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【摘要】阜阳华润发电厂#2锅炉在脱销投运后经常出现垂直水冷壁超温现象，严重时达到了500℃以上（440℃报警），通过长期的运行数据分析得出煤质的变化、燃烧器投运的方式不同、炉膛火焰中心的高低是垂直水冷壁超温的主要原因。为了防止水冷壁超温，提出了改变制粉系统投运方式、调整配风、合理控制煤水比等措施。阜阳华润电厂在采取温度控制措施后，在其他外围因素不变的情况下垂直水冷壁的超温次数大幅减少。
【关键词】超临界直流炉 垂直水冷壁 运行调整
【分类号】：TK229.2
1.概述
阜阳华润电力有限公司锅炉型式为超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。燃烧方式采用前后墙对冲燃烧。前后墙布置4层，每层各有4只LNASB燃烧器，总共32只。A层布置微油燃烧器，BCD层布置0.5吨/小时油燃烧器。在最上层煤粉燃烧器上方，前后墙各布置1层燃尽风喷口，每层布置7只，共14只燃尽风口。
水冷壁是敷设在炉膛四周由多根并联管组成的蒸发受热面。其主要作用是：吸收炉膛中高温火焰及炉烟的辐射热量，使水冷壁内的水汽化，产生饱和水蒸汽；降低高温对炉墙的破坏作用，保护炉墙；强化传热，减少锅炉受热面面积，节省金属耗量；有效防止炉壁结渣；悬吊炉墙。
2.垂直水冷壁出现超温问题
阜阳华润电厂从2006年6月实现两台机双投至今2台机水冷壁都经常有不同程度的超温现象，其中#2机垂直水冷壁超温又较为严重，部分工况下已经远远的超出了报警值，垂直水冷壁的工作环境相当的恶劣，金属蠕变速度加快，影响了机组的安全运行。从两台机组运行情况分析，两台机的垂直水冷壁超温存在共同特性，往往超温会出现在同一区域，特别是在低负荷燃烧热值较高的煤种时，水冷壁经常出现大面积超温。
3.正常运行中垂直水冷壁超温原因分析及防止措施
造成垂直水冷壁超温的原因很多例如炉膛布置不合理、燃烧器的风煤比调整不完善、水冷壁的焊接工艺不过关等这些都是客观因素运行人员无法改变，所以暂时先不去分析，我们把重点放在运行人员可以通过正常操作使其减少或避免的那些水冷壁超温上，主要有以下几个方面。
1） 火焰长度
炉内温度分布与火焰长度高度密切相关，在实际操作中需要保持一定长度的火焰，如火焰过短会形成局部高温；火焰过长，则达不到应有的温度，影响机组的经济性，因此人们对火焰中心的长度的研究从为停止过，只是它与太多因素有关.至今尚无准确的理论公式来计算火焰长度，只知道它的长度取决于炉膛一定下的煤粉、空气混合物的喷出速度和煤粉的燃烧速度。煤粉的燃烧速度与煤粉同空气的混合程度，一二次风的配合及其温度，煤粉含挥发份、灰份、水份的多少及细度、浓度等因素有关。
水冷壁主要是辐射吸热，整个火焰长度是从最上层燃烧器到屏式过热器底部，如果火焰长度较小，就可能引起垂直水冷壁局部温度较高，甚至超温。
那么如何避免水冷壁因火焰长度问题而造成超温呢？我想首先要判断的是火焰长度的大致位置，火焰在炉膛内要想直观的通过眼睛来判断不太现实，所以我们要寻求方法，通过对炉膛结构的分析认为各受热面的管壁温度能最直观的反映火焰的高度。
