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沙角C电厂2100t／h锅炉吹灰程序优化分析

沙角C电厂2100t／h锅炉吹灰程序优化分析 2011年12月09日 来源： 　　沙角C电厂3×660 MW机组锅炉（2 100 t／h）为美国CE公司制造的亚临界压力、一次再热、单汽包、控制循环、四角喷燃双切圆燃煤锅炉。锅炉吹灰器采用了美国COPE－VUGAN公司的产品，在炉膛水冷壁区域布置有88只短吹灰器，在炉膛出口及水平烟道、尾部烟道布置有68只长吹灰器和半长吹灰器。1　原吹灰程序存在的问题　　这种四角喷燃双切圆燃烧燃煤锅炉，由于炉膛尺寸较小，炉内热强度大，自1996年正式移交投产以后，一直都有结焦的情况存在，开始的时候还比较严重，因而强调使用吹灰器可防止结焦，并未过多考虑其对锅炉整体运行的影响。此外，长期以来，吹灰器的投停都以固定不变的成组方式进行，一直没有进行过调整。近年来，锅炉结焦问题得到了有效抑制，而这种吹灰模式的弊端也越来越多地暴露出来，主要表现在：　　a）炉膛水冷壁吹灰次数过多，造成汽温偏低。为了提高汽温，又增加了对水平烟道末级过热器和末级再热器管屏处的吹灰次数，这样不仅浪费汽源，而且也增加了对管子的冲蚀。　　b）由于吹灰频繁，炉膛水冷壁、过热蒸汽管、再热蒸汽管管壁过于清洁，管子表面缺乏调节换热的“灰层”，热量分配容易失衡，导致过热汽温与再热汽温调节困难，对煤种的适应性很差。出现两侧汽温偏差时，调整的手段和幅度也非常有限。　　c）吹灰缺乏针对性，对所有吹灰器一视同仁，往往是成组成片启动，造成有些地方吹灰过多而另一些地方吹灰过少，汽温虽然偏低，而炉膛局部结焦严重的情况仍然存在。　　d）1号锅炉还存在另一个特殊问题。一段时间以来，末级过热器炉顶、炉外管壁容易超温，有时不得不将主汽温降低，最低时比额定汽温低15～20℃，严重影响机组效率，为此，希望在运行中通过选择性吹灰来减少超温的情况发生。2　吹灰程序的优化试验2．1　试验方法与步骤　　国外一些智能吹灰产品要求在锅炉上加装大量的温度变送器、压力变送器，再采用模型计算的方法，给出吹灰的提示。沙角C厂的处理方法则是利用现有的DCS数据，采用锅炉结焦积灰检查表，从看火孔处，对炉内的积灰结渣情况进行检查并记录积灰结渣的程度（见表1），并结合锅炉运行参数分析，长时间对锅炉结焦积灰情况进行跟踪，找出每台锅炉的结焦积灰特性。沙角C电厂锅炉炉膛水冷壁区域的结焦分布基本如图1所示。对锅炉吹灰器重新分组，初步制定每只吹灰器的吹灰频率，记录锅炉参数变化，在就地对锅炉结焦积灰情况进行跟踪。经过几次这样的反复修改和试验，找出适合每台锅炉特性的吹灰程序，最后结合机组负荷情况和煤种的变化给出每台锅炉的吹灰指引。2．2　1号炉的特殊情况　　根据传热学的基本公式，对处于对流区某段的管子，假设忽略烟气辐射换热和金属管子管壁热阻不计（并假设管内壁清洁），其换热量为：式中：q———换热量； t1———蒸汽温度； t2———烟气温度； α1———蒸汽侧对流换热系数； α2———烟气侧对流换热系数； δ———管子表面灰层厚度； λ———管子表面的导热系数。　　而管壁金属温度则为：式中：tw金属管壁温度。　　当管子表面“灰层”增加时，换热量减少，其他参数维持不变时，管壁温度就会降低。在找出1号炉的结焦积灰特性后，考虑到超温的因素，相对增加初级和中级过热器处的吹灰频率，适当减少末级过热器管屏处的吹灰次数，“人为”地制造“灰层”，增加热阻，减少该区域的传热，从而降低壁温。3　吹灰程序优化后的效果 吹灰程序优化后的效果如下：　　a）锅炉结焦情况继续得到有效抑制。2002年以来，广东地区用电紧张，机组负荷连续居高不下，锅炉运行受到前所未有的考验，对易结焦部位加强吹灰，对防止严重结焦事故起了重要的作用。　　b）温度控制得到明显改善。在绝大多数煤质范围内，主蒸汽温度、再热蒸汽温度基本能达到设计值，并且能使再热器减温水基本为零，同时喷燃　　器摆角调整在水平附近，对机组效率和锅炉燃烧都有帮助。　　c）在局部易结焦部位吹灰得到加强的同时，吹灰次数总体大幅度减少。　　d）汽温偏差调控手段增强。由于有了合适的调节换热的“灰层”，当出现汽温偏差时，针对性地选择几只合适的吹灰器吹灰，适当改变炉内热量分配，可产生很好的效果

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