發(fā)展超臨界W火焰爐的幾點思考課件

華電電力科學(xué)研究院我國經(jīng)濟(jì)運行研究所我國發(fā)展超臨界W火焰爐的幾點思考劉鵬遠(yuǎn)華電電力科學(xué)研究院我國經(jīng)濟(jì)運行研究所我國發(fā)展超臨界W火焰爐的我國W火焰爐發(fā)展的三個階段1、300MW亞臨界（上世紀(jì)90年代）

突出問題：下爐膛結(jié)焦，飛灰可燃物>10%，CO>1000ppm,鍋爐效率80~85%。2、600MW亞臨界（本世紀(jì)前10年）

增大了下爐膛容積，設(shè)置專門防焦風(fēng)，調(diào)整了對煤粉細(xì)度的要求，鍋爐效率88~91%，是運行較為穩(wěn)定的一種爐型。3、600MW超臨界（2009年開始）

燃燒效率方面沒有質(zhì)的飛躍，水冷壁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有大幅變動，實現(xiàn)鍋爐長周期穩(wěn)定運行是一項挑戰(zhàn)。

我國W火焰爐發(fā)展的三個階段1、300MW亞臨界（上世紀(jì)90截止2012年11月，我國已投產(chǎn)16臺600MW超臨界W火焰鍋爐東鍋(7)哈鍋(3)上鍋(1)北京B&W(5)珙縣電廠No1~2機(jī)組鎮(zhèn)雄電廠No1~2機(jī)組合山電廠No3機(jī)組金竹山電廠No3機(jī)組福溪電廠No1~2機(jī)組塘寨電廠No1機(jī)組國電滎陽No1~2機(jī)組南寧電廠No1~2機(jī)組興義電廠No1~2機(jī)組威信電廠No1機(jī)組此種爐型仍然是無煙煤發(fā)電的首選，在此爐型的利用上我們國家積累了大量的經(jīng)驗教訓(xùn)截止2012年11月，我國已投產(chǎn)16臺600MW超臨界W火焰依據(jù)“生產(chǎn)實時監(jiān)控系統(tǒng)”設(shè)備缺陷統(tǒng)計及“600MW超臨界W火焰爐月報”統(tǒng)計數(shù)據(jù)，集團(tuán)公司所屬珙縣、鎮(zhèn)雄、塘寨電廠600MW超臨界W火焰爐機(jī)組投產(chǎn)以來共發(fā)生41臺次機(jī)組強(qiáng)迫停運事件，其中鍋爐設(shè)備原因32臺次。水冷壁系統(tǒng)問題垮焦煤質(zhì)差風(fēng)機(jī)、空預(yù)器及其它珙縣電廠5328鎮(zhèn)雄電廠335塘寨電廠21合計10(31.25%)6214依據(jù)“生產(chǎn)實時監(jiān)控系統(tǒng)”設(shè)備缺陷統(tǒng)計及“600M華電集團(tuán)8臺超臨界機(jī)組在設(shè)計階段做過相關(guān)優(yōu)化工作1鍋爐燃燒、制粉系統(tǒng)優(yōu)化選型與設(shè)計塘寨、珙縣對燃燒系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提高燃燒效率，降低NOx排放，改善爐膛局部結(jié)渣嚴(yán)重等情況2600MW超臨界燃用無煙煤W火焰爐少油點火技術(shù)攻關(guān)珙縣對于低揮發(fā)分的無煙煤實現(xiàn)少油點火技術(shù)，節(jié)省起爐點火和低負(fù)荷穩(wěn)燃、助燃時的油耗，同時要求不影響鍋爐的安全運行。3針對燃用高硫煤鍋爐“四管”耐腐蝕技術(shù)攻關(guān)珙縣西南地區(qū)燃煤煤種硫分高，對四管的耐腐蝕問題造成了較大的威脅，課題主要研究相關(guān)有效措施提高四管的耐腐性。4采用脫硫添加劑提高脫硫效率的技術(shù)研究珙縣研究脫硫添加劑對脫硫系統(tǒng)的影響5基于三維W火焰爐爐內(nèi)溫度場測量技術(shù)的燃燒優(yōu)化控制技術(shù)研究鎮(zhèn)雄通過對爐膛火焰進(jìn)行實時采集與分析，獲取爐內(nèi)溫度場分布狀況，研究溫度場與最佳運行工況關(guān)聯(lián)性，開發(fā)計算機(jī)開環(huán)系統(tǒng)指導(dǎo)運行，提高鍋爐性能6取消GGH后，鍋爐尾部煙道及煙囪耐腐蝕技術(shù)研究塘寨課題對取消GGH后，防止鍋爐尾部煙道及煙囪因低溫?zé)煔饨Y(jié)露而引起酸性腐蝕進(jìn)行研究華電集團(tuán)8臺超臨界機(jī)組在設(shè)計階段做過相關(guān)優(yōu)化工作1鍋爐燃燒、經(jīng)過設(shè)計優(yōu)化后解決在300MW和600MW鍋爐上存在的一些問題

