...炼化 完成1号锅炉低氮燃烧器改造项目工作
陈钢
摘 要：锅炉低氮燃烧器改造后，在加减负荷过程中，受热面经常会发生超温现象，尤其是在过热器后屏部分管件及低温过热器部分管件表现比较明显。经常超温使受热面疲劳损耗增加，严重影响受热面的寿命，长时间的超温可能导致受热面爆破，威胁到机组的安全运行。本文主要对低氮燃烧器改造后超温原因进行了分析，并提出了预防控制的措施。
关键词：低氮燃烧器 改造 超温 预防 控制
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）09（b）-0043-02
1 设备情况简介
该厂锅炉由哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造，型号为HG-1025/17.5-YM，为亚临界、自然循环、单炉膛、一次中间再热、直流摆动燃烧器、固态排渣燃煤汽包炉。采用四角切向布置的全摆动燃烧器，四角同步，燃烧器可做整体±30℃的上下摆动，共设五层一次风喷口。2014年进行了低氮燃烧器改造，以降低锅炉出口NOX排放。
2 问题描述
该厂在低氮燃烧器改造前，受热面很少有超温，出现超温的情况基本都在机组刚并网带负荷阶段，由于加负荷速度过快，压力较低，为尽快提高过热器压力，煤量增加较多、较快，造成受热面超温；正常运行中则几乎不会出现受热面管壁超温的情况。
低氮燃烧器改造后，过热器后屏部分管件，尤其是后屏#6组件6号管、后屏#6组件11号管、后屏#6组件13号管在运行中经常会出现超温报警（报警值520℃，超温值530℃），尤其在高负荷运行时常会发生管壁报警的情况；低温過热器部分组件在低负荷时（报警值470℃，超温值480℃）易出现超温的情况。
3 超温原因分析
3.1 过热器后屏管壁超温的原因分析
（1）低氮燃烧器改造后，炉膛出口温度升高。部分二次风经SOFA喷口进入炉内，在整个燃烧器区域二次风量较原来减少较多，为抑制NOX的生成，煤粉处于欠氧燃烧的状态，并未能充分燃烧，燃烧过程被延长到SOFA区域，原E层喷燃器距离屏底为18.516m，现在SOFA中心距离屏底为11.184m，煤粉燃烧区域距离屏底距离明显缩短。在高负荷时，燃烧器区域二次风开度在20%左右，SOFA风开4～6层，煤层开度保持在60%，会加剧燃烧中心的提高，造成炉膛出口温度的升高；由于炉膛出口无烟气温度测点，在SOFA风开大的情况下炉膛出口温度较原来会变化多少，较改造前温度变化多少无准确数值。运行人员在进行燃烧调整后，无法直接了解炉膛出口烟气温度的变化，只能通过蒸汽温度的变化间接了解，就会出现发现管壁温度达到超温报警值后采取措施进行调整，调整就比较滞后。
（2）运行调整习惯不好。在进行汽温调整时，要一、二减配合进行，一减水量大，反应慢，要实现对汽温的准确控制较难，二减水量小，反应快，增减后汽温马上会发生变化，所以，在运行中个别值将一减水量控制较小，一减后汽温保持过高，靠二减去实现对汽温的快速、准确控制，往往造成二减开关频繁，喷水量较大。
（3）负荷变化太快、太频繁。负荷变化太快，忽上忽下，值班员操作频繁，尤其在AGC投入的情况下，负荷变动太频繁且变动幅度大，调度要求机组保持较高的负荷变动速率，以加快负荷响应速度，在加负荷时，煤量增加较快，很容易造成受热面管壁超温。
3.2 低温过热器管壁超温的原因分析
低氮燃烧器改造后，低温过热器管壁温度超温发生在负荷较低（180MW以下）的时候，虽烟气温度相对较低，但烟气量较大（过剩空气量过大），低负荷时蒸汽流量较小，是造成低温过热器管壁超温的主要原因。
4 防止管壁超温的控制措施
4.1 正常运行时的汽温调整
