梁杰
广东能源集团大埔发电有限公司514021
在大埔电厂第1号机组和第2号机组投运前期，发生了几次水冷壁的管壁温度有偏差或超温现象。水冷壁超温的部位往往出现在同一区域，即锅炉后墙水冷壁垂帘管及悬吊管。水冷壁部分位置温度超过标准的原因分为两类：其一，水冷壁管与管间的流量分配不均导致出现热量偏差；其二，锅炉中的火焰分布区域不均与导致出现热量偏差。分析超温原因后，运行人员进行多工况调整试验，提出水冷壁超温治理方案。包括一次风调平、提高二次风风门调整精确度、调整煤粉细度、大氧量运行、提高大风箱与炉膛差压、降低中间点过热度设定值、提高水冷壁进口工质焓值、增加水动力稳定性等调整措施。同时建立锅炉受热面超温管理制度和记录簿，从管理方面对壁温进行长期监控。
采取上述一系列技术整改措施及建立锅炉受热面超温管理制度后，超温记录簿中超高二值的次数由30条/月减少为5条/月。在机组运行中有效控制了水冷壁温度，避免水冷壁超温爆管，保证机组安全运行。
一、基本情况
锅炉的尾部放置2台三分仓容克式空气预热器，所用的是正压冷一次风机直吹式制粉系统，膜式壁组成的炉膛。由炉膛冷灰斗入口，即标高8300mm处，到标高50547mm，炉膛周围使用螺旋式管圈，在此上方为垂直管圈。每个炉均安装有二十四个直流式煤粉燃烧器，共分六层分布于炉膛下端四个角，空气和煤粉便从这四个角进入，呈切圆形式在炉膛里燃烧。
在大埔电厂第1号机组和第2号机组投运初期，多次发生水冷壁管壁温度有偏差或超温现象，尤其是机组低负荷运行时，很容易出现部分水冷壁温度超过报警值的现象，部分工况下水冷壁温度严重超过报警值，影响机组安全运行。从两台机组运行情况来看，水冷壁超温的部位具有共同特性，往往出现在同一区域，即锅炉后墙水冷壁垂帘管及悬吊管。
二、原因分析
产生水冷壁局部温度超过标准的原因有两个。水冷壁部分位置温度超过标准的原因分为两类：其一，水冷壁管与管间的流量分配不均导致出现热量偏差；其二，锅炉中的火焰分布区域不均与导致出现热量偏差。此二因中，第一类原因的影响较复杂。如管子与管子之间在设计阶段会有偏差阻力、清洁度不相同也会引起偏差阻力。因此，解决热偏差存在的方法也遭到较大限制。针对有些水冷壁的管中流量不均匀而产生的水冷壁超温现象，可对水冷壁的联箱和管道开展针对性排查，除去部分水冷壁管的管道氧化结垢，消除由此增加的阻力，可优化水冷壁流量分配。第二类原因通常出现有煤粉浓度不均匀、风量分配不当、燃烧器的使用组合方式不恰当。针对后墙水冷壁垂帘管及悬吊管的出现的超温，可着重从烟气处着手，分析出现此现象的原因，开展多种工作状况的调整试验，总结提炼出水冷壁超温现象发生的治理方案。
三、治理水冷壁超温的措施
1.一次风调平
一次风粉管是否调平对燃烧有着非常重要的意义，它不仅会影响到一次风管的煤粉分配、炉膛切圆形状和大小。如果风速偏差较大，还会冲刷水冷壁，造成水冷壁超温，炉膛结渣等。检查人员检查全开一次风管可调缩孔，分别对同一部磨煤机的四根风管流速进行测量，读取出各一次风管风速。依据检查情况，对部分风管存在风速不平的现象，可调整相应的可调缩孔，使每个风管的风速达到基本相同。冷态调平后的一次风风速偏差基本控制在5%以内。
2.提高二次风风门调整精确度