引入防焦風(fēng)+爐膛熱力參數(shù)優(yōu)化—減緩結(jié)焦

制粉系統(tǒng)配備動態(tài)分離器+燃燒系統(tǒng)配風(fēng)優(yōu)化—提高了燃燒穩(wěn)定性，降低飛灰含碳量

引入燃盡風(fēng)系統(tǒng)—降低氮氧化物排放項目符號單位工況1工況2工況3工況4工況5負(fù)荷MW550595598601599爐渣可燃物Cf%6.803.924.042.184.84飛灰可燃物Cb%4.505.558.075.275.08排煙溫度θpy℃123.9117.2116.7116.1116.7鍋爐熱效率η%91.2690.2387.6391.1690.58NOx排放量（O2=6%）NOxmg/m3631736628617805經(jīng)過設(shè)計優(yōu)化后解決在300MW和600MW鍋爐上存在的一些問600MW超臨界W火焰鍋爐設(shè)計上的難點拱式燃燒技術(shù)+超臨界汽水參數(shù)系統(tǒng)+垂直管圈低質(zhì)流量流速爐膛選型、燃燒系統(tǒng)和水動力設(shè)計三者必須結(jié)合起來，才能達(dá)到低能耗、低污染的預(yù)期目標(biāo)。幾種類型的超臨界W爐都不約而同的采用了如下一些設(shè)計超臨界參數(shù)：25.4MPa，566℃/566℃汽水系統(tǒng)：低質(zhì)量流速+垂直管圈+優(yōu)化內(nèi)螺紋管尤其是采用了低質(zhì)量流速仍能對管壁有效冷卻，這項技術(shù)的突破是超臨界W爐和CFB應(yīng)用的前提，在國際上是先進(jìn)的。但此項技術(shù)在國際上實踐經(jīng)驗較少。600MW超臨界W火焰鍋爐設(shè)計上的難點從整個鍋爐系統(tǒng)看，除水冷壁系統(tǒng)之外的其它子系統(tǒng)采用的均是目前已經(jīng)相當(dāng)成熟的超臨界技術(shù)，和現(xiàn)在大量采用的螺旋管圈超臨界鍋爐是相同的。因此水冷壁系統(tǒng)的安全運行是該型鍋爐運行的關(guān)鍵。水冷壁燃燒器開孔大風(fēng)箱框架600MW超臨界W火焰鍋爐的癥結(jié)—水冷壁系統(tǒng)從整個鍋爐系統(tǒng)看，除水冷壁系統(tǒng)之外的其它子系統(tǒng)采用的均是目前從已投產(chǎn)的超臨界W爐運行情況看，存在很多共性問題1、前墻水冷壁拉裂變形在各個廠都不同程度的出現(xiàn)過金竹山電廠合山電廠福溪電廠區(qū)域相似，爐膛前墻中部水冷壁。標(biāo)高有所不同，40-50m從已投產(chǎn)的超臨界W爐運行情況看，存在很多共性問題1、前墻水冷2、低負(fù)荷運行時前墻水冷壁壁溫偏差容易過大前期上部水冷壁壁溫情況比較(5臺磨運行)最低值（℃）最高值（℃）最大溫度偏差珙縣電廠(DG)36044080鎮(zhèn)雄電廠(HG)38542540塘寨電廠(HG)38043050威信電廠(DG)37845072合山電廠(SG)380500120南寧電廠(DG)36542651金竹山電廠(B&W)39044050滎陽電廠(B&W)385437522、低負(fù)荷運行時前墻水冷壁壁溫偏差容易過大前期上部水冷壁壁溫3、水冷壁超溫現(xiàn)象上部水冷壁采用光管膜式壁，

材料為12Cr1MoVG，超過500℃后，材料性能顯著下降，容易被拉裂。大范圍、大面積的超溫現(xiàn)象比較少，但工況變化過程中，局部管壁溫度持續(xù)偏高的現(xiàn)象仍存在，需引起重視。3、水冷壁超溫現(xiàn)象上部水冷壁采用光管膜式壁，材料為12C折焰角斜坡易積灰現(xiàn)象鍋爐爐膛壓力先達(dá)到負(fù)的最大值：首先是水平煙道垮灰后導(dǎo)致爐膛壓力為很大的負(fù)值；然后在達(dá)到正的最大值：灰垮到冷灰斗后，爐膛壓力到達(dá)正的最大值；緊接著又是一個正的很高的爐膛壓力：由于爐膛壓力的劇烈波動，導(dǎo)致了下爐膛的垮焦，焦垮到冷灰斗后，爐膛壓力又達(dá)到一個正的高值保證吹灰正常是極為重要的。滅火過程爐膛壓力變化

折焰角斜坡易積灰現(xiàn)象鍋爐爐膛壓力先達(dá)到負(fù)的最大值：首先是水解決對策：積灰區(qū)域加裝局部吹灰器揚州電廠加裝的局部吹灰噴管解決對策：積灰區(qū)域加裝局部吹灰器揚州電廠加裝的局部吹灰噴管為了更好的分析600MW超臨界W爐的特性，利用數(shù)值解析技術(shù)對4家電廠三種燃燒器、四種爐型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計算，以獲得溫度、速度、氣體成分等的全爐膛分布情況，輔助優(yōu)化設(shè)備改進(jìn)。為了更好的分析600MW超臨界W爐的特性，利用數(shù)值建立模型網(wǎng)格劃分···并行反應(yīng)模型模擬實際燃燒過程改進(jìn)的燃燒模型0（時間)揮發(fā)份燃燒焦炭燃燒數(shù)值計算先進(jìn)的NOx模型建立模型網(wǎng)格劃分···并行反應(yīng)模型改進(jìn)的燃燒模型0（時間煤粉燃燒器模型鎮(zhèn)雄煤粉燃燒器模型濃粉出口淡粉出口一次風(fēng)入口一次風(fēng)入口淡粉出口濃粉出口珙縣煤粉燃燒器模型一次風(fēng)入口淡粉出口濃粉出口塘寨煤粉燃燒器模型煤粉燃燒器模型鎮(zhèn)雄煤粉燃燒器模型濃粉淡粉一次風(fēng)入口一次風(fēng)入口燃燒器模擬結(jié)果——橫截面速度云圖（單位：m/s）鎮(zhèn)雄煤粉燃燒器珙縣煤粉燃燒器塘寨煤粉燃燒器淡測78%濃側(cè)22%淡測69%濃側(cè)31%燃燒器模擬結(jié)果——橫截面速度云圖（單位：m/s）鎮(zhèn)雄煤粉燃燒燃燒器中下部有較明顯的二次流存在，是提高分離效果的重要因素。鎮(zhèn)雄、珙縣燃燒器橫截面速度矢量圖鎮(zhèn)雄燃燒器珙縣燃燒器燃燒器中下部有較明顯的二次流存在，是提高分離效果的重要因素。塘寨燃燒器局部速度矢量圖從空氣場速度矢量圖看出，在葉片迎風(fēng)面空氣受阻，產(chǎn)生分流，分別進(jìn)入濃側(cè)和淡側(cè)，在葉片背風(fēng)側(cè)有明顯的漩渦區(qū)存在。

