1、設(shè)備概況
    華能營口電廠2×600 MW鍋爐（3、4號鍋爐）是由哈爾濱鍋爐廠有限責任公司設(shè)計、制造，三菱重工業(yè)株式會社(Mitsuibishi Heavy IndustriesCo. Ltd)提供技術(shù)支持的HG -1795/26.15 - YM1型超超臨界變壓運行直流鍋爐，采用Ⅱ型布置、單爐膛、低NO，燃燒器分級燃燒技術(shù)和MACT型低NO。分級送風燃燒系統(tǒng)、反向切圓燃燒方式，爐膛采用內(nèi)螺紋管垂直上升膜式水冷壁、循環(huán)泵啟動系統(tǒng)、一次中間再熱，調(diào)溫方式除煤／水比外，還采用煙氣分配擋板、燃燒器擺動、噴水等方式。鍋爐采用平衡通風、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)，燃用神府東勝煤、晉北煤。鍋爐以最大連續(xù)負荷( BMCR)工況為設(shè)計參數(shù)，最大連續(xù)蒸發(fā)量為1795 t/h，過熱器出口蒸汽溫度為605℃，再熱器出口蒸汽溫度為603℃。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
    爐膛上部布置屏式過熱器，沿煙氣流程方向分別設(shè)置二級過熱器（大屏）和三級過熱器（后屏），折焰角上方布置有四級過熱器（末過）。在水平煙道處布置了垂直二級再熱器（高溫再熱器）。尾部豎井由中隔墻分隔成前后2個煙道。前部布置水平一級再熱器（低溫再熱器）和省煤器，后部布置水平一級過熱器（低溫過熱器）和省煤器。在豎井煙道底部設(shè)置了煙氣調(diào)節(jié)擋板裝置，煙氣通過調(diào)節(jié)擋板后匯集在一起經(jīng)2個尾部煙道引入回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。
    制粉系統(tǒng)選用中速磨煤機冷一次風機正壓直吹式系統(tǒng)，每爐配6臺中速磨煤機，BMCR工況下5臺運行，l臺備用，并配備6臺與其相適的給煤機。
    水冷壁分為上、下兩部分，上、下部水冷壁之間裝設(shè)一圈中間混合集箱過渡。爐膛水冷壁采用焊接膜式壁、內(nèi)螺紋管垂直上升式。在水冷壁入口短管上嵌焊人節(jié)流孔圈，可以保證孔固有足夠的節(jié)流能力，按照水平方向水冷壁的熱負荷分配和結(jié)構(gòu)特點，調(diào)節(jié)各回路水冷壁管中的流量，以保證水冷壁出口工質(zhì)溫度的均勻性，并防止個別受熱強和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的回路與管段產(chǎn)生膜態(tài)沸騰( DNB)和干涸現(xiàn)象(DRO)。鍋爐每面墻布置396根∮28.6×6.4mm的水冷壁管，材質(zhì)為SA213T12，除噴口區(qū)域的16根管采用1次三叉管從下集箱引出外，其余380根管均采用2次三叉管從下集箱引出，每面墻共103根引出管，節(jié)流孔圈就布置在此處。
    燃燒器布置俯視圖見圖l，內(nèi)螺紋管區(qū)域示意圖見圖2，下水冷壁管引出方式示意圖見圖3。
2、鍋爐水冷壁壁溫特性
    為了有效監(jiān)視鍋爐水冷壁的運行情況，保證鍋爐安全運行，鍋爐每面墻布置99個壁溫測點，測點位于下水冷壁進入中間混合集箱前的爐外管上。通過監(jiān)視和分析水冷壁壁溫水平和分布特點，可了解水冷壁壁溫特性。
2.1不同負荷下水冷壁壁溫分布特性
     圖4—圖7為3、4號鍋爐不同負荷四面墻水冷壁壁溫分布曲線（3號爐前墻部分壁溫測點存在缺陷，無法正常測量），表l為壁溫統(tǒng)計對比數(shù)據(jù)。由圖表中數(shù)據(jù)可以得出以下結(jié)論。
    8.在500 MW以上負荷，四面墻水冷壁壁溫分布曲線基本上呈相同的趨勢，都是在開始階段（40—150號管）有1個波峰，然后逐漸下降，在噴燃器后接近爐墻階段（300—380號管）又出現(xiàn)1個波峰，但幅度小于前一波峰。整體分布呈非對稱的“M”型。
    b．無論是3號爐還是4號爐，前墻的第一個波峰都較3號爐其它三面墻的波峰高，壁溫都在450℃以上。
    c．同樣負荷下，4號鍋爐水冷壁壁溫平均值及每面墻壁溫曲線的波峰都高于3號爐的相應(yīng)值。
    d．2臺鍋爐部分壁溫測點呈現(xiàn)出異常過高或過低的現(xiàn)象。
    e．鍋爐低負荷時壁溫分布比較均勻，偏差很小。
2.2壁溫特性分析