一是监盘人员每小时必须对锅炉管壁温度检查一次，发现超温点或者一个点温度明显高于周围点温度，应采取措施降低管壁温度，并做好管壁超温记录；各台磨煤机给煤量应该保持均匀，发现过热器管壁超温后可以适当降低上层磨煤机煤量、风量，增加下层磨煤机煤量；大负荷时应保持下层磨煤机运行，尽量不运行上层磨煤机；保持合适的氧量，氧量维持在3%～4%之间；严格监视运行参数，出现异常及时分析；合理调整燃烧，保持燃烧稳定和制粉系统的稳定运行；尽可能采取降低火焰中心调节方式，降低炉膛火焰中心，降低炉膛出口烟温。二是严格执行吹灰制度，对炉内燃烧和结焦情况加强检查，特别是1E磨4号角检查，如管壁超温则适当增加吹灰次数；严格执行锅炉排污制度，严格控制锅炉汽水品质，减轻受热面内部结垢，降低壁温。三是注意炉底水封的正常投入，做液压关断门试验时，及时对汽温进行调整，控制好温度，防止超温；经常进行锅炉本体和空预器的检查，防止孔、门关闭不严漏风影响汽温的调整；加强对给水自动、减温水自动、燃烧自动等主要自动控制情况的检查，如自动失灵，应立即切除自动，用手动方式将参数控制在正常范围。
4.2 加减负荷时的汽温调整
一是制粉系统启动前通风，停止磨煤机前通风，应控制冷风通入量，及时调整锅炉配风；负荷变化时，煤量不要突增或突减，如汽温上升过快，可降低负荷变化速率，可将负荷变动速率降至3MW/min。防止长时间、大风量通入冷一次风，导致炉膛变冷，燃烧延后，使过热器管壁超温；二是根据一、二级减温器后温度和主汽温度调整减温水，在调整时一、二减要配合调整；操作减温水要缓慢、平稳、要有预见性和一定的提前量，以保证汽温正常稳定；在保证减温器后蒸汽饱和度前提下，尽量增加一级减温水量，高负荷时，在过热汽温达到额定值的情况下，尽量将一减后温度保持较低，保持在390℃以下，尽量减小二减水量；三是负荷较高时，需要开大OFA消旋风，减小烟气余旋，减小烟气流速、烟气温度偏差；大负荷时，保证燃烧区域二次风量，二次风挡板开度最好不低于30%；根据负荷变化及时对各二次风挡板进行调整，防止锅炉缺风运行；监视脱硫出口CO的变化，保持CO值最好不超过50mg/Nm3，最高不超过100mg/Nm3；保证脱硝入口NOX在300mg/Nm3左右即可，不要为保持较低的NOX值，而将SOFA风层数打开较多，减小燃烧器区域二次风量；打开SOFA风开度最大保持在60%即可，不许SOFA风开度保持过高；四是低负荷时，要及时对锅炉风量进行调整，保持合适的风量，氧量最好保持在4%以内，防止风量过大，造成低温过热器管壁超温。
4.3 异常情况下的汽温调整
一是发生制粉系统断煤后，应在吹扫后及时关小冷风量，不允许长时间将冷风门开度放在100%位置；当煤质变差，烟气量增加，煤粉点火推迟，减温水增加已无裕量，锅炉受热面壁温接近报警值时，应尽快降低机组负荷；二是各辅助风挡板发生故障时，及时联系检修处理，尽量使各角一次风速、风量相同，防止火焰偏斜；运行中高加突然退出，应根据减温器前汽温上升情况，立即提前增加减温水，防止超温，暂缓增加热负荷的任何操作；三是如高加退出，受热面管壁、汽温有超温现象，应降低机组负荷；经采取上述措施无效时，应降低汽温运行，必要时降低机组负荷。
5 结语
锅炉低氮燃烧器改造后，造成燃烧延迟，火焰中心上移，炉膛出口烟温上升，锅炉的过热汽温、再热汽温上升，过、再热减温水量增加，增加了受热面管壁超温的风险。改造后，燃烧器的型式已确定，因此降低NOX排放量的主要措施是燃烧优化调整。通过正常运行时、加减负荷时、以及异常情况下的汽温调整原则、方法、参数控制范围和注意事项等措施，在满足环保排放要求的前提下要最大程度兼顾锅炉安全性、经济性，通过及时优化运行方式、精细调整确保锅炉受热面不超温，保证锅炉的长期安全稳定运行。
参考文献
[1] 大唐户县第二热电厂1、2号锅炉低氮燃烧器改造后性能试验报告[R].endprint