在分流板入口處，有高速的濃粉氣流流過，是防止磨損的重點部位之一。塘寨燃燒器局部速度矢量圖從空氣場速度矢量圖看出，0.01mm跟隨性好0.05mm跟隨性差0.1mm跟隨性差0.2mm二次碰撞塘寨燃燒器粒子軌跡分布0.01mm跟隨性好0.05mm跟隨性差0.1mm跟隨性差0中截面溫度分布工況一工況二工況三工況四有無燃盡風(fēng)無有有有三次風(fēng)下傾角度0°0°20°40°中截面溫度分布工況一工況二工況三工況四有無燃盡風(fēng)無有有有三次中截面速度矢量場工況一工況二工況三工況四有無燃盡風(fēng)無有有有三次風(fēng)下傾角度0°0°20°40°中截面速度矢量場工況一工況二工況三工況四有無燃盡風(fēng)無有有有三中截面CO濃度分布工況一工況二工況三工況四有無燃盡風(fēng)無有有有三次風(fēng)下傾角度0°0°20°40°中截面CO濃度分布工況一工況二工況三工況四有無燃盡風(fēng)無有有有中截面NOx濃度分布NOx濃度1129mg/Nm3（折算到O26%）NOx濃度667.5mg/Nm3（折算到O26%）工況一工況三工況一工況二工況三工況四有無燃盡風(fēng)無有有有三次風(fēng)下傾角度0°0°20°40°中截面NOx濃度分布NOx濃度1129mg/Nm3NOx停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無0°6臺工況五無0°5臺（B停運）工況一工況五停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無0°6臺工況五無0°5臺（B停運）工況一工況五氧濃度速度矢量場停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無0°6臺工況五無0°5臺（B停運）中截面速度矢量場比較

中截面溫度場比較停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無0°6臺工況五無0°5臺（B停運）停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無數(shù)值計算目前仍在進(jìn)行的研究工作：全爐膛的粒子軌跡圖—預(yù)測易積灰、結(jié)焦的部位停用不同磨煤機(jī)時的熱流密度分布—分析熱負(fù)荷的偏差煤種變更時的影響預(yù)測—煤種變化對燃燒、排放的影響

不同拱下風(fēng)入射角度的影響數(shù)值計算目前仍在進(jìn)行的研究工作：全爐膛的粒子軌跡圖—預(yù)測易四川第一臺超臨界W鍋爐主要指標(biāo)主要指標(biāo)鍋爐熱效率（%）鍋爐額定出力（t/h）空預(yù)器漏風(fēng)率（%）鍋爐斷油最低穩(wěn)燃出力（MW）飛灰可燃物（%）大渣含碳量（%）排煙溫度（℃）主汽、再熱參數(shù)（溫度、壓力）NOx(mg/Nm3)FGD出口SO2濃度(mg/Nm3)設(shè)計值91.31840.62≯5240551321100344.3運行指標(biāo)#61爐92.781768.097.82/6.63不合格2302-32-3127均能達(dá)設(shè)計值700-800能夠達(dá)設(shè)計值#62爐92.811768.097.82/6.63不合格2202-32-3132均能設(shè)計值700-800能夠達(dá)設(shè)計值四川第一臺超臨界W鍋爐主要指標(biāo)主要指標(biāo)鍋爐熱效率（%）鍋爐額提高超臨界W火焰鍋爐穩(wěn)定性的措施（一）運行措施1、加強(qiáng)燃煤采購和摻配摻燒管理，盡可能使入爐煤質(zhì)接近設(shè)計值。火車煤熱值最低達(dá)15.6MJ/KG，通過合理摻配摻燒平均入爐煤熱值約為17.5MJ/KG2、嚴(yán)格執(zhí)行防止水冷壁超溫及壁溫差過大的運行措施，主要包括：（1）制定了防止鍋爐水冷壁超溫的措施及考核辦法并嚴(yán)格執(zhí)行。主要是對壁溫單點超限和最大壁溫差超限以及超限時間進(jìn)行考核。（2）維持爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，并確保爐膛滅火保護(hù)裝置可靠投入。提高超臨界W火焰鍋爐穩(wěn)定性的措施（一）運行措施（3）超溫主要發(fā)生在啟、停磨煤機(jī)及增、減負(fù)荷時出現(xiàn)。在加減負(fù)荷過程中盡量平穩(wěn)緩慢，嚴(yán)格按照負(fù)荷曲線進(jìn)行變動。啟動磨煤機(jī)時，旁路風(fēng)在20%左右，容量風(fēng)不超過5%，開啟磨煤機(jī)熱風(fēng)門時應(yīng)緩慢進(jìn)行，并提醒給水調(diào)節(jié)人員，根據(jù)汽溫及水冷壁溫變化，及時增加給水，調(diào)整負(fù)荷。停磨時盡量將筒體煤粉抽空，避免再次啟動時大量煤粉進(jìn)入爐內(nèi)對燃燒造成巨大波動。（4）在負(fù)荷不變的情況下，進(jìn)行制粉系統(tǒng)切換時，原則上準(zhǔn)備啟動的磨煤機(jī)在暖磨合格后采用閉磨啟動方式，啟運后先逐漸關(guān)小準(zhǔn)備停運的磨煤機(jī)的容量風(fēng)，再緩慢開啟剛啟運磨煤機(jī)的容量風(fēng)，每次幅度不超過5%，其他磨煤機(jī)暫時不做調(diào)整，避免燃燒大幅度波動。（3）超溫主要發(fā)生在啟、停磨煤機(jī)及增、減負(fù)荷時出現(xiàn)。在加減負(fù)（5）為維持爐膛熱負(fù)荷盡量均勻，減少熱負(fù)荷偏差，在條件允許情況下，原則上480MW-600MW負(fù)荷保持六臺磨煤機(jī)運行，400MW-480MW負(fù)荷保持五臺制粉系統(tǒng)運行，350MW-400MW保持四臺制粉系統(tǒng)運行。

（6）盡量避免同時對多臺磨煤運行狀態(tài)（容量風(fēng)量）進(jìn)行調(diào)整，以防止輸入粉量波動疊加，引起熱負(fù)荷大的波動，在穩(wěn)態(tài)下磨煤機(jī)出力偏差不大于5t/h。（7）在機(jī)組協(xié)調(diào)投入的情況下，注意監(jiān)視運行磨煤機(jī)的容量風(fēng)擋板變化幅度和頻率，如變化幅度較大，頻率較快，引起水冷壁管壁溫度上升，立即將該磨容量風(fēng)切換為手動運行。（5）為維持爐膛熱負(fù)荷盡量均勻，減少熱負(fù)荷偏差，在條件允許情（8）調(diào)整給水時應(yīng)緩慢平穩(wěn)，防止因給水流量大幅度波動而引起管壁超溫。在給水投入自動的時候密切監(jiān)視給水流量的變化幅度，必要時切為手動方式調(diào)整。（9）做好風(fēng)煤比的控制和入爐風(fēng)量的調(diào)節(jié)工作，在440MW負(fù)荷以上時，保證氧量在3.5%--4.0%之間，在440MW負(fù)荷以下時，氧量控制在4.0%--5.2%之間，防止低負(fù)荷時風(fēng)量過小引起煙氣流分布不均的加劇。（8）調(diào)整給水時應(yīng)緩慢平穩(wěn)，防止因給水流量大幅度波動而引起管（10）做好二次風(fēng)風(fēng)箱風(fēng)壓控制，保證二次風(fēng)箱風(fēng)壓在0.75-1.0KPa，最低不低于0.6KPa。以免二次風(fēng)剛性差。但是嚴(yán)禁過分關(guān)小F風(fēng)各分門強(qiáng)行提高風(fēng)壓，F(xiàn)風(fēng)各分門開度按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。（11）在440MW以下時，水冷壁超溫情況較為明顯，在此區(qū)段負(fù)荷，應(yīng)加強(qiáng)調(diào)整和監(jiān)視。原則上保持四臺磨煤機(jī)原則運行，盡量做到在爐膛寬度方向上熱負(fù)荷分布均勻。（10）做好二次風(fēng)風(fēng)箱風(fēng)壓控制，保證二次風(fēng)箱風(fēng)壓在0.75-（12）必須按規(guī)定進(jìn)行爐膛的吹灰工作，在壁溫偏差較大情況下，應(yīng)增加爐膛的吹灰次數(shù)。（13）若出現(xiàn)超溫，開大超溫位置的燃盡風(fēng)門開度，在不掉粉的情況下，適當(dāng)減小對應(yīng)的F風(fēng)擋板開度。（14）嚴(yán)格監(jiān)視水冷壁管壁溫度，當(dāng)超溫發(fā)生時，降低過熱度，將過熱度控制在10℃-20℃，適當(dāng)降低主汽參數(shù)運行。（12）必須按規(guī)定進(jìn)行爐膛的吹灰工作，在壁溫偏差較大情況下，（15）在保證管壁不超溫的前提下，做好中間點溫度、減溫水之間相互協(xié)調(diào)控制，盡量保證主汽溫度在額定值運行，汽溫調(diào)節(jié)原則盡量通過調(diào)整過熱度，少減溫水的方式。嚴(yán)禁采用高過熱度，大減溫水運行方式，這樣既不安全又不經(jīng)濟(jì)。（16）經(jīng)常分析磨煤機(jī)運行情況，定期檢查分析煤粉細(xì)度、均勻性、出口一次風(fēng)風(fēng)速偏差、煤粉濃度偏差，對動態(tài)分離器及其回粉管道定期清理雜物。原則上保證每臺磨煤機(jī)每月至少進(jìn)行一次內(nèi)部檢查（發(fā)現(xiàn)煤粉細(xì)度異常應(yīng)盡快檢查），包括動靜態(tài)分離器葉片、鎖氣器、回粉管等。（17）嚴(yán)格執(zhí)行防止空預(yù)器堵塞措施，避免由此產(chǎn)生的一、二次風(fēng)壓脈動引起燃燒擾動和管屏低頻振動。（15）在保證管壁不超溫的前提下，做好中間點溫度、減溫水之間（二）檢修措施1、按照“逢停必檢”的原則做好防磨防爆檢查工作，應(yīng)特別注意受熱面變形、水冷壁扁鋼拉裂、集箱管座裂紋的檢查、處理和分析記錄。2、加強(qiáng)風(fēng)量測量系統(tǒng)及自動裝置的定期檢查校核，確保顯示準(zhǔn)確，自動裝置運行穩(wěn)定、可靠。3、停爐后對制粉系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)的風(fēng)門擋板進(jìn)行檢查治理，并對一次風(fēng)、乏氣風(fēng)進(jìn)行調(diào)平，同一臺磨煤機(jī)煤粉濃度差不應(yīng)超過±10%。（二）檢修措施5、停爐后對爐膛結(jié)焦情況進(jìn)行檢查，特別是對有焦塊遮擋、堵塞的燃燒器和風(fēng)口進(jìn)行清理，避免風(fēng)量分配不均或局部缺氧。6、做好剛性梁及膨脹導(dǎo)向裝置、校平裝置系統(tǒng)的檢查，運行時注意檢查受熱面相關(guān)部位的膨脹與晃動，停爐后注意檢查受熱面及剛性梁是否回到原位，連接部位有無卡澀現(xiàn)象。5、停爐后對爐膛結(jié)焦情況進(jìn)行檢查，特別是對有焦塊遮擋、堵塞的小結(jié)W火焰爐仍然是利用無煙煤發(fā)電的首選。發(fā)展超臨界W爐，設(shè)計是關(guān)鍵。合理選取熱力參數(shù)、布置燃盡風(fēng)系統(tǒng)、布置防焦風(fēng)系統(tǒng)、設(shè)置水冷壁中部全混合集箱等措施要在設(shè)計階段充分考慮。對于已投產(chǎn)的超臨界W爐，充分認(rèn)識到此種爐型熱容量小、參數(shù)變化快等特點，做好燃料管理、設(shè)備巡檢、燃燒調(diào)整等各個環(huán)節(jié)工作，以提高W爐運行的穩(wěn)定性。小結(jié)W火焰爐仍然是利用無煙煤發(fā)電的首選。每月編寫一期《600MW超臨界W火焰爐月報》，旨在對此種爐型的技術(shù)進(jìn)展、存在問題、注意事項等作歸納總結(jié)，為四家電廠提供更多更有用的信息，少走彎路。編寫了《提高600MW超臨界W火焰爐穩(wěn)定運行的若干措施》，從設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試、運行、檢修等各個環(huán)節(jié)提出指導(dǎo)性意見，以提高鍋爐運行的穩(wěn)定性。每月編寫一期《600MW超臨界W火焰爐月報》，旨在對此種爐型歡迎各位領(lǐng)導(dǎo)專家到我院檢查指導(dǎo)工作謝謝