例如：水冷壁管壁大面积的超温，我们采取的措施就是要使其火焰长度加大，具体的方法是：“一粉、二风、三方式”，一粉：指的是首先要去调整制粉系统，主要是A、B、C、D四台煤的负荷风门开度，风门开度过小，煤粉的浓度增加，引起燃烧偏下，如果不是很明显时，可以用风门偏执将A层负荷风门关小，进行差别调整。二风：指的是通过一二次风压、燃尽风开度及各层二次分门开度来进行火焰长度调整，通常做法是在负荷满足的条件下尽量减小一次风压，提高二次压力，关小燃尽风，关小低层二次风门，开大上层二次风门，当然提二次风和关小燃尽风势必造成SCR脱销系统入口NOx含量的增加，所以运行人员要进行精心操作做到“鱼和熊掌都要兼得”，三方式：指的是在经以上方法调整无效后可以通过调整制粉系统的投运方式例如把A、B、C磨煤机运行改成A、B、D或者A、C、D运行，从而改变火焰长度，达到减少水冷壁超温的目的。
2） 煤水比
正常运行时调整要确保煤水比在合适数值，确保汽水分离器出口温度在各负荷对应值范围内，发生煤水比失调后，一旦出现锅炉缺水现象就会引起受热面超温。一般正常情况下我们控制煤水比修正值在0.5-1.0之间，在此区间内自动调整较好，一旦偏离这个区间就会引起自动调整不良或失去自动调整。比如在低负荷情况下，输煤常常上热值较好煤种来保证燃烧的稳定性，结果经常出现煤水比修正值在1.0左右的情况，这时一次风压已经降至底限（7.5KPa），负荷风门都关到了底限，此时的自动调节能力已经相当的差了，这时只要主汽压力稍稍偏高就会造成水冷壁的局部或大面积超温。我们通常的做法是将上层磨的负荷风门解手动稍关，将其他负荷风门开启来，然后再通中间点温度的调整来减少水冷壁的超温。
3） 大量掺烧劣质煤造成断煤返风
目前阜阳华润电厂大量掺烧劣质煤，4台磨8台给煤机，1斗高硫高热值2斗高热值低挥发份3、5、8上的煤较好，4、6、7上煤泥，大家都知道煤泥的粘黏性较强，经常造成给煤机堵煤和原煤仓挂壁，一旦发生给煤机断煤返风，一次风压下降，主汽压力下降，主再汽温下降，燃料自动上加，这时如果给煤机下煤，就会造成煤和水的短时不匹配，导致水冷壁超温，为避免给煤机断煤返风，我厂先后进行了加装液压疏通装置，振动装置，空气炮及旋转煤斗等技改，但都没有能彻底的解决断煤返风问题，运行人员无法避免断煤返风，我们能做的是减少断煤返风对机组的影响，首先要加强对原煤仓料位的关注，一旦出现原煤仓料位较低时要引起运行人员注意并及时与输煤联系尽快的补煤，防止出现因原煤仓没有煤造成给煤机断煤返风情况。其次就是原煤仓有煤，但给煤机断煤返风严重，这时应该及时停运给煤机关闭下闸板并联系锅炉专业处理，直至处理正常后方可启动。最后已经出现断煤返风情况下，运行人员应该根据断煤情况，通过限负荷，加强燃料，减水等手段来保证主汽温度和主汽压力，防止主汽温度和压力大幅下降，一旦给煤机来煤要及时的将之前的操作恢复，这样做工作量较大但如果操作的完美完全可以避免水冷壁因断煤引起的超温。
4） 负荷的大幅波动
由于#2锅炉一次风压跟踪较慢，在负荷大幅波动时会出现锅炉跟踪滞后汽机调门跟踪负荷关调门，造成主汽压力偏离汽机定-滑-定曲线，引起锅炉超压，给水减少，管壁超温。处理负荷大幅波动最好的方法是用负荷上下限限制负荷的变化，但这样做的结果会产生AGC电量考核，所以我们一般情况下不采用，负荷的大幅波动会引起给水，燃料，炉膛负压等参数的大动，而给水响应的快，燃料响應的慢，往往在负荷大波动时会引起煤和水的比例失调，造成锅炉管壁超温，因此针对#2机一次风压跟踪较慢的特点，为保证机组安全且能及时的响应AGC指令，我们可以在加负荷时先将一次风压多提，比如经验是0.3KPa的一次风压对应10MW负荷，那么现在加10MW负荷我们可以先提0.6KPa甚至更多，待加到0.3KPa后再将指令降下来。还有就是在负荷变化较大时，我们自己心中要非常清楚当前的负荷需要多少燃料，多少的给水量只有做到心中有数调整起来才不会失去方向。
