台山600MW机组燃烧神华煤吹灰方式探索
简要分析了国华台山电厂国产600MW亚临界强制循环锅炉在全烧神华煤时炉膛结焦及尾部烟道积灰对锅炉正常运行的影响，并阐述了合理的吹灰方式对减轻炉膛结焦及尾部烟道积灰的效果。
关键词：神华煤 锅炉结焦 积灰 吹灰方式 效果
国华台电1号机组自2003年12月2日进行168小时试运开始至今已经连续满负荷运行了近一个月时间，在连续的高负荷运行过程中锅炉炉膛结焦、尾部受热面积灰较严重，导致预热器入口烟温及排烟温度升高、除尘器效率下降，经过改变吹灰器运行方式，现已将炉膛结焦、尾部受热面积灰的影响有效降低。
1 台山600MW锅炉简介
国华台电一期工程选用5台600MW国产引进ABB-CE燃烧技术的锅炉，锅炉采用单炉膛∏型露天布置，全钢架悬吊结构，固态排渣，型号为SG-2026/17.5-M905，是在总结上海吴泾第二发电厂两台亚临界、一次中间再热、平衡通风、控制循环燃煤汽包炉的设计、制造和运行的基础上，按创优、创名牌的要求进行改进设计和制造的。
炉膛宽度19558mm，深度16940.5mm，炉顶标高73000mm，汽包中心线标高74000mm,炉顶大板梁底标高81500mm。锅炉炉顶采用全密封结构，并设有大罩壳。水冷壁由φ51x6膜式水冷壁组成，炉底冷灰斗角度55°，炉底密封采用水封结构，炉膛上部布置了分隔屏过热器，后屏过热器及屏式再热器，前墙与两侧墙前部均设有墙式辐射再热器。炉底下水包标高7760 mm。
水平烟道深度为8548 mm，整个水平烟道由水冷壁管延伸部分和后烟井过热器管延伸部分包覆。内部布置有末级再热器和末级过热器。后烟井深度12768 mm,布置了低温过热器和省煤器。炉前布置三台低压头炉水循环泵，炉后布置两台三分仓容克式空气预热器。
锅炉采用正压直吹式制粉系统，一台锅炉配备六台HP-983型中速磨煤机，五台磨煤机运行可带锅炉MCR负荷，一台备用。燃烧器四角布置，切向燃烧，每台磨煤机有四根煤粉管连接至炉膛同一层煤粉喷嘴。最上排燃烧器喷口中心线标高34870 mm，距分隔屏屏底20130 mm，最下排燃烧器喷口中心线标高25570 mm，距炉底冷灰斗转角5969 mm。每角燃烧器设有三层启动及助燃油枪。炉膛部分布置90只墙式吹灰器，炉膛上部及对流烟道区域布置44只长行程吹灰器，每台预热器冷端各布置一只伸缩式吹灰器。
锅炉主要参数：
2 实际运行情况
台电1号机组10月23日第一次整体启动，10月24日投入制粉系统运行，在10月31日18：50机组第一次升负荷至600MW，10月31日20：14锅炉各参数如下：
在12月2日168小时试运至12月30日，机组共连续运行29天，机组平均负荷589.3MW，其中168小时试运期间（12月2日至9日）机组满负荷运行（平均负荷率603MW），从12月2日至12日，锅炉每天吹灰2次，分别在每天的0：00和12：00，每次吹灰前后锅炉各参数如下：（12月12日参数）
由于连续的高负荷运行，锅炉水冷壁、屏式过热器（分隔屏、后屏）结焦及尾部烟道积灰较严重，导致运行时主再热蒸汽温度达不到设计值，预热器入口烟温、排烟温度有严重超过设计值，经过有关专业、专家讨论决定自12月13日将吹灰次数由原来的每天两次增加到每天三次，实施后效果较为理想，具体参数如下：（12月31日参数）
3 原因及效果分析
3.1 12月12日预热器入口烟温严重超标原因分析：
由于12月2日-12日机组连续满负荷运行，加之吹灰次数较少（每天两次），锅炉水冷壁结焦严重导致炉膛出口温度升高，炉膛出口温度升高至灰软化温度时，屏式过热器（分隔屏、后屏）结焦，随着屏式过热器的结焦加剧，主蒸汽温度下降，为保证主蒸汽温度运行人员调整摆角使火焰中心上移，火焰中心上移又加剧了屏过的结焦，以上规程的循环导致炉膛出口温度、预热器入口温度及排烟温度超标，而以上所有现象的根本原因是水冷壁结焦及结焦未及时被清除；同时锅炉连续满负荷运行、吹灰次数偏少，导致尾部烟道积灰加重，致使末再、末过、低温对流过热器及省煤器吸热量降低，加剧了预热器入口温度上升、排烟温度上升幅度。