我們一直在努力歡迎各位領(lǐng)導(dǎo)專家演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！華電電力科學(xué)研究院我國經(jīng)濟(jì)運行研究所我國發(fā)展超臨界W火焰爐的幾點思考劉鵬遠(yuǎn)華電電力科學(xué)研究院我國經(jīng)濟(jì)運行研究所我國發(fā)展超臨界W火焰爐的我國W火焰爐發(fā)展的三個階段1、300MW亞臨界（上世紀(jì)90年代）

突出問題：下爐膛結(jié)焦，飛灰可燃物>10%，CO>1000ppm,鍋爐效率80~85%。2、600MW亞臨界（本世紀(jì)前10年）

增大了下爐膛容積，設(shè)置專門防焦風(fēng)，調(diào)整了對煤粉細(xì)度的要求，鍋爐效率88~91%，是運行較為穩(wěn)定的一種爐型。3、600MW超臨界（2009年開始）

燃燒效率方面沒有質(zhì)的飛躍，水冷壁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有大幅變動，實現(xiàn)鍋爐長周期穩(wěn)定運行是一項挑戰(zhàn)。

我國W火焰爐發(fā)展的三個階段1、300MW亞臨界（上世紀(jì)90截止2012年11月，我國已投產(chǎn)16臺600MW超臨界W火焰鍋爐東鍋(7)哈鍋(3)上鍋(1)北京B&W(5)珙縣電廠No1~2機(jī)組鎮(zhèn)雄電廠No1~2機(jī)組合山電廠No3機(jī)組金竹山電廠No3機(jī)組福溪電廠No1~2機(jī)組塘寨電廠No1機(jī)組國電滎陽No1~2機(jī)組南寧電廠No1~2機(jī)組興義電廠No1~2機(jī)組威信電廠No1機(jī)組此種爐型仍然是無煙煤發(fā)電的首選，在此爐型的利用上我們國家積累了大量的經(jīng)驗教訓(xùn)截止2012年11月，我國已投產(chǎn)16臺600MW超臨界W火焰依據(jù)“生產(chǎn)實時監(jiān)控系統(tǒng)”設(shè)備缺陷統(tǒng)計及“600MW超臨界W火焰爐月報”統(tǒng)計數(shù)據(jù)，集團(tuán)公司所屬珙縣、鎮(zhèn)雄、塘寨電廠600MW超臨界W火焰爐機(jī)組投產(chǎn)以來共發(fā)生41臺次機(jī)組強(qiáng)迫停運事件，其中鍋爐設(shè)備原因32臺次。水冷壁系統(tǒng)問題垮焦煤質(zhì)差風(fēng)機(jī)、空預(yù)器及其它珙縣電廠5328鎮(zhèn)雄電廠335塘寨電廠21合計10(31.25%)6214依據(jù)“生產(chǎn)實時監(jiān)控系統(tǒng)”設(shè)備缺陷統(tǒng)計及“600M華電集團(tuán)8臺超臨界機(jī)組在設(shè)計階段做過相關(guān)優(yōu)化工作1鍋爐燃燒、制粉系統(tǒng)優(yōu)化選型與設(shè)計塘寨、珙縣對燃燒系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提高燃燒效率，降低NOx排放，改善爐膛局部結(jié)渣嚴(yán)重等情況2600MW超臨界燃用無煙煤W火焰爐少油點火技術(shù)攻關(guān)珙縣對于低揮發(fā)分的無煙煤實現(xiàn)少油點火技術(shù)，節(jié)省起爐點火和低負(fù)荷穩(wěn)燃、助燃時的油耗，同時要求不影響鍋爐的安全運行。3針對燃用高硫煤鍋爐“四管”耐腐蝕技術(shù)攻關(guān)珙縣西南地區(qū)燃煤煤種硫分高，對四管的耐腐蝕問題造成了較大的威脅，課題主要研究相關(guān)有效措施提高四管的耐腐性。