２ 受热面的超温状况
图 １ 锅 炉 燃 烧 器 的 布 置 方 式 Ｆｉｇ．１ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｂｏｉｌｅｒ ｂｕｒｎｅｒｓ
整台锅炉包含２４组低 ＮＯｘ 狭缝式直 流 燃 烧 器 和 ２４ 个 旋 风 分 离 器 ，每 个 旋 风 分 离 器 对 应 １ 组 燃 烧 器 ，为 燃 烧 器 提 供 一 浓 一 淡 ２ 股 煤 粉 气 流 ．前 后 墙 拱
６００ ＭＷ 超临界 Ｗ 火焰锅炉防超温 燃烧调整试验研究
周文台， 程智海， 金 鑫， 何 翔
（上海发电设备成套设计研究院，上海 ２００２４０）
摘 要：分析了云南华电镇雄发电有限公司２号６００ ＭＷ 超 临 界 Ｗ 火 焰 锅 炉 水 冷 壁 出 现 频 繁 超 温 的 原 因 ，并 据 此 进 行 了 二 次 风 配 风 、煤 粉 粒 度 和 一 次 风 压 力 等 方 面 的 燃 烧 调 整 试 验 ．结 果 表 明 ：水 冷壁超温是由于配风模式的不合理和炉内燃烧不稳定共同作用而引起的 ；经燃烧调整后，水冷壁的 超 温 问 题 得 到 有 效 解 决 ，炉 内 热 负 荷 的 分 布 更 加 均 匀 ，炉 膛 负 压 波 动 减 小 ，火 检 信 号 稳 定 ，火 焰 电 视 清 晰 可 见 ，燃 烧 更 加 稳 定 ． 关键词：Ｗ 火焰锅炉；燃烧调整；水冷壁；超温；煤粉粒度；配风；热负荷
我 国 无 烟 煤 资 源 比 较 丰 富 ，其 挥 发 分 低 ，较 难 燃 烧 ，与 其 他 炉 型 相 比 ，“Ｗ”火 焰 锅 炉 在 燃 用 无 烟 煤 上 具有较明显的优势．随 着 近 年 来 超 临 界 “Ｗ”火 焰 锅 炉在国内投运，以水 冷 壁 超 温 为 代 表 的 安 全 问 题 随 之 而 来 ．由 于 国 内 超 临 界 “Ｗ”火 焰 锅 炉 投 运 时 间 短 ，
Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ Ｔｅｓｔｓ ｆｏｒ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ Ｏｖｅｒｈｅａｔｉｎｇ Ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ａ ６００ ＭＷ Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ Ｗ－ｆｌａｍｅ Ｂｏｉｌｅｒ
ＺＨＯＵ Ｗｅｎｔａｉ， ＣＨＥＮＧ Ｚｈｉｈａｉ， ＪＩＮ Ｘｉｎ， ＨＥ Ｘｉａｎｇ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｐｏｗｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｗａｌｌ ｏｖｅｒｈｅａｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ Ｎｏ．２ ６００ ＭＷ ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ Ｗ－ ｆｌａｍｅ ｂｏｉｌｅｒ ｉｎ Ｙｕｎｎａｎ Ｈｕａｄｉａｎ Ｚｈｅｎｘｉｏｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，ａｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ， ｂａｓｅｄ ｏｎ ｗｈｉｃｈ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｔｅｓｔｓ ｗｅｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ， ｃｏａｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｐｒｉｍａｒｙ ａｉｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｅｔｃ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｒｅ ｆｏｕｎｄ ｔｏ ｂｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｂｌｅ ｉｎ－ｆｕｒｎａｃｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｆｉｎａｌｌｙ ｓｏｌｖｅｄ ｂｙ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ｕｎｉｆｏｒｍ ｉｎ－ｆｕｒｎａｃｅ ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｒｅｄｕｃｅｄ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｕｒｎａｃｅ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｓｉｇｎａｌｓ ｏｆ ｆｌａｍｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｃｌｅａｒｅｄ ｆｌａｍｅ ＴＶ ｉｍａｇｅｓ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｆｕｒ－ ｎａｃｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｗ－ｆｌａｍｅ ｂｏｉｌｅｒ；ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ；ｗａｔｅｒ ｗａｌｌ；ｏｖｅｒｈｅａｔｉｎｇ；ｃｏａｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ；ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉ－ ｂｕｔｉｏｎ；ｈｅａｔ ｌｏａｄ
图 ２ 燃 烧 器 喷 口 布 置 图 Ｆｉｇ．２ Ｌａｙｏｕｔ ｏｆ ｂｕｒｎｅｒ ｎｏｚｚｌｅｓ
该锅炉设置了 燃 烧 器 风 箱、三 次 风 风 箱 和 燃 烧 器 连 接 风 道 ．在 锅 炉 的 前 拱 、后 拱 共 设 置 了 ２ 个 燃 烧 器风箱，每个风箱内 又 通 过 隔 板 分 隔 成 ６ 个 独 立 的 小风箱，共计１２个 小 风 箱，这 些 风 箱 内 各 布 置 １ 组 燃烧器且每个小风 箱 均 设 有 独 立 的 挡 板 风 门．在 锅 炉的拱下前后墙各设置了 ６ 个三 次 风 风 箱，共 计 １２ 个 ，与 拱 上 风 箱 一 一 对 应 ，这 些 风 箱 也 设 有 独 立 的 挡 板 风 门 ，负 责 三 次 风 的 分 配 ．给 燃 烧 器 风 箱 和 三 次 风 风箱配风的是燃烧 器 连 接 风 道，布 置 在 锅 炉 的 前 后 墙，每个燃烧器连接风道又分成 ３ 个 小 风 道，共 计 ６ 个小 风 道，每 个 小 风 道 对 应 ２ 个 燃 烧 器 小 风 箱 和 ２ 个 三 次 风 风 箱 ，且 １ 个 小 风 道 对 应 １ 台 磨 煤 机 ，这 样 有利于二次风与磨煤机的连锁控制．
第３３卷 第１０期 ２０１３ 年 １０ 月
动 力 工 程 学 报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．１０ Ｏｃｔ．２０１３
文 章 编 号 ：１６７４－７６０７（２０１３）１０－０７５３－０６ 中 图 分 类 号 ：ＴＫ２２７．１ 文 献 标 志 码 ：Ａ Байду номын сангаас 科 分 类 号 ：４７０．３０
７５５
图 ３ 前 墙 上 部 第 ２４ 号 壁 温 测 点 的 壁 温 Ｆｉｇ．３ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｆｒｏｎｔ ｕｐｐｅｒ ｗａｔｅｒ ｗａｌｌ ｍｅａｓｕｒｅｄ
