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浅析深度调峰下电站锅炉的问题和建议1.国家电投集团河南电力有限公司技术信息中心河南省郑州市 4500012.国家电投集团河南电力有限公司沁阳发电分公司河南省开封市 454550摘要：现阶段随着风电、光伏、水电等新能源的大力发展，在电网中的占比逐年增加，传统火电占比逐渐降低，年利用小时数也在逐年降低。
河南电网影响国家政策推出了电力调峰辅助服务制度，针对深度调峰的机组进行奖励。
电站锅炉在深度调峰中的问题主要包括：炉膛燃烧不稳定、受热面壁温偏差大、辅机振动、空预器堵塞、经济性下降等，主要采取以下措施：稳定煤质、增加暖风器和一二次风加热、双燃料煤仓、稳燃性更好的燃烧器改造等。
关键词：电力调峰；锅炉；问题；措施0 引言2019年7月29日，河南能源监管办发布《河南电力调峰辅助服务交易规则（试行）》，实时深度调峰交易采用“阶梯式”报价方式和价格机制，采用负荷率分段式报价，电站机组深度调峰可以获得奖励；河南电力调峰辅助服务交易于2020年1月1日正式启动，2020年6月22日，河南能源监管办发布《河南电力调峰辅助服务交易规则（试行）》修订内容，修改了部分规则。
机组深度调峰成为各家电厂机组运行的常态，有必要研究深度调峰下锅炉的生产问题。
1 某1000MW机组锅炉深度调峰中主要问题1.1设备概况锅炉型式：高效超超临界参数变压运行直流炉、单炉膛对冲燃烧、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、露天岛式布置、全钢构架悬吊结构Π型锅炉，设计煤种为贫煤，Vdaf在15-20％之间。
锅炉辅机系统主要包括：2台动叶可调轴流一次风机、2台动叶可调送风机、2台动叶可调引风机；6台中速磨煤机；电袋除尘器及正压浓