4采用脫硫添加劑提高脫硫效率的技術(shù)研究珙縣研究脫硫添加劑對脫硫系統(tǒng)的影響5基于三維W火焰爐爐內(nèi)溫度場測量技術(shù)的燃燒優(yōu)化控制技術(shù)研究鎮(zhèn)雄通過對爐膛火焰進(jìn)行實時采集與分析，獲取爐內(nèi)溫度場分布狀況，研究溫度場與最佳運行工況關(guān)聯(lián)性，開發(fā)計算機(jī)開環(huán)系統(tǒng)指導(dǎo)運行，提高鍋爐性能6取消GGH后，鍋爐尾部煙道及煙囪耐腐蝕技術(shù)研究塘寨課題對取消GGH后，防止鍋爐尾部煙道及煙囪因低溫?zé)煔饨Y(jié)露而引起酸性腐蝕進(jìn)行研究華電集團(tuán)8臺超臨界機(jī)組在設(shè)計階段做過相關(guān)優(yōu)化工作1鍋爐燃燒、經(jīng)過設(shè)計優(yōu)化后解決在300MW和600MW鍋爐上存在的一些問題

引入防焦風(fēng)+爐膛熱力參數(shù)優(yōu)化—減緩結(jié)焦

制粉系統(tǒng)配備動態(tài)分離器+燃燒系統(tǒng)配風(fēng)優(yōu)化—提高了燃燒穩(wěn)定性，降低飛灰含碳量

引入燃盡風(fēng)系統(tǒng)—降低氮氧化物排放項目符號單位工況1工況2工況3工況4工況5負(fù)荷MW550595598601599爐渣可燃物Cf%6.803.924.042.184.84飛灰可燃物Cb%4.505.558.075.275.08排煙溫度θpy℃123.9117.2116.7116.1116.7鍋爐熱效率η%91.2690.2387.6391.1690.58NOx排放量（O2=6%）NOxmg/m3631736628617805經(jīng)過設(shè)計優(yōu)化后解決在300MW和600MW鍋爐上存在的一些問600MW超臨界W火焰鍋爐設(shè)計上的難點拱式燃燒技術(shù)+超臨界汽水參數(shù)系統(tǒng)+垂直管圈低質(zhì)流量流速爐膛選型、燃燒系統(tǒng)和水動力設(shè)計三者必須結(jié)合起來，才能達(dá)到低能耗、低污染的預(yù)期目標(biāo)。幾種類型的超臨界W爐都不約而同的采用了如下一些設(shè)計超臨界參數(shù)：25.4MPa，566℃/566℃汽水系統(tǒng)：低質(zhì)量流速+垂直管圈+優(yōu)化內(nèi)螺紋管尤其是采用了低質(zhì)量流速仍能對管壁有效冷卻，這項技術(shù)的突破是超臨界W爐和CFB應(yīng)用的前提，在國際上是先進(jìn)的。但此項技術(shù)在國際上實踐經(jīng)驗較少。600MW超臨界W火焰鍋爐設(shè)計上的難點從整個鍋爐系統(tǒng)看，除水冷壁系統(tǒng)之外的其它子系統(tǒng)采用的均是目前已經(jīng)相當(dāng)成熟的超臨界技術(shù)，和現(xiàn)在大量采用的螺旋管圈超臨界鍋爐是相同的。因此水冷壁系統(tǒng)的安全運行是該型鍋爐運行的關(guān)鍵。水冷壁燃燒器開孔大風(fēng)箱框架600MW超臨界W火焰鍋爐的癥結(jié)—水冷壁系統(tǒng)從整個鍋爐系統(tǒng)看，除水冷壁系統(tǒng)之外的其它子系統(tǒng)采用的均是目前從已投產(chǎn)的超臨界W爐運行情況看，存在很多共性問題1、前墻水冷壁拉裂變形在各個廠都不同程度的出現(xiàn)過金竹山電廠合山電廠福溪電廠區(qū)域相似，爐膛前墻中部水冷壁。標(biāo)高有所不同，40-50m從已投產(chǎn)的超臨界W爐運行情況看，存在很多共性問題1、前墻水冷2、低負(fù)荷運行時前墻水冷壁壁溫偏差容易過大前期上部水冷壁壁溫情況比較(5臺磨運行)最低值（℃）最高值（℃）最大溫度偏差珙縣電廠(DG)36044080鎮(zhèn)雄電廠(HG)38542540塘寨電廠(HG)38043050威信電廠(DG)37845072合山電廠(SG)380500120南寧電廠(DG)36542651金竹山電廠(B&W)39044050滎陽電廠(B&W)385437522、低負(fù)荷運行時前墻水冷壁壁溫偏差容易過大前期上部水冷壁壁溫3、水冷壁超溫現(xiàn)象上部水冷壁采用光管膜式壁，

