CN109945154A - 一种切圆燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种切圆燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，包括：S1、分别在机组高、中、低三个负荷下进行燃尽风垂直摆角区别化测试，得出机组不同负荷下的最佳燃尽风垂直摆角位置；S2、在步骤S1基础上，针对常用煤种进行运行氧量测试，得出机组不同负荷下的最佳运行氧量控制值；S3、对常用煤种进行磨煤机组合测试，得出管壁温度控制最佳的磨煤机组合运行方式。本发明解决了机组在高负荷下烟气中CO含量高以及各负荷下容易发生再热蒸汽管壁超温导致再热蒸汽温度不足的问题，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。

Description

一种切圆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，特别是一种针对切圆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，如公开号为CN107389220A，公开了一种锅炉内温度场分布的检测方法；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。

哈尔滨锅炉厂有限公司生产的设计再热蒸汽温度为623℃的四角切圆燃烧超超临界机组，在实际的运行中出现了省煤器出口截面两侧氧量偏差大、因再热蒸汽管壁超温导致再热蒸汽温度不足的问题较突出。目前，针对管壁温度偏差大多采用燃尽风水平摆角来缓解，汽温不足大多采用燃烧器和燃尽风垂直摆角同步调整的方式进行；而采用燃尽风垂直摆角区别化调整及尾部烟气成分相结合的优化调整方法对该类型机组管壁温度影响特性的研究尚属空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种切圆燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，要解决现有技术高负荷下烟气中CO含量高以及各个负荷下容易发生再热蒸汽管壁超温导致再热蒸汽温度不足的问题，填补目前对该类机组管壁温度的优化调整方法的空白。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种切圆燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，依次包括以下步骤：

S1、分别在机组高、中、低三个负荷下进行燃尽风垂直摆角区别化测试，得出机组不同负荷下的最佳燃尽风垂直摆角位置；

S2、在步骤S1基础上，针对常用煤种进行运行氧量测试，得出机组不同负荷下的最佳运行氧量控制值；

S3、对常用煤种进行磨煤机组合测试，得出管壁温度控制最佳的磨煤机组合运行方式。

优选地，在步骤S1中燃尽风垂直摆角区别化测试包括以下步骤：

S11、采集多处管壁温度；

S12、进行省煤器出口截面烟气成分的测试；

S13、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，得出最佳的燃尽风垂直摆角位置。

进一步优选地，在步骤S13中采用等截面网格法对管壁温度和省煤器出口截面烟气成分的分布情况进行分析。

进一步优选地，在步骤S13中，包括以下步骤：

S131、选择燃用煤种，依次对燃尽风垂直摆角单独调整；

S132、在步骤S131调整单个燃尽风垂直摆角的基础上，绘制出不同燃尽风垂直摆角位置下的管壁温度分布图和烟气成分分布图；

S133、重复进行步骤S131和步骤S132，直至所有角的燃尽风垂直摆角位置调整完毕；

S134、分析步骤S131至步骤S133中所得出的多个燃尽风垂直摆角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个燃尽风垂直摆角位置，得出最佳的燃尽风垂直摆角位置。

进一步优选地，在步骤S11中采用安全仪表系统采集多处管壁温度。

优选地，在步骤S2中通过进行运行氧量测试，获得不同运行氧量下的管壁温度分布图和烟气成分分布图，得出机组不同负荷下的最佳运行氧量控制值。

优选地，在步骤S3中通过磨煤机组合测试，获得不同磨煤机组合下的管壁温度分布图和烟气成分分布图，得出管壁温度控制最佳的磨煤机组合运行方式。

进一步优选地，所述的管壁温度包括水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器的受热面管壁温度。

优选地，所述的机组高、中、低三个负荷分别为660MW（600-700MW）、500MW（400-600MW）、300MW（200-400MW）。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

本发明针对机组在高、中、低不同负荷点，通过燃尽风垂直摆角位置区别化测试、常用煤种运行氧量优化测试和磨煤机组合测试，最终得出各自对管壁温度控制的最佳状态，解决了机组在高负荷下烟气中CO含量高以及各负荷下容易发生再热蒸汽管壁超温导致再热蒸汽温度不足的问题，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

附图1为本实施例流程框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施案例对本发明作进一步描述：

本实施例对冲燃煤锅炉机组配套设有安全仪表系统，以下简称SIS系统，参见附图1所示的流程框图，切圆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，进行燃尽风垂直摆角位置区别化测试，得出机组不同负荷下的最佳燃尽风垂直摆角位置；

S2、在步骤S1基础上，针对常用煤种进行运行氧量测试，获得不同运行氧量下的水冷壁、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；

S3、对常用煤种进行磨煤机组合测试，获得不同磨煤机组合下的水冷壁、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，得出管壁温度控制最佳的磨煤机组合运行方式。

其中：在步骤S1中燃尽风垂直摆角区别化测试包括以下步骤：

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、采取等截面网格法对步骤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，得出最佳的燃尽风垂直摆角位置。

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等截面网格进行，详细实施步骤为：

S131、选择1-2个常见燃用煤种，通过对燃尽风垂直摆角逐角进行调整，观察燃尽风垂直摆角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；

S132、在步骤S131调整单个燃尽风垂直摆角的基础上，绘制出不同燃尽风垂直摆角位置的水冷壁、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；

S133、重复进行步骤S131和步骤S132，直至所有角的燃尽风垂直摆角位置调整完毕；

S134、分析步骤S131至步骤S133中所得出的多个燃尽风垂直摆角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个燃尽风垂直摆角位置，兼顾二者的情况下，得出最佳的燃尽风垂直摆角位置。应指出，燃尽风垂直摆角位置的变化对管壁温度和炉内燃烧的影响是对立的，因此最佳燃尽风垂直摆角位置在不同的负荷下应是有所区别的，并不是一成不变的。

