0、引 言
HG - 220/11. 66 - Yl型鍋爐是國內(nèi)首臺自行設(shè)計和制造的超高壓D型鍋爐，投運(yùn)初期曾出現(xiàn)低溫過熱器超溫的現(xiàn)象。經(jīng)試驗查找出了超溫原因，并采取了有效改進(jìn)措施，改進(jìn)后重新啟動運(yùn)行正常，各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)全部達(dá)到技術(shù)要求。
1、鍋爐規(guī)范及鍋爐主要設(shè)計數(shù)據(jù)
1.1鍋爐規(guī)范
過熱蒸汽流量： 220 t/h
過熱蒸汽出口壓力（表壓）： 11. 66 MPa
過熱器蒸汽出口溫度： 525℃
給水溫度： 148℃
回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器入口溫度：23℃’
1.2鍋爐主要設(shè)計數(shù)據(jù)
爐膛出口過剩空氣系數(shù)a″1： I.I
參數(shù)M: 0.432
爐膛沾污系數(shù)t： 0.532
噴水量△D: 9.2t/h
熱風(fēng)溫度： 327℃
排煙溫度： 147℃
鍋爐效率： 92. 83%
2、鍋爐設(shè)計的技術(shù)特點(diǎn)
本鍋爐系雙鍋筒、超高壓參數(shù)、自然循環(huán)、微正壓燃油鍋爐。鍋爐整體呈“D”型布置采用自承式支撐結(jié)構(gòu)。鍋爐受壓元件的重量由側(cè)水冷壁和對流管束支撐，其重量傳遞到側(cè)水下集箱和下鍋筒上。爐膛四周布滿膜式水冷壁，鍋爐前墻布置8只油燃燒器，分兩層布置。爐膛出口沿?zé)煔饬鲃臃较蛞来尾贾昧烁邷貙α鬟^熱器、低溫對流過熱器、對流管束，煙氣經(jīng)對流管束下部引出，經(jīng)連接煙道進(jìn)入臥式回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器。
給水從上鍋筒引入，經(jīng)對流管束受熱弱區(qū)段流人下鍋筒，水由下鍋筒進(jìn)入水冷壁和對流管束被煙氣加熱成汽水混合物；汽水混合物一上升至上鍋筒，經(jīng)上鍋筒內(nèi)的旋風(fēng)分離器、多孔板；飽和蒸汽從上鍋筒頂部引出，經(jīng)連接管進(jìn)入低溫對流過熱器，被減溫后進(jìn)入高溫對流過熱器，直至蒸汽被加熱到額定溫度。鍋筒和過熱蒸汽出口管道上裝有彈簧式安全閥，主汽管上裝有動力控制閥(PCV)，安全閥的總排放量大于額定蒸發(fā)量，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
秸稈顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
鍋爐配有運(yùn)行所需的各種儀表和自動控制系統(tǒng)，以確保鍋爐年連續(xù)運(yùn)行小時數(shù)大于8 000 h。
3、鍋爐投運(yùn)初期暴露出的問題及原因分析
該D型鍋爐自投運(yùn)后，存在著低溫度過熱器出口蒸汽溫度嚴(yán)重超溫的問題，嚴(yán)重限制了鍋爐出力的提高，只能在66%，以T運(yùn)行。在50%~66%額定負(fù)荷條件下，低溫過熱器出口蒸汽溫度超溫近50~60℃。
為查找低溫過熱器出口蒸汽嚴(yán)重超溫的原因，對鍋爐的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了測試，并對運(yùn)行測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了校核計算。
從計算結(jié)果看，若計算參數(shù)均選用設(shè)計取用值、其余參數(shù)選用運(yùn)行測量值進(jìn)行工況計算，則爐膛出口煙溫為1 072℃，比實(shí)測修正值1 157℃低85℃；低溫過熱器出
口蒸汽溫度為384℃左右，比運(yùn)行測量值440℃低56℃。可見，原設(shè)計計算的參數(shù)取用值與實(shí)測值有明顯偏差。為找尋偏差原因所在，在保證低溫過熱器出口蒸汽溫度，為440℃左右時進(jìn)行了諸工況的計算。結(jié)果表明，若對流受熱面的沾污系數(shù)按設(shè)計值0. 005或0.003來取用，則爐膛出口煙溫需達(dá)到1400℃以上時才能滿足低溫過熱器出口蒸汽溫度達(dá)到440℃以上的工況。這一爐膛出口煙溫與實(shí)測修正值1 157℃相差250℃左右。顯然，抽氣式熱電偶不可能有如此高的測量誤差，且爐膛出口煙溫達(dá)到1 400℃時的M值達(dá)到0. 232，火焰中心將升高6.35 m，到爐膛出口的高度僅有0.385 m(設(shè)計值為6.74m)，顯然也是不可能的；或者沾污系數(shù)為0.172時，爐膛出口煙溫才可能達(dá)到l 400℃以上，這種沾污程度也是不可能出現(xiàn)的。改變各級對流受熱面的沾污系數(shù)時，保證t1。為440℃以上，爐膛出口煙溫有所下降。當(dāng)高過￡=0. 004、低過￡=0. 001時，爐膛出口煙溫為1 347℃，仍大大高于實(shí)測修正值；當(dāng)高過￡=0. 009、低過e=0.001時，爐膛出口煙溫為1269℃，比實(shí)測修正值還高出110℃，此時M=0.31。在此工況下，火焰中心離爐膛出口窗中心僅有2.9 m，比設(shè)計值提高3. 84 m。從對爐內(nèi)燃燒狀況的實(shí)際觀察，這一“計算火焰中心位置”也是不符合實(shí)際的。由此可見，低溫過熱器出口蒸汽超溫的問題不僅僅是因為爐膛出口煙溫偏高所致，與爐膛和對流受熱面各計算參數(shù)選值不合理也有很大的關(guān)系。