【关键词】超临界直流炉 垂直水冷壁 运行调整
【分类号】：TK229.2
1.概述
阜阳华润电力有限公司锅炉型式为超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。燃烧方式采用前后墙对冲燃烧。前后墙布置4层，每层各有4只LNASB燃烧器，总共32只。A层布置微油燃烧器，BCD层布置0.5吨/小时油燃烧器。在最上层煤粉燃烧器上方，前后墙各布置1层燃尽风喷口，每层布置7只，共14只燃尽风口。
水冷壁是敷设在炉膛四周由多根并联管组成的蒸发受热面。其主要作用是：吸收炉膛中高温火焰及炉烟的辐射热量，使水冷壁内的水汽化，产生饱和水蒸汽；降低高温对炉墙的破坏作用，保护炉墙；强化传热，减少锅炉受热面面积，节省金属耗量；有效防止炉壁结渣；悬吊炉墙。
2.垂直水冷壁出现超温问题
阜阳华润电厂从2006年6月实现两台机双投至今2台机水冷壁都经常有不同程度的超温现象，其中#2机垂直水冷壁超温又较为严重，部分工况下已经远远的超出了报警值，垂直水冷壁的工作环境相当的恶劣，金属蠕变速度加快，影响了机组的安全运行。从两台机组运行情况分析，两台机的垂直水冷壁超温存在共同特性，往往超温会出现在同一区域，特别是在低负荷燃烧热值较高的煤种时，水冷壁经常出现大面积超温。
3.正常运行中垂直水冷壁超温原因分析及防止措施
造成垂直水冷壁超温的原因很多例如炉膛布置不合理、燃烧器的风煤比调整不完善、水冷壁的焊接工艺不过关等这些都是客观因素运行人员无法改变，所以暂时先不去分析，我们把重点放在运行人员可以通过正常操作使其减少或避免的那些水冷壁超温上，主要有以下几个方面。
1） 火焰长度
炉内温度分布与火焰长度高度密切相关，在实际操作中需要保持一定长度的火焰，如火焰过短会形成局部高温；火焰过长，则达不到应有的温度，影响机组的经济性，因此人们对火焰中心的长度的研究从为停止过，只是它与太多因素有关.至今尚无准确的理论公式来计算火焰长度，只知道它的长度取决于炉膛一定下的煤粉、空气混合物的喷出速度和煤粉的燃烧速度。煤粉的燃烧速度与煤粉同空气的混合程度，一二次风的配合及其温度，煤粉含挥发份、灰份、水份的多少及细度、浓度等因素有关。
水冷壁主要是辐射吸热，整个火焰长度是从最上层燃烧器到屏式过热器底部，如果火焰长度较小，就可能引起垂直水冷壁局部温度较高，甚至超温。
那么如何避免水冷壁因火焰长度问题而造成超温呢？我想首先要判断的是火焰长度的大致位置，火焰在炉膛内要想直观的通过眼睛来判断不太现实，所以我们要寻求方法，通过对炉膛结构的分析认为各受热面的管壁温度能最直观的反映火焰的高度。
例如：水冷壁管壁大面积的超温，我们采取的措施就是要使其火焰长度加大，具体的方法是：“一粉、二风、三方式”，一粉：指的是首先要去调整制粉系统，主要是A、B、C、D四台煤的负荷风门开度，风门开度过小，煤粉的浓度增加，引起燃烧偏下，如果不是很明显时，可以用风门偏执将A层负荷风门关小，进行差别调整。二风：指的是通过一二次风压、燃尽风开度及各层二次分门开度来进行火焰长度调整，通常做法是在负荷满足的条件下尽量减小一次风压，提高二次压力，关小燃尽风，关小低层二次风门，开大上层二次风门，当然提二次风和关小燃尽风势必造成SCR脱销系统入口NOx含量的增加，所以运行人员要进行精心操作做到“鱼和熊掌都要兼得”，三方式：指的是在经以上方法调整无效后可以通过调整制粉系统的投运方式例如把A、B、C磨煤机运行改成A、B、D或者A、C、D运行，从而改变火焰长度，达到减少水冷壁超温的目的。