    據(jù)相關(guān)資料，采用墻式布置四角切圓垂直射流形式燃燒方式的鍋爐爐內(nèi)熱負荷分布并不均勻，靠近上游噴口火焰的爐墻附近熱負荷最高，靠近本側(cè)墻噴口火焰的爐墻附近熱負荷其次，其它位置相對較低。而爐壁壁面熱負荷的這種分布特點，與當前水冷壁壁溫的分布特點極為相似，都呈現(xiàn)出非對稱的“M”型。因此，當前水冷壁壁溫分布特性主要是爐內(nèi)熱負荷分布不均造成的。
    3、4號鍋爐的運行方式主要區(qū)別在于過熱度設(shè)定值和磨煤機的組合運行方式。為使汽溫達到設(shè)計值，4號爐過熱度上限設(shè)定比3號爐高15℃，同樣負荷下4號爐實際過熱度比3號爐高5℃以上，使4號爐水冷壁系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)溫度高于3號爐的相應(yīng)值，即使在同樣的熱負荷下壁溫也將高于3號爐。鍋爐實際運行的過熱度高低對水冷壁壁溫有直接的影響。
    超臨界和超超臨界鍋爐設(shè)計的一個重要原則是要使介質(zhì)的“大比熱區(qū)”遠離爐內(nèi)熱負荷最高的區(qū)域。因此，爐內(nèi)火焰中心的高低、最高區(qū)域的熱負荷強度直接關(guān)系到水冷壁的壁溫水平，影響水冷壁的安全運行。同樣負荷下，投運不同數(shù)量的磨煤機，或同樣的磨煤機數(shù)量采用不同的磨煤機組合方式都會導(dǎo)致水冷壁壁溫發(fā)生較大變化。通過觀察4號鍋爐的運行數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，同樣負荷下不同的磨煤機組合運行方式，水冷壁壁溫水平（特別是最高點的壁溫水平）差別較大，最大相差30℃。
    通過以上分析可知，影響水冷壁壁溫水平及分布的因素很多，主要包括爐內(nèi)熱負荷的分布、過熱度的大小、磨煤機的組合方式等。另外，煤粉細度、煤質(zhì)特性、一、二次配風方式、AA風率的大小等對其也有一定的影響。
2.3存在問題及解決措施
    a．個別管壁溫度與其附近的壁溫水平差距較大，呈現(xiàn)階躍變化，沒有較為平穩(wěn)的過渡。為了保證監(jiān)溫手段具有足夠的準確性，應(yīng)對管子壁溫測點進行檢查，如測量未發(fā)現(xiàn)問題，則應(yīng)利用停爐機會對溫度過高的管子進行檢查，確保其不堵塞。
    b．3號鍋爐前墻84—172號管之間的壁溫測點已損壞，無法對壁溫進行監(jiān)測，而該區(qū)域又是壁溫水平最高的部分，缺乏監(jiān)控手段對于水冷壁的安全運行不利，應(yīng)盡快將這些壁溫測點恢復(fù)可用狀態(tài)。
    c．由于壁溫測點位于爐外管外壁上，其測量的壁溫水平必將低于爐內(nèi)向火側(cè)的最高壁溫值。當前部分壁溫測點的溫度已經(jīng)超過500℃，而測點溫度與其對應(yīng)的爐內(nèi)管向火側(cè)最高溫度之間的差值無法確定，爐內(nèi)管壁溫很有可能超過材質(zhì)的許用溫度540℃，管材的使用壽命將大為縮短。因此，為了準確控制水冷壁壁溫處于允許范圍內(nèi)，采用直接測量爐內(nèi)管向火側(cè)壁溫的測量方法更為合理。另外，如果可以準確測量或計算出爐內(nèi)管和爐外管壁溫的差值，則將當前壁溫運行允許上限530℃下調(diào)一定的幅度也能滿足安全需要。
    d． 3、4號鍋爐前墻60—140號管范圍內(nèi)壁溫均超過450℃，其第一個波峰均較3號鍋爐其它三面墻波峰高（2臺鍋爐的共性）。因此在確定爐內(nèi)管真實壁溫后，如通過燃燒調(diào)整等手段無法將該區(qū)域的溫度水平降低，應(yīng)與鍋爐廠家聯(lián)系，通過適當調(diào)整該區(qū)域節(jié)流縮孔的孔徑來降低壁溫。
    e．4號爐后墻、左側(cè)墻和右側(cè)墻的第一個波峰高于3號鍋爐的相應(yīng)值，且溫度也處于較高水平。主要是由過熱度差異和磨煤機組合方式引起的。建議通過系統(tǒng)的調(diào)整試驗，確定鍋爐的最佳運行方式。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
3、結(jié)論
    a．鍋爐各墻水冷壁壁溫分布呈非對稱的“M”型，在靠近上游噴口火焰附近壁溫最高，靠近本側(cè)墻噴口火焰附近壁溫其次，其它位置相對較低。
    b．該水冷壁壁溫分布特性主要是爐內(nèi)熱負荷分布不均的原因造成的。
    c．通過改變壁溫測量手段、調(diào)整過熱度和部分節(jié)流縮孔內(nèi)徑等可大大提高水冷壁運行的安全性。