ａｔ ｐｏｉｎｔ Ｎｏ．２４
图 ５ 燃 烧 调 整 前 的 燃 烧 模 式 示 意 图 Ｆｉｇ．５ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｍｏｄｅ
１ ９００ 再热蒸汽压力／ＭＰａ ４．３８
主 蒸 汽 压 力／ＭＰａ
２５．４
再热器进口蒸汽温 度／℃
３１６．８
主 蒸 汽 温 度／℃
５７１
再 热 蒸 汽 质 量 流 量／ （ｔ·ｈ－１）
１ ６１８
再 热 蒸 汽 温 度／℃
５６９
再热器进口蒸汽压 力／ＭＰａ
４．５６
给 水 温 度／℃
２８３．２
１．２ 燃 烧 及 制 粉 系 统 该锅炉的燃 烧 组 织 方 式 为 “Ｗ”火 焰，燃 烧 器 的
为监测各面墙水 冷 壁 出 口 管 壁 金 属 温 度 （即 壁 温），沿炉膛宽度方 向 分 别 在 前 墙 上 部 水 冷 壁 出 口、 前 墙 下 部 水 冷 壁 出 口 、后 墙 上 部 水 冷 壁 出 口 、后 墙 下 部 水 冷 壁 出 口 各 装 设 ４１ 个 壁 温 测 点 ，沿 炉 膛 深 度 方 向分别在左墙上部 水 冷 壁 出 口、左 墙 下 部 水 冷 壁 出 口 、右 墙 上 部 水 冷 壁 出 口 、右 墙 下 部 水 冷 壁 出 口 各 装 设 １９ 个 壁 温 测 点 ．
第 １０ 期
周文台，等：６００ ＭＷ 超临界 Ｗ 火焰锅炉防超温燃烧调整试验研究
锅炉的安全运行带来 了 极 大 隐 患．图 ３ 和 图 ４ 分 别 给 出 了 ２０１２ 年 １０ 月 ２２—２４ 日 前 墙 上 部 第 ２４ 号 壁 温 测 点 和 左 墙 上 部 第 １０ 号 壁 温 测 点 的 最 高 壁 温 值 ． 从 图 ３ 和 图 ４ 可 以 看 出 ，前 墙 第 ２４ 号 壁 温 测 点 和 左 墙 第 １０ 号 壁 温 测 点 超 温 较 为 频 繁 ，即 使 在 未 超 温 的 时间段内，前墙与左 墙 的 壁 温 离 各 自 报 警 温 度 的 安 全裕量均较小．
所研 究 的 对 象 为 该 机 组 的 ２ 号 锅 炉，该 锅 炉 为 一次中间再热、超临 界 压 力 变 压 运 行 带 内 置 式 再 循 环泵启动系统的 直 流 锅 炉，采 用 单 炉 膛、平 衡 通 风、 固态排 渣、全 钢 架、全 悬 吊 结 构、π 型、露 天 布 置．该 锅炉燃用无烟煤，采用 Ｗ 火焰燃烧方式，在前、后拱 上共布置 ２４ 组 狭 缝 式 燃 烧 器，采 用 ６ 台 ＢＢＤ４０６２ 双 进 、双 出 磨 煤 机 直 吹 式 制 粉 系 统 ． １．１ 锅 炉 主 要 参 数
在锅炉最大连 续 蒸 发 量 工 况 （ＢＭＣＲ）下，锅 炉 的 主 要 设 计 参 数 见 表 １．
表 １ 锅 炉 的 主 要 设 计 参 数 Ｔａｂ．１ Ｍａｉｎ ｄｅｓｉｇｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｉｌｅｒ
参数
数值
参数
数值
主 蒸 汽 质 量 流 量／ （ｔ·ｈ－１）
经 验 积 累 少 ，因 此 需 要 不 断 摸 索 前 进 ． 针对云南华电镇雄发电有限公司２号６００ ＭＷ
超临界 Ｗ 火焰锅炉水冷壁频繁超温的问题，笔 者 进 行了原因分析和燃烧调整．
收 稿 日 期 ：２０１２－１２－１２ 修 订 日 期 ：２０１３－０４－０８ 作 者 简 介 ：周 文 台 （１９８１－ ），男 ，四 川 大 竹 人 ，工 程 师 ，硕 士 ，研 究 方 向 为 ：大 型 电 站 锅 炉 的 燃 烧 优 化 及 能 耗 评 定 ．
布置 方 式 见 图 １．一 次 风 携 带 煤 粉 从 前 后 墙 的 拱 上 向下喷入炉膛并进 行 燃 烧，在 接 近 冷 灰 斗 区 域 的 地 方 ，前 后 墙 火 焰 交 汇 再 向 上 折 返 形 成 “Ｗ”火 焰 ，从 而 增 加 了 火 焰 行 程 ，延 长 了 火 焰 在 炉 膛 内 的 停 留 时 间 ， 提高了无烟煤的燃尽率．