CN109631009A - 一种对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法 - Google Patents

一种对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，包括以下步骤：S1、分别在机组高、中、低三个负荷情况下，进行燃烧器拉杆位置优化测试，得出机组不同负荷下的最佳燃烧器拉杆位置；S2、在所述步骤S1的基础上，针对常用煤种进行磨煤机组合优化测试，得出管壁温度控制最佳的磨煤机组合运行方式；S3、针对目标煤种的不同掺配比例，进行配煤方式优化测试，得出管壁温度控制最佳的配煤方式。本发明的对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，为同类型机组管壁温度的优化调整提供参考，能有效地控制超温爆管问题的发生。

Description

一种对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法
技术领域
本发明涉及锅炉调试领域，特别是一种针对对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法。
背景技术
随着机组参数的逐步提高，机组在中高负荷下的管壁超温爆管和炉内高温腐蚀问题尤其突出，也引起了大家的广泛关注。针对受热面爆管的材料分析的研究表明，爆管除了与管材本身性能和焊接工艺有关外，管壁超温也是一个重要的诱因。因此，加强管壁温度的监测尤为重要，几大锅炉厂均采取了增加在线温度测点的方式全面掌握壁温分布和超温情况，或改进温度检测方法，如发明申请一种锅炉内温度场分布的检测方法(公开号CN107389220A)；此外，研发长寿命、抗烟气干扰的壁温测量装置也是一个重要的方向。
与此同时，炉内高温腐蚀的问题也日益凸显。东方锅炉厂有限公司生产的百万等级的锅炉燃烧方式均为前后墙对冲方式，通过燃烧器配风方式的调整能解决中高负荷下烟气中CO含量高的问题，进而缓解了炉内高温腐蚀。但管壁超温的问题将更加凸显，尤其是低负荷运行时。目前，国内针对该类型机组管壁温度的优化调整方法的研究尚属空白。
发明内容：
本发明目的是提供了一种对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，要解决现有技术中高负荷下烟气中CO含量高、以及低负荷下容易发生管壁超温的问题，填补目前对该类机组管壁温度的优化调整方法的空白。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，包括以下步骤：
S1、分别在机组高、中、低三个负荷情况下，进行燃烧器拉杆位置优化测试，得出机组不同负荷下的最佳燃烧器拉杆位置；
S2、在所述步骤S2的基础上，针对常用煤种进行磨煤机组合优化测试，得出管壁温度控制最佳的磨煤机组合运行方式；
S3、针对目标煤种的不同掺配比例，进行配煤方式优化测试，得出管壁温度控制最佳的配煤方式。
在优选的实施例中，机组配套设有SIS系统，所述步骤S1燃烧器拉杆优化测试的具体步骤包括：
步骤S11、机组SIS系统采集多处管壁温度；
步骤S12、进行省煤器出口截面烟气成分的测试；
步骤S13、采取旋流燃烧器调试法针对所述步骤S11采集的管壁温度和所述步骤S12省煤器出口截面烟气成分的分布情况进行分析，得出最佳的燃烧器拉杆位置。
在优选的实施例中，所述步骤S11中SIS系统采集水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器的受热面管壁温度。
在优选的实施例中，步骤S13中旋流燃烧器调试法具体包括如下步骤：
S131、选择燃用煤种，依次对燃烧器内外二次风拉杆进行单个调整，然后进行步骤S132；
S132、在步骤S131调整单个燃烧器内外二次风拉杆的基础上，绘制出不同燃烧器拉杆位置的水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器的受热面的管壁温度分布图和烟气成分分布图，以确定燃烧器拉杆位置对管壁温度和烟气成分分布的影响；
S133、重复进行所述步骤S131和步骤S132，直至所有的燃烧器拉杆位置调整完毕；
S134、分析所述步骤S131至步骤133中所得出的多个燃烧器拉杆位置调整时对应的管壁温度分布图和烟气成分分布图，找出对管壁温度和炉内燃烧影响最大的几只燃烧器，得出最佳的燃烧器拉杆位置。
在优选的实施例中，步骤S2中通过磨煤机组合优化测试获得不同磨煤机组合方式下的水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器的受热面的管壁温度分布图和烟气成分分布图，最终得出管壁温度控制最佳的磨煤机组合运行方式。
在优选的实施例中，步骤S3中通过配煤方式优化测试获得不同煤种时，水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器的受热面的管壁温度分布图和烟气成分分布图，最终得出管壁温度控制最佳的配煤方式。