從實(shí)際結(jié)果推算值及模擬計算結(jié)果可以看出，各級對流受熱面的傳熱系數(shù)和對數(shù)平均溫壓與按原設(shè)計計算方法算得的相應(yīng)值比較，均存在較大偏差，從而造成了低溫過熱器出口蒸汽超溫
的問題。
3.1低溫過熱器橫向沖刷段
低溫過熱器橫向沖刷段吸熱量的實(shí)際值比工況設(shè)計理論計算值高34.5%一37, 3%．實(shí)際吸熱量增加幅度較大。其原因是由于傳熱系數(shù)K實(shí)際值比工況設(shè)計理論計算值高出25.6%一28.3%．對數(shù)平均溫壓DT實(shí)際值比工況設(shè)計理論計算值增大4%~8.4%所造成的。傳熱系數(shù)K產(chǎn)生偏差是由多種因素造成的綜合結(jié)果，低溫過熱器橫向沖刷段所處的區(qū)域，其水平煙道入口截面為4 445×7 620mm2，低溫過熱器出口距對流管束前隔墻管的距離僅為700 ml/l左右，具有一定動量的煙氣流流過低溫過熱器橫向沖刷段后，大部分煙氣流在轉(zhuǎn)向室處形成煙氣渦流，使煙氣反折回來重復(fù)沖刷低溫過熱器橫向沖刷段，大大提高了橫向沖刷段的煙氣側(cè)對流放熱系數(shù)；同時由于自生吹灰作用的加強(qiáng)，使受熱面管壁得到更好地吹掃而更為清潔，從而使占較通常經(jīng)驗值更低（低0．004)。可見低溫過熱器橫向沖刷段的傳熱系數(shù)K的計算偏差是由煙氣側(cè)對流放熱系數(shù)和占二者綜合計算偏差產(chǎn)生的。
3.2低溫過熱器縱向沖刷段
低溫過熱器縱向沖刷段吸熱量的實(shí)際值比工況的設(shè)計理論計算值高出22%一24.5%。其原因與橫向沖刷段的隋況相類似，傳熱系數(shù)K實(shí)際值比工況設(shè)計理論計算值高18.3%~21.7%。造成這一結(jié)果的原因是由于高速煙氣流的強(qiáng)烈沖刷作用，大大降低了受熱面的沾污程度，提高了該受熱面的傳熱系數(shù)。
4、改進(jìn)措施及建議
4.1改進(jìn)措施
根據(jù)運(yùn)行測試結(jié)果和模擬計算分析，認(rèn)為是低溫?zé)崞魇軣崦婷娣e偏大，故提出了割掉低溫過熱器1/3（24片）受熱面的解決措施。
改造后的運(yùn)行情況表明，該爐的技改造是成功的。雖然由于用戶方面生產(chǎn)條件的限制，試驗階段鍋爐未能達(dá)到額定負(fù)荷(220 t/h)，最高負(fù)荷達(dá)到90%額定出力(197t/h)，但從90%額定負(fù)荷工況各參數(shù)來看，并按已定的模擬計算參數(shù)對滿負(fù)荷工況下的鍋爐運(yùn)行性能進(jìn)行預(yù)測，該D型爐的出力完全可以達(dá)到額定負(fù)荷，且可保證良好的運(yùn)行工況。
4.2幾點(diǎn)建議
1)根據(jù)HG - 220/11. 66. Yl型鍋爐改造前后的運(yùn)行實(shí)測數(shù)據(jù)和模擬計算分析，對該種D型鍋爐的M值和爐膛或?qū)α魇軣崦娴恼次巯禂?shù)對應(yīng)于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)作相應(yīng)修正。
2)對前墻雙排或多排布置燃燒器D型燃油鍋爐設(shè)計參數(shù)選用原則如下：
a．火焰中心位置的確定。在50%一70%額定負(fù)荷工況下，火焰中心位置應(yīng)選在上排燃燒器中心線以上1500mm處；在75%～100%額定負(fù)荷工況下，火焰中心位置應(yīng)選在上排燃燒器中心線以上1 000 mm處。M值的計算公式仍采用M=0. 52—0.3 hr/Hr。
b．水冷壁沾污系數(shù)函取值0.58，爐膛內(nèi)覆蓋有耐火涂層的水冷壁及爐底沾污系數(shù)取值為0.1。
c．費(fèi)斯頓管及高溫過熱器的管壁沾污系數(shù)取0. 006。
d．當(dāng)?shù)蜏剡^熱器橫向沖屆0管段出口與其后面的對流管束間距離小于1500 mm時，在煙氣橫掠速度高于8 m/s時，其管壁沾污系數(shù)按0.001取用。
e．當(dāng)煙氣縱向沖刷對流受熱面的速度高于30 m/s時，對流受熱面的管壁沾污系數(shù)取0.001。
5 結(jié) 論
在試驗研究基礎(chǔ)上，找到了鍋爐超溫的原因，并采取了有效的改進(jìn)措施。經(jīng)過改進(jìn)后，重新啟動鍋爐運(yùn)行正常，各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)全部達(dá)到技術(shù)要求。
相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、
生物質(zhì)壁爐
2、
秸稈顆粒機(jī)
3、
木屑顆粒機(jī)