3.2 锅炉合理的吹灰方式选择：
吹灰方式改变前后的参数对比：
12月12日吹灰前后参数对比：在吹灰前后A预热器入口烟温下降了25℃和37℃，B预热器入口烟温下降了21℃和23℃，排烟温度A、B侧各下降了10℃，而主汽温度A侧下降2℃/B侧下降3℃，减温水量A侧下降5t/h/B侧增加1t/h，再热汽温A侧/B侧没有变化，再热减温水量A侧增加15 t/h /B侧降低2 t/h。
12月31日吹灰前后参数对比：在吹灰前后A预热器入口烟温下降了13℃和15℃，B预热器入口烟温下降了13℃和14℃，排烟温度A、B侧各下降了5℃，而主汽温度A侧下降12℃/B侧下降12℃，减温水量A侧下降2t/h/B侧下降1t/h，再热汽温A侧下降14℃/B侧下降11℃，再热减温水量A侧没有变化 /B侧降低15 t/h。
锅炉每次吹灰需要的蒸汽流量：炉膛部分布置90只墙式吹灰器，炉膛上部及对流烟道区域布置44只长行程吹灰器，每台预热器冷端各布置一只伸缩式吹灰器，每次吹灰所有吹灰器运行一次，其中90只墙式吹灰器用汽量：90×34kg=3060 kg，44只长行程吹灰器用汽量：4×755kg＋12×670kg＋4×385kg＋24×273kg＝19125 kg，两台预热器吹灰一次用汽量4×2184 kg＝8736 kg，总计30924 kg。
(2) 锅炉合理的吹灰方式选择（安全性、经济性比较）:
设备运行的安全性：锅炉各段受热面材质均是根据其正常（设计）工作温度加上一定的安全余度选择的，如果实际的运行温度接近或高于其最高允许值，将降低其运行安全性。通过上面的对比可以看出在锅炉连续的高负荷运行期间，锅炉每天吹灰两次时间间隔较长，在一次吹灰周期内预热器入口烟温上升较多（最大37℃）且预热器入口烟温最大值过高（最高达441℃），此时对预热器而言超过其设计的运行温度76℃，已经十分危险了（预热器入口温度增加，其热端膨胀增加，在设计上为保证预热器正常运行时漏风率不超标，一般其间隙都较小，入口烟温的升高可能引起预热器过度膨胀卡涩）；同时锅炉尾部对流受热面烟温的升高对布置在内的低温过热器及省煤器工作不利，可能引起局部管壁达到或接近工作极限，而低温过热器及省煤器又没有有效的温度调节手段（喷水减温）。而采用每天三次吹灰，在一次吹灰周期内预热器入口烟温上升较少（最大15℃）且预热器入口烟温最大值较低（最高达405℃），相对而言对预热器的运行是安全的；对于锅炉尾部的低温过热器及省煤器，虽然没有直接的温度测量，但由预热器入口烟温的下降及炉膛水冷壁比吹灰后吸热量增加判断也是下降的，因此低温过热器及省煤器的运行可靠性也有升高。
机组运行的经济性：通过上述分析可知锅炉的吹灰次数由两次提高到三次，排烟温度下降了10℃左右，由此锅炉效率提高大约0.5～0.8％左右，但随着吹灰次数的增加，排烟温度降低的值将逐渐减少，对锅炉效率的影响也将逐步下降；同时吹灰一次要消耗30.924T具有一定能量的蒸汽，此时锅炉效率会下降；另外在吹灰的过程中由于吹灰蒸汽流速较高，对没有结焦、积灰的受热面管壁有一定的磨损，减少管材的使用寿命，所以并不是吹灰次数越多越好，单从经济方面而言最佳的吹灰方式要经过严格经济性分析方可得出。
结论：由于台电1号炉运行时间较短，锅炉燃烧调整试验未进行，同时由于吹灰对管壁的影响目前还无法得出，所以台电1号炉的最佳吹灰方式目前无法得出，但从设备运行的安全性及机组经济运行的角度考虑：在目前机组平均负荷率较高（大于85％）期间采用每天三次吹灰是相对较合理的。