电动执行器是自动控制系统中的重要设备，在电厂被广泛应用。投产初期，二次风风门电动执行器控制精度较差。
风门普遍实际开度与指令值偏差达到3%左右，有的甚至超过5%，严重制约了系统调节品质的提高。对于快速响应控制系统，提高电动执行器控制精度显得更加重要。本小组人员要求对风门操作机构的电动头进行重新整定。针对不同的影响因素分别采取了相应的技术措施，使风门调整的死区由3%减少至1%，为后期实施治理措施夯实基础。
3.调整煤粉细度
通过测试磨煤机分离器转速在20HZ 习惯运行方式下的煤粉细度，发现个别磨煤机煤粉太细，导致炉膛下部换热强烈，不利于水冷壁管壁温度的控制。试验期间调整B/C磨煤机分离器转速至18/19HZ，使运行磨煤机煤粉细度R90均控制在20%。后墙水冷壁悬吊管壁温从最高点的450℃降至441℃。所以，调整煤粉细度的重要一环是严格控制锅炉水冷壁管壁超温。
4.大氧量运行
水冷壁管壁超温现象比较常出现在300MW至400MW负荷区间。原因是在低负荷下，存在于水冷壁中工质的流动速度变低和分配均匀性变差。此时，可在大氧量下运行，减轻工质侧对水冷壁冷却条件变差的压力。从试验结果来看，当氧量由5.0%提高到5.7%，后墙水冷壁垂帘管及悬吊管壁温平均值降低了13℃。反之，氧量降低，后墙水冷壁垂帘管及悬吊管壁温升高。
5.提高大风箱与炉膛差压
针对燃烧高挥发分煤种时煤粉着火提前的问题，应适当提高二次风箱与炉膛的压力差，增大燃烧器二次风挡板的开度，增加燃烧器煤粉射流刚性，减小锅炉切圆直径，防止锅炉切圆过大，高温烟气冲刷到水冷壁而引起水冷壁超温。运行中保证二次风风门自动化投入率，减负荷时风门将自动缓慢关小，避免手动大幅度操作造成燃烧工况剧烈变化。
6.降低中间点过热度设定值
相对增加给水流量，降低水冷壁区热负荷。经试验，中间点过热度设低后，水冷壁区热负荷下降，蒸发段后移，相对给水流量增加，管内工质流动稳定性加强。
7.提高水冷壁进口工质焓值，增加水动力稳定性
改变炉内热负荷分配，使炉膛吸热份额减少，省煤器吸热增加并使蒸发点附近受热均匀。将火焰中心上移，即上摆燃烧器角度和变低位磨为高位磨运行。保证省煤器吹灰。这样，给水在省煤器中多吸热，并在下部分的螺旋管中进一步吸热，增加焓值。
8.建立锅炉受热面超温管理制度和记录簿
监盘时发现锅炉受热面管壁超高二值，除在值班日志记录外，还应在超温记录簿中记录，记录簿准确记录受热面壁温超过允许温度的幅度、持续时间及原因。并每月1日早班将超温的数据上报，交由专工进行审核分析超温原因，将分析结果下发班组进行学习。针对出现超温现象却不记录或对原因不认真分析弄虚作假的，直接考核到责任班组。当锅炉受热面管壁超过《运行部锅炉受热面壁温超温考核定值表》或《厂级锅炉受热面壁温超温考核定值表》时，当班监盘人员应对发生温度异常的原因进行分析，填写事故分析报告并制订防止对策，跟踪执行的情况。
四、治理效果
采取上述一系列技术整改措施及建立锅炉受热面超温管理制度后，对治理锅炉水冷壁超温现象取得了较好的效果。超温记录簿中超高二值的次数由每月30条减少为每月5条。在机组运行中有效控制了水冷壁温度，保证了机组安全运行。
参考文献：
广东粤电大埔发电有限公司《660MW超超临界机组集控运行规程》
广东粤电大埔发电有限公司《公共及辅助系统运行规程》