在优选的实施例中，所述燃烧器拉杆位置优化测试包括燃尽风喷口配风优化测试。
本发明提供的一种对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，针对机组在高、中、低不同负荷点，通过燃烧器拉杆位置优化测试、常用煤种进行磨煤机组合优化测试和配煤方式优化测试，最终得出各自对管壁温度控制的最佳状态。本发明的管壁温度优化调试方法解决了机组在高负荷下烟气中CO含量高以及低负荷下容易发生管壁超温的问题，能有效地控制超温爆管问题的发生，为同类型机组管壁温度的优化调整提供参考。
附图说明
图1为本发明的流程框图。
具体实施方式
现阐述本发明的选定实施例，本领域技术人员应了解到，本发明实施例的说明仅是示例性的，并不是为了限制本发明的方案。
本发明的核心是提供一种对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，该方法是通过高、中、低三个负荷点，采用机组配套的SIS系统采集水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器等受热面的管壁温度，并辅以省煤器出口截面烟气成分的测试，分析煤种、燃烧器(燃尽风)拉杆位置以及磨煤机组合方式等主要因素对炉内燃烧和管壁温度的影响,完成对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试过程。
本发明对冲燃煤锅炉机组配套设有SIS系统，参见附图1所示的流程框图，对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法具体包括以下步骤：
S1、分别在机组高、中、低三个负荷情况下，进行燃烧器拉杆位置优化测试(包括燃尽风喷口配风优化测试)，得出机组不同负荷下的最佳燃烧器拉杆位置；
S2、在步骤S2的基础上，针对常用煤种进行磨煤机组合优化测试，获得不同磨煤机组合方式下的水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器的受热面的管壁温度分布图和烟气成分分布图，最终得出管壁温度控制最佳的磨煤机组合运行方式；
S3、针对目标煤种的不同掺配比例，进行配煤方式优化测试，获得不同煤种时，水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器的受热面的管壁温度分布图和烟气成分分布图，最终得出管壁温度控制最佳的配煤方式。
其中，步骤S1燃烧器拉杆优化测试的具体步骤包括：
步骤S11、机组SIS系统采集水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器的受热面管壁温度；管壁温度的采集根据现场温度测点的安装情况而定，尽可能多收集，原则是全采集，用于分析同屏热偏差和屏间热偏差。
步骤S12、进行省煤器出口截面烟气成分的测试；
步骤S13、采取旋流燃烧器调试法针对步骤S11采集的管壁温度和步骤S12省煤器出口截面烟气成分的分布情况进行分析，得出最佳的燃烧器拉杆位置；
其中，步骤S13中管壁温度和省煤器出口截面烟气成分的分布情况的分析采取旋流燃烧器调试法(简称为SBT)进行，详细实施思路为：首先，选择1-2个常见燃用煤种，采取SBT调试法对燃烧器(燃尽风)内外二次风拉杆逐只进行调整，观察燃烧器(燃尽风)拉杆位置对管壁温度和烟气成分分布(主要是针对高负荷)的影响；然后，绘制出不同燃烧器(燃尽风)拉杆位置的水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器等受热面的管壁温度分布图和烟气成分分布图；最后，分析对管壁温度和炉内燃烧影响最大的几只燃烧器，兼顾二者的情况下，得出最佳的燃烧器(燃尽风)拉杆位置。应指出，燃烧器(燃尽风)拉杆位置的变化对管壁温度和炉内燃烧的影响是对立的，因此最佳燃烧器(燃尽风)拉杆位置在不同的负荷下应是有所区别的，并不是一成不变的；同时，燃烧器和燃尽风由于布置位置的差异，对不同受热面管壁温度的影响特性也有所差异。
实验例
某电厂百万机组对冲燃烧方式机组运行中存在如下问题：
1)1000MW负荷工况下，省煤器出口截面存在单侧局部区域明显缺氧，导致侧墙局部区域CO浓度高，最高值达6380μL/L，对安全运行和锅炉热效率都有不利影响；
2)低负荷、三台磨组合方式运行时存在偏烧和部分屏式过热器壁温高的问题，具体为ABF磨煤机组合运行方式下，屏式过热器第15、17、18片屏壁温偏高，A侧燃烧整体偏强，易出现氧量偏低；AEF磨煤机组合运行方式下，屏式过热器第7、8、9片屏壁温偏高，B侧燃烧整体偏强，易出现氧量偏低，其中9片屏12号管壁温最高值为616.3℃，容易发生管壁超温。
鉴于此，采取了上述高低负荷下主燃烧器区域区别配风的思路。优化前后的燃烧器(含燃尽风)拉杆位置如表1～表7所示。
表1高负荷下主燃烧器外二次风拉杆位置汇总
注：1)#1～#8为锅炉A侧往B侧方向。2)最大刻度100％，挡板开大为风量增大、旋流减弱方向；关小为风量减小、旋流增强方向。
表2低负荷下主燃烧器外二次风拉杆位置汇总