2） 煤水比
正常运行时调整要确保煤水比在合适数值，确保汽水分离器出口温度在各负荷对应值范围内，发生煤水比失调后，一旦出现锅炉缺水现象就会引起受热面超温。一般正常情况下我们控制煤水比修正值在0.5-1.0之间，在此区间内自动调整较好，一旦偏离这个区间就会引起自动调整不良或失去自动调整。比如在低负荷情况下，输煤常常上热值较好煤种来保证燃烧的稳定性，结果经常出现煤水比修正值在1.0左右的情况，这时一次风压已经降至底限（7.5KPa），负荷风门都关到了底限，此时的自动调节能力已经相当的差了，这时只要主汽压力稍稍偏高就会造成水冷壁的局部或大面积超温。我们通常的做法是将上层磨的负荷风门解手动稍关，将其他负荷风门开启来，然后再通中间点温度的调整来减少水冷壁的超温。
3） 大量掺烧劣质煤造成断煤返风
目前阜阳华润电厂大量掺烧劣质煤，4台磨8台给煤机，1斗高硫高热值2斗高热值低挥发份3、5、8上的煤较好，4、6、7上煤泥，大家都知道煤泥的粘黏性较强，经常造成给煤机堵煤和原煤仓挂壁，一旦发生给煤机断煤返风，一次风压下降，主汽压力下降，主再汽温下降，燃料自动上加，这时如果给煤机下煤，就会造成煤和水的短时不匹配，导致水冷壁超温，为避免给煤机断煤返风，我厂先后进行了加装液压疏通装置，振动装置，空气炮及旋转煤斗等技改，但都没有能彻底的解决断煤返风问题，运行人员无法避免断煤返风，我们能做的是减少断煤返风对机组的影响，首先要加强对原煤仓料位的关注，一旦出现原煤仓料位较低时要引起运行人员注意并及时与输煤联系尽快的补煤，防止出现因原煤仓没有煤造成给煤机断煤返风情况。其次就是原煤仓有煤，但给煤机断煤返风严重，这时应该及时停运给煤机关闭下闸板并联系锅炉专业处理，直至处理正常后方可启动。最后已经出现断煤返风情况下，运行人员应该根据断煤情况，通过限负荷，加强燃料，减水等手段来保证主汽温度和主汽压力，防止主汽温度和压力大幅下降，一旦给煤机来煤要及时的将之前的操作恢复，这样做工作量较大但如果操作的完美完全可以避免水冷壁因断煤引起的超温。
4） 负荷的大幅波动
由于#2锅炉一次风压跟踪较慢，在负荷大幅波动时会出现锅炉跟踪滞后汽机调门跟踪负荷关调门，造成主汽压力偏离汽机定-滑-定曲线，引起锅炉超压，给水减少，管壁超温。处理负荷大幅波动最好的方法是用负荷上下限限制负荷的变化，但这样做的结果会产生AGC电量考核，所以我们一般情况下不采用，负荷的大幅波动会引起给水，燃料，炉膛负压等参数的大动，而给水响应的快，燃料响應的慢，往往在负荷大波动时会引起煤和水的比例失调，造成锅炉管壁超温，因此针对#2机一次风压跟踪较慢的特点，为保证机组安全且能及时的响应AGC指令，我们可以在加负荷时先将一次风压多提，比如经验是0.3KPa的一次风压对应10MW负荷，那么现在加10MW负荷我们可以先提0.6KPa甚至更多，待加到0.3KPa后再将指令降下来。还有就是在负荷变化较大时，我们自己心中要非常清楚当前的负荷需要多少燃料，多少的给水量只有做到心中有数调整起来才不会失去方向。