材料為12Cr1MoVG，超過500℃后，材料性能顯著下降，容易被拉裂。大范圍、大面積的超溫現(xiàn)象比較少，但工況變化過程中，局部管壁溫度持續(xù)偏高的現(xiàn)象仍存在，需引起重視。3、水冷壁超溫現(xiàn)象上部水冷壁采用光管膜式壁，材料為12C折焰角斜坡易積灰現(xiàn)象鍋爐爐膛壓力先達(dá)到負(fù)的最大值：首先是水平煙道垮灰后導(dǎo)致爐膛壓力為很大的負(fù)值；然后在達(dá)到正的最大值：灰垮到冷灰斗后，爐膛壓力到達(dá)正的最大值；緊接著又是一個正的很高的爐膛壓力：由于爐膛壓力的劇烈波動，導(dǎo)致了下爐膛的垮焦，焦垮到冷灰斗后，爐膛壓力又達(dá)到一個正的高值保證吹灰正常是極為重要的。滅火過程爐膛壓力變化

折焰角斜坡易積灰現(xiàn)象鍋爐爐膛壓力先達(dá)到負(fù)的最大值：首先是水解決對策：積灰區(qū)域加裝局部吹灰器揚州電廠加裝的局部吹灰噴管解決對策：積灰區(qū)域加裝局部吹灰器揚州電廠加裝的局部吹灰噴管為了更好的分析600MW超臨界W爐的特性，利用數(shù)值解析技術(shù)對4家電廠三種燃燒器、四種爐型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計算，以獲得溫度、速度、氣體成分等的全爐膛分布情況，輔助優(yōu)化設(shè)備改進(jìn)。為了更好的分析600MW超臨界W爐的特性，利用數(shù)值建立模型網(wǎng)格劃分···并行反應(yīng)模型模擬實際燃燒過程改進(jìn)的燃燒模型0（時間)揮發(fā)份燃燒焦炭燃燒數(shù)值計算先進(jìn)的NOx模型建立模型網(wǎng)格劃分···并行反應(yīng)模型改進(jìn)的燃燒模型0（時間煤粉燃燒器模型鎮(zhèn)雄煤粉燃燒器模型濃粉出口淡粉出口一次風(fēng)入口一次風(fēng)入口淡粉出口濃粉出口珙縣煤粉燃燒器模型一次風(fēng)入口淡粉出口濃粉出口塘寨煤粉燃燒器模型煤粉燃燒器模型鎮(zhèn)雄煤粉燃燒器模型濃粉淡粉一次風(fēng)入口一次風(fēng)入口燃燒器模擬結(jié)果——橫截面速度云圖（單位：m/s）鎮(zhèn)雄煤粉燃燒器珙縣煤粉燃燒器塘寨煤粉燃燒器淡測78%濃側(cè)22%淡測69%濃側(cè)31%燃燒器模擬結(jié)果——橫截面速度云圖（單位：m/s）鎮(zhèn)雄煤粉燃燒燃燒器中下部有較明顯的二次流存在，是提高分離效果的重要因素。鎮(zhèn)雄、珙縣燃燒器橫截面速度矢量圖鎮(zhèn)雄燃燒器珙縣燃燒器燃燒器中下部有較明顯的二次流存在，是提高分離效果的重要因素。塘寨燃燒器局部速度矢量圖從空氣場速度矢量圖看出，在葉片迎風(fēng)面空氣受阻，產(chǎn)生分流，分別進(jìn)入濃側(cè)和淡側(cè)，在葉片背風(fēng)側(cè)有明顯的漩渦區(qū)存在。

在分流板入口處，有高速的濃粉氣流流過，是防止磨損的重點部位之一。塘寨燃燒器局部速度矢量圖從空氣場速度矢量圖看出，0.01mm跟隨性好0.05mm跟隨性差0.1mm跟隨性差0.2mm二次碰撞塘寨燃燒器粒子軌跡分布0.01mm跟隨性好0.05mm跟隨性差0.1mm跟隨性差0中截面溫度分布工況一工況二工況三工況四有無燃盡風(fēng)無有有有三次風(fēng)下傾角度0°0°20°40°中截面溫度分布工況一工況二工況三工況四有無燃盡風(fēng)無有有有三次中截面速度矢量場工況一工況二工況三工況四有無燃盡風(fēng)無有有有三次風(fēng)下傾角度0°0°20°40°中截面速度矢量場工況一工況二工況三工況四有無燃盡風(fēng)無有有有三中截面CO濃度分布工況一工況二工況三工況四有無燃盡風(fēng)無有有有三次風(fēng)下傾角度0°0°20°40°中截面CO濃度分布工況一工況二工況三工況四有無燃盡風(fēng)無有有有中截面NOx濃度分布NOx濃度1129mg/Nm3（折算到O26%）NOx濃度667.5mg/Nm3（折算到O26%）工況一工況三工況一工況二工況三工況四有無燃盡風(fēng)無有有有三次風(fēng)下傾角度0°0°20°40°中截面NOx濃度分布NOx濃度1129mg/Nm3NOx停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無0°6臺工況五無0°5臺（B停運）工況一工況五停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無0°6臺工況五無0°5臺（B停運）工況一工況五氧濃度速度矢量場停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無0°6臺工況五無0°5臺（B停運）中截面速度矢量場比較

