张坤栋 何文武
沁北电厂 运行部 河南省 济源市 459012
摘要：随火电机组单机容量的不断增大，电厂锅炉烟风系统的尺寸也越来越大，烟道内风量、氧量、粉尘、Nox分布的不均匀度都在提升。锅炉自高过之后的受热面以对流换热为主，严重的偏斜会造成局部超温、磨损加剧、汽温偏差、环保排放超标等一系列严重影响。本文针对沁北电厂#5炉出现偏斜的原因进行分析，并尝试找到解决的办法。
关键字：风量；氧量；偏差；燃尽风
1.机组概况
沁北电厂三期工程锅炉型号DG3110/26.15-Ⅱ2，为复合变压运行的超超临界本生直流锅炉，一次再热、单炉膛、尾部双烟道结构，采用烟气挡板调节再热汽温，固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、平衡通风、露天布置、前后墙对冲燃烧，燃用贫煤。在炉膛前后墙各分三层布置低NOx旋流式DBC-OPCC型煤粉燃烧器，每层布置8只，全炉共设有48只燃烧器。在最上层燃烧器的上部布置了燃尽风喷口。为使每个燃烧器的空气分配均匀，在锅炉前后墙燃烧器区域对称布置有2个大风箱。大风箱被分隔成单层风室，每层燃烧器一个风室，每层大风箱的风量可单独调节。[1]在燃尽风层，风箱被分为A、B两侧，中间有隔墙进行隔离，燃烧器层风箱则是左右互通的。
2.锅炉A、B侧偏差分析
2.1送风机出力差异
在查找偏差原因时，首先发现#5炉A、B侧送风量偏差较大，在大约500mw~800MW负荷之间，A侧送风量较B侧高约100t/h风量，在800MW~1000MW之间，A侧较B侧高约180t/h风量。因此怀疑两台送风机出力有差异，遂进行A、B送风机的出力偏置试验。维持总风量不变，将B送风机出力增加， 当两侧送风机动叶开度偏差10%、电流偏差约20A时，烟风系统偏差并未有任何改善。逐渐将两侧送风机动叶开度恢复至一致，维持其他参数不变，将A、B送风机出口联络挡板开启，观察发现短时间内A、B侧空预器入口氧量偏差变小，A、B侧送风量偏差略有增加。经750MW至1000MW各负荷段观察后发现两侧偏差总体无变化，联络开启后的氧量偏差变小可能为系统扰动造成。因此A、B送风机出力偏差造成#5炉两侧偏差的可能性基本排除。
2.2二次风道系统差异
在进一步对#5炉烟风系统进行分析时发现，B侧前墙、后墙燃尽风箱压力较高，仅仅略低于B侧热二次风压力，对比A侧燃尽风箱压力和其他各燃烧器层二次风箱压力，该压力异常偏高。各处风箱压力进行了#5炉900MW工况A侧燃尽风挡板的活动试验，观察A、B侧风量、氧量、NOx、屏过汽温、高过汽温在B侧燃尽风100%开度情况下，随A侧燃尽风开大，A、B侧风量、氧量偏差增大，同时A侧NOx生成量降低、A侧屏过汽温下降明显。调阅历史曲线发现A侧燃尽风开度在50%以下时，A、B侧偏差明显较小，开度大于50%以后，偏差明显变大，符合本次试验结果。
在A侧风门活动的基础上，又进行了短时B侧燃尽风挡板活动试验，保持A侧燃尽风挡板25%开度，将B侧挡板由100%关至50%、20%，再开至40%、60%、80%、100%。试验结果如下：
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从上表中可看出，在B侧挡板关至20%后，B侧前/后墙燃尽风箱压力下降至0.59kPa/0.5kPa，A、B侧氧量、风量出现小幅偏差，NOx略有上涨，屏过汽温并未变化；在重新开大至100%后，B侧前/后墙燃尽风箱压力恢复至1.13kPa/1.08kPa，B侧风量略有上涨，B侧屏过汽温略有下降。
3.偏差原因判断
通过这两次燃尽风挡板的试验可看出，B侧燃尽风箱压力较高，在活动挡板后对炉膛两侧的风量、氧量、NOx、汽温影响均较A侧小的多，再结合#5炉B侧屏过超温、NOx生成量大、A侧燃尽风挡板开大后加剧两侧风量、氧量偏差等现象，可初步判断B侧燃尽风箱内存在堵塞现象，造成炉内B侧燃尽风不足，在短时活动挡板后，B侧屏过汽温出现下降，挡板活动或许对清堵有改善作用。
4.解决办法
燃尽风喷口结焦、风箱内积灰过多湮没喷口，均会造成燃尽风箱堵塞，而且两者之间存在相互促进的恶性循环。经就地实际检查，B侧前后墙各燃尽风喷口开度均较A侧小的多，开度过小极易造成积灰堵塞和喷口结焦，因此尝试开大各喷口开度以观察A、B侧风量、氧量的变化情况：经过开大B侧燃尽风喷口，#5锅炉A、B侧氧量、风量偏差明显变小，同时观察燃烧情况、受热面壁温均无恶化情况，表7、表8为调节前、后各参数对比。以下各工况A侧燃尽风调门开度分别为500MW：50%、500MW：60%、700MW：70%、980MW：80%，B侧燃尽风调门全开，并未刻意压低A侧燃尽风调门开度以平衡A、B侧送风量。工作数据看，B侧送风量、氧量上涨明显，A、B侧偏差明显缩小，同时NOx生成量也有一定程度的下降，符合前文中对偏差原因的分析。
5.小结
因我厂#5炉存在低再壁温频繁超限问题，再热汽温无法维持额定，为防止超温爆管，不得不降再热汽温运行。在2019年西安热工院对我厂#5炉进行燃烧优化试验过程中，通过不断调整尝试，将B侧燃尽风各喷口调整至表5所示开度，低再壁温得以降低。但长时间运行之后，B侧燃尽风箱内积灰严重，以至于湮没喷口，造成炉内B侧燃尽风供给严重不足，因此出现了锅炉A、B侧送风量、氧量的大幅偏差。此次经过就地开大B侧燃尽风喷口开度后，堵塞现象得到缓解，同时烟风系统的A、B侧偏差也得到缓解，B侧屏过超温、A侧汽温不足、NOx生成量大等一系列问题都在一定程度上得到解决。从表7和表8的对比也可看出，在保证低再壁温不超限的情况下，再热汽温与调整前并未出现明显下降，因此，此次调整可认为是有效的。
参考文献
[1]华能沁北电厂三期2X1000MW超超临界机组锅炉锅炉本体系统说明书，东方锅炉厂