近对流换热区的位置，导致全大屏辐射换热相对强，同时煤粉燃烧区域靠后，相对正常情况来说，煤粉燃尽的区域也相对靠后，这就造成煤粉可能无法燃尽，化学不完全燃烧热损失增加，经济性降低。
（3）启停制粉系统存在较大风险
锅炉平时燃烧过程中，虽然一次风量比重大，但如果工况稳定，适当调整还是可以尽量避免超温的发生，但在制粉系统启停过程中，对一次风调整不当，将很有可能造成炉膛燃烧快速变化而造成超温。
首先，备用制粉系统启动过程中，由于备用制粉系统通风和暖磨过程需要分别逐渐开启冷风调门和热风调门，即增大风量的同时风压和风温，此时总的一次风压呈下降趋势，其他运行的制粉系统一次风压下降，输送燃料能力下降，炉膛燃烧效果暂时变差，会存在短时间负荷降低的可能，而制粉系统给煤机启动后，由于一次风温度低，输粉能力较正常时偏弱，带粉不充分，喷燃器处燃烧效果不好，虽然总煤量前后匹配，但实际燃烧时，煤粉需要3分钟左右才能进入充分燃烧状态。在这个过程中，实际总煤量小于参数显示，导致负荷降低，汽温汽压降低；直到该制粉系统着火正常后，实际总煤量与显示总煤量一致，负荷恢复正常，此过程中如果人为过度干预总煤量，甚至一味加煤保证负荷，可能导致备用制粉系统着火正常后，负荷大幅度增加，造成超温。
其次，停运制粉系统过程中保证总煤量稳定，基本上不会出现汽温汽压大幅度变化的情况，但如果在通风吹扫过程中调整冷风量过快，则可能因为关小该停运制粉系统冷风量过快，造成总一次风压和其他几台制粉系统风压升高较快，短时间携带过多煤粉冲入炉膛，同时停磨通风吹扫过程中，由于粉管并没有完全吹干净，因此残余粉吹入炉膛时可能造成该层喷燃器继续着火，此过程中，实际总煤量大于显示值，造成炉膛热负荷冲击并超温。
过热区温度是需要运行人员重点注意的参数，因为稍有不慎就会引起过热器出口温度超限。在制粉系统启停过程中，二级减温水前蒸汽温度可达到520℃左右，全大屏出口温度也可达到480℃，如果此时再进行减温水调节气温，效果将微乎其微。
3 对上述问题的处理方法
（1）低负荷调整
从以上我们能看出，低负荷较高负荷虽然过热器出口不容易超温，但全大屏出口和屏式过热器出口温度容易处在超温范围，为了防止这种现象发生，可以调整尾部烟道挡板，在保证再热器不出现减温水的情况下，尽量降低过热器烟气量，保证过热器沿程不超温。同时，从一次风与煤粉配比下手，因为低负荷风比例较大，在保证制粉系统风量稳定，不接近跳闸值的情况下，适当降低一次风量，降低火焰中心，保证辐射换热区域稳定，降低对流换热强度，防止过热器沿程发生超温。
（2）启动制粉系统过程中的调整
在制粉系统启动过程中，要注意到煤粉着火的时间，这里可以根据参数来判断，最主要的参数就是汽压，当被启动的制粉系统给煤机投粉后，该层磨出口喷燃器着火是否良好，最主要就是看蒸汽压力的变化，当我们调整总煤量保持不变时，着火不好会直接影响负荷，而汽压的反应速度是最快的，当发现汽压迅速下降，就意味着此刻该制粉系统还没有完全着火，实际燃烧的总煤量与显示总煤量有偏差，对于此种情况，可以考虑两种方式，第一，在启动给煤机后，适当增加其他磨煤量保证总煤量较之前多5-6吨，以缓解着火不良造成负荷大幅度下降。之后，根据汽压变化及时将总煤量调回正常。
第二，如怕负荷频繁调整造成汽温汽压及汽包水位波动，可以只调整高压调门，保证汽压稳定，当着火正常，汽压开始回头时，提前调整调门开度，按照煤水比进行提前调整，防止主再热蒸汽超温。
（3）停运制粉系统过程中的调整
停磨过程中，风量扰动的两个主要阶段在于关闭热风门和关小冷风调节门，这两个过程中，要关注过热器沿程温度以及一次风压的变化，当发现这两个过程中，一次风压提高明显，过热器区温度开始升高，就应该及时调整一二级减温水量，做到提前预控，必要时，可以调整煤水比，个人推荐，调整高压调门反应比较迅速；而由于锅炉的蓄热情况，调整煤量反应相对滞后。但无论何种方式，大幅度调整煤水比的过程中要同时关注汽包水位和负压变化，一旦汽包水位和负压发生大幅度变化应先稳定汽包水位和负压，然后再调整煤水比。
停磨过程中关小冷风调门要注意对其他三台磨一次风压的影响，同时关注过热器区温度变化，发现过热器区温度突升应立即停止操作，先稳定蒸汽温度再进行冷风量调整。
三 运行中遇到的实际问题
我们已经分析了一次风输送煤粉带来的问题，并认识到降低一次风量，控制一次风压可以防止超温，但实际运行过程中存在着一些困难让我们调整过程中捉襟见肘，其中最主要的就是在雨季，煤粉湿度较大，煤质较差，造成运行人员不得不提高一次风量及一次风压来保证煤粉输送，防止磨煤机堵煤，此种方式虽然保证了煤粉输送，但同时也为安全运行埋下隐患，在启动制粉系统过程中，如果煤质差，运行制粉系统一次风量偏置较高，就可能造成火焰中心上移过高而超温，此时如果降低其他磨的一次风量，虽然可以缓解汽温突升的速度，但如果调整稍有不慎，就很有可能发生磨内堵煤。
因此，当煤质差，导致正常运行时一次风偏置较高时，我们应该尽量先降低负荷，降低一次风量，保证启动制粉系统过程中，减温水量充足，对突发情况及时处理，在制粉系统启动稳定后，再逐步将负荷加上去。
四 结论
综上所述，我们研究了一次风系统对于锅炉燃烧的影响，并通过分析几个具体问题，提出了一些解决方法，以保证主再热蒸汽温度正常，防止超温。同时希望在今后的锅炉检修中，能够针对一二次风系统进行燃烧调整实验，使得一二次风配比达到最优状态，从而保证锅炉燃烧稳定，蒸汽参数稳定，一次风系统风压高，占总风量比例大，对火焰中心的影响巨大，因此对锅炉燃烧的影响十分明显，我们要调整一次风与煤量关系，调整好一次风和总风量的关系，稳定锅炉燃烧，为安全运行生产添砖加瓦。
参考文献：
[1]李石湘.配风方式对锅炉燃烧的影响[D].湖南湘潭，2002
[2]王伟苏，谢庭帅，丁肖骏等.150MW印电集控规程[D].国华印电公司 2017.
作者简介：
于淼（1985），男，汉族，辽宁省辽阳市人，助理工程师，大学本科，从事电厂集控运行工作。Tel：13299912481，E-mail：无。