中截面溫度場比較停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無0°6臺工況五無0°5臺（B停運）停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運臺數(shù)工況一無數(shù)值計算目前仍在進(jìn)行的研究工作：全爐膛的粒子軌跡圖—預(yù)測易積灰、結(jié)焦的部位停用不同磨煤機(jī)時的熱流密度分布—分析熱負(fù)荷的偏差煤種變更時的影響預(yù)測—煤種變化對燃燒、排放的影響

不同拱下風(fēng)入射角度的影響數(shù)值計算目前仍在進(jìn)行的研究工作：全爐膛的粒子軌跡圖—預(yù)測易四川第一臺超臨界W鍋爐主要指標(biāo)主要指標(biāo)鍋爐熱效率（%）鍋爐額定出力（t/h）空預(yù)器漏風(fēng)率（%）鍋爐斷油最低穩(wěn)燃出力（MW）飛灰可燃物（%）大渣含碳量（%）排煙溫度（℃）主汽、再熱參數(shù)（溫度、壓力）NOx(mg/Nm3)FGD出口SO2濃度(mg/Nm3)設(shè)計值91.31840.62≯5240551321100344.3運行指標(biāo)#61爐92.781768.097.82/6.63不合格2302-32-3127均能達(dá)設(shè)計值700-800能夠達(dá)設(shè)計值#62爐92.811768.097.82/6.63不合格2202-32-3132均能設(shè)計值700-800能夠達(dá)設(shè)計值四川第一臺超臨界W鍋爐主要指標(biāo)主要指標(biāo)鍋爐熱效率（%）鍋爐額提高超臨界W火焰鍋爐穩(wěn)定性的措施（一）運行措施1、加強(qiáng)燃煤采購和摻配摻燒管理，盡可能使入爐煤質(zhì)接近設(shè)計值?；疖嚸簾嶂底畹瓦_(dá)15.6MJ/KG，通過合理摻配摻燒平均入爐煤熱值約為17.5MJ/KG2、嚴(yán)格執(zhí)行防止水冷壁超溫及壁溫差過大的運行措施，主要包括：（1）制定了防止鍋爐水冷壁超溫的措施及考核辦法并嚴(yán)格執(zhí)行。主要是對壁溫單點超限和最大壁溫差超限以及超限時間進(jìn)行考核。（2）維持爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，并確保爐膛滅火保護(hù)裝置可靠投入。提高超臨界W火焰鍋爐穩(wěn)定性的措施（一）運行措施（3）超溫主要發(fā)生在啟、停磨煤機(jī)及增、減負(fù)荷時出現(xiàn)。在加減負(fù)荷過程中盡量平穩(wěn)緩慢，嚴(yán)格按照負(fù)荷曲線進(jìn)行變動。啟動磨煤機(jī)時，旁路風(fēng)在20%左右，容量風(fēng)不超過5%，開啟磨煤機(jī)熱風(fēng)門時應(yīng)緩慢進(jìn)行，并提醒給水調(diào)節(jié)人員，根據(jù)汽溫及水冷壁溫變化，及時增加給水，調(diào)整負(fù)荷。停磨時盡量將筒體煤粉抽空，避免再次啟動時大量煤粉進(jìn)入爐內(nèi)對燃燒造成巨大波動。（4）在負(fù)荷不變的情況下，進(jìn)行制粉系統(tǒng)切換時，原則上準(zhǔn)備啟動的磨煤機(jī)在暖磨合格后采用閉磨啟動方式，啟運后先逐漸關(guān)小準(zhǔn)備停運的磨煤機(jī)的容量風(fēng)，再緩慢開啟剛啟運磨煤機(jī)的容量風(fēng)，每次幅度不超過5%，其他磨煤機(jī)暫時不做調(diào)整，避免燃燒大幅度波動。（3）超溫主要發(fā)生在啟、停磨煤機(jī)及增、減負(fù)荷時出現(xiàn)。在加減負(fù)（5）為維持爐膛熱負(fù)荷盡量均勻，減少熱負(fù)荷偏差，在條件允許情況下，原則上480MW-600MW負(fù)荷保持六臺磨煤機(jī)運行，400MW-480MW負(fù)荷保持五臺制粉系統(tǒng)運行，350MW-400MW保持四臺制粉系統(tǒng)運行。

（6）盡量避免同時對多臺磨煤運行狀態(tài)（容量風(fēng)量）進(jìn)行調(diào)整，以防止輸入粉量波動疊加，引起熱負(fù)荷大的波動，在穩(wěn)態(tài)下磨煤機(jī)出力偏差不大于5t/h。（7）在機(jī)組協(xié)調(diào)投入的情況下，注意監(jiān)視運行磨煤機(jī)的容量風(fēng)擋板變化幅度和頻率，如變化幅度較大，頻率較快，引起水冷壁管壁溫度上升，立即將該磨容量風(fēng)切換為手動運行。（5）為維持爐膛熱負(fù)荷盡量均勻，減少熱負(fù)荷偏差，在條件允許情（8）調(diào)整給水時應(yīng)緩慢平穩(wěn)，防止因給水流量大幅度波動而引起管壁超溫。在給水投入自動的時候密切監(jiān)視給水流量的變化幅度，必要時切為手動方式調(diào)整。（9）做好風(fēng)煤比的控制和入爐風(fēng)量的調(diào)節(jié)工作，在440MW負(fù)荷以上時，保證氧量在3.5%--4.0%之間，在440MW負(fù)荷以下