以下给予一个实施例：

某电厂660MW等级机组切圆燃烧方式机组运行中存在如下问题：

1）660MW负荷工况下，省煤器出口截面两侧氧量偏差非常大，存在单侧局部区域明显缺氧，导致侧墙局部区域CO浓度高。A、B侧运行氧量实测值分别为1.70%和4.20%，对应的A、B侧CO排放浓度实测值分别为840μL/L和4μL/L，对安全运行和锅炉热效率都有不利影响；

2）额定负荷下，再热蒸汽温度平均值为609.0℃，离设计值623℃还有一定的差距。再热器管壁温度分布呈现典型的“M”型分布规律，管壁温度高点对称分布，分别分布在14片屏和67片屏，其中67片屏管壁温度最高，为651.7℃（所用管材有SA-213TP347HFG、SA-213TP310HCbN和SA-213S30432，超温报警设定值649℃），48片屏管壁温度最低，为594.0℃，最高点与最低点相差57.7℃，高温再热器管壁温度高、偏差大限制了再热汽温的提升。

鉴于此，采取了将1/2角燃尽风垂直摆角上摆、3/4角燃尽风垂直摆角下摆的方式，A侧的整体管壁温度下降，B侧的整体管壁温度上升；两侧的氧量偏差也变小。各个负荷下的燃尽风垂直摆角位置、表盘运行氧量控制值如表一、表二所示，高负荷下的磨煤机组合方式方式如表三所示。

表一：各个负荷下燃尽风垂直摆角位置汇总（单位：%）：

燃尽风水平摆角位置	1号角	2号角	3号角	4号角
					660MW	60	60	30	30
500MW	50	50	30	30
					300MW	50	50	30	30

表二：各个负荷下表盘运行氧量控制值（单位：%）：

负荷	300MW	500MW	660
				表盘运行氧量控制值	5.3	3.9	2.2

表三： 高负荷下磨煤机组合运行方式汇总：

磨煤机组合运行方式

A磨煤机

B磨煤机

C磨煤机

D磨煤机

E磨煤机

F磨煤机

优化前

√

√

√

√

√

√

优化后

/

√

√

√

√

√

通过对燃尽风垂直摆角、运行氧量和磨煤机组合运行方式的合理化配置，优化后省煤器出口截面烟气中A、B两侧氧量偏差明显缩小，实测平均值分别为3.48%和4.60%（为提升再热汽温，提高了整体运行氧量），对应的A、B侧CO排放浓度实测值分别为12μL/L和2μL/L，再热蒸汽温度提升至618.0℃。管壁温度高点分布在4片屏和64片屏，其中4片屏管壁温度最高，为644.4℃，48片屏管壁温度最低，为606.1.0℃，最高点与最低点相差38.3℃，偏差明显减小。

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660MW等级机组切圆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，各个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。

本发明的核心是提供一种切圆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，分析燃尽风垂直摆角位置、运行氧量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，完成切圆燃煤锅炉管壁温度整体优化调试过程。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种切圆燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

S1、分别在机组高、中、低三个负荷下进行燃尽风垂直摆角区别化测试，得出机组不同负荷下的最佳燃尽风垂直摆角位置；

S2、在步骤S1基础上，针对常用煤种进行运行氧量测试，得出机组不同负荷下的最佳运行氧量控制值；

S3、对常用煤种进行磨煤机组合测试，得出管壁温度控制最佳的磨煤机组合运行方式。

2.根据权利要求1所述的一种切圆燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于：在步骤S1中燃尽风垂直摆角区别化测试包括以下步骤：

S11、采集多处管壁温度；

S12、进行省煤器出口截面烟气成分的测试；

S13、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，得出最佳的燃尽风垂直摆角位置。

3.根据权利要求2所述的一种切圆燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于：在步骤S13中采用等截面网格法对管壁温度和省煤器出口截面烟气成分的分布情况进行分析。

4.根据权利要求2所述的一种切圆燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于：在步骤S13中，包括以下步骤：

S131、选择燃用煤种，依次对燃尽风垂直摆角单独调整；

S132、在步骤S131调整单个燃尽风垂直摆角的基础上，绘制出不同燃尽风垂直摆角位置下的管壁温度分布图和烟气成分分布图；

S133、重复进行步骤S131和步骤S132，直至所有角的燃尽风垂直摆角位置调整完毕；

S134、分析步骤S131至步骤S133中所得出的多个燃尽风垂直摆角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个燃尽风垂直摆角位置，得出最佳的燃尽风垂直摆角位置。

5.根据权利要求2所述的一种切圆燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于：在步骤S11中采用安全仪表系统采集多处管壁温度。

6.根据权利要求1所述的一种切圆燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于：在步骤S2中通过进行运行氧量测试，获得不同运行氧量下的管壁温度分布图和烟气成分分布图，得出机组不同负荷下的最佳运行氧量控制值。

7.根据权利要求1所述的一种切圆燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于：在步骤S3中通过磨煤机组合测试，获得不同磨煤机组合下的管壁温度分布图和烟气成分分布图，得出管壁温度控制最佳的磨煤机组合运行方式。

8.根据权利要求2或6或7所述的一种切圆燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于：所述的管壁温度包括水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器的受热面管壁温度。

9.根据权利要求1所述的一种切圆燃煤锅炉管壁温度整体优化调试方法，其特征在于：所述的机组高、中、低三个负荷分别为600-700MW、400-600MW、200-400MW。