表3主燃烧器内二次风拉杆位置汇总
注：1)#1～#8为锅炉A侧往B侧方向。2)最大刻度90°，刻度往大旋转为风量增大、旋流增强方向；往小旋转为风量减小、旋流减弱方向。
表4燃尽风外二次拉杆位置汇总
注：1)#1～#8前/后墙均为锅炉A侧往B侧方向。2)最大刻度400mm，往外拉风量增加；往里推风量减少。
表5燃尽风内二次风拉杆位置汇总
注：1)#1～#8前/后墙均为锅炉A侧往B侧方向。2)最大刻度400mm，往外拉风量减小；往里推风量增加。
表6高负荷下磨煤机组合运行方式汇总
表7高负荷下配煤方式汇总
通过对燃烧器(含燃尽风)拉杆、磨煤机组合运行和配煤方式优化的合理化配置，在1000MW负荷下，侧墙局部区域CO排放浓度最高值降低至1071μL/L，平均值也由749μL/L降低至192μL/L，降幅明显。在500MW负荷下、AEF磨煤机组合方式下，管壁温度最高点降低至600.5℃，大大提高了管材的安全裕度。
从上述实验例的结果可以看出，采用本发明的管壁温度整体优化调试方法对该电厂百万机组对冲燃烧方式机组进行调试，相比调试前，机组在高负荷下的CO排放浓度显著降低，在低负荷下的管壁温度最高值也显著降低，有效的解决了管壁超温爆管和炉内高温腐蚀问题。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所述领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或等同替换，但以上变更、修改或等同替换，均在本申请的待授权或待批准之权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、分别在机组高、中、低三个负荷情况下，进行燃烧器拉杆位置优化测试，得出机组不同负荷下的最佳燃烧器拉杆位置；
S2、在所述步骤S2的基础上，针对常用煤种进行磨煤机组合优化测试，得出管壁温度控制最佳的磨煤机组合运行方式；
S3、针对目标煤种的不同掺配比例，进行配煤方式优化测试，得出管壁温度控制最佳的配煤方式。
2.根据权利要求1所述的对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于，机组配套设有SIS系统，所述步骤S1燃烧器拉杆优化测试的具体步骤包括：
步骤S11、机组SIS系统采集多处管壁温度；
步骤S12、进行省煤器出口截面烟气成分的测试；
步骤S13、采取旋流燃烧器调试法针对所述步骤S11采集的管壁温度和所述步骤S12省煤器出口截面烟气成分的分布情况进行分析，得出最佳的燃烧器拉杆位置。
3.根据权利要求2所述的对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于，所述步骤S11中SIS系统采集水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器的受热面管壁温度。
4.根据权利要求2所述的对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于，步骤S13中旋流燃烧器调试法具体包括如下步骤：
S131、选择燃用煤种，依次对燃烧器内外二次风拉杆进行单个调整，然后进行步骤S132；
S132、在步骤S131调整单个燃烧器内外二次风拉杆的基础上，绘制出不同燃烧器拉杆位置的水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器的受热面的管壁温度分布图和烟气成分分布图；
S133、重复进行所述步骤S131和步骤S132，直至所有的燃烧器拉杆位置调整完毕；
S134、分析所述步骤S131至步骤133中所得出的多个燃烧器拉杆位置调整时对应的管壁温度分布图和烟气成分分布图，找出对管壁温度和炉内燃烧影响最大的几只燃烧器，得出最佳的燃烧器拉杆位置。
5.根据权利要求1所述的对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于，步骤S2中通过磨煤机组合优化测试获得不同磨煤机组合方式下的水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器的受热面的管壁温度分布图和烟气成分分布图，最终得出管壁温度控制最佳的磨煤机组合运行方式。
6.根据权利要求1所述的对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于，步骤S3中通过配煤方式优化测试获得不同煤种时，水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器的受热面的管壁温度分布图和烟气成分分布图，最终得出管壁温度控制最佳的配煤方式。
7.根据权利要求1至6任一项所述的对冲燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于，所述燃烧器拉杆位置优化测试包括燃尽风喷口配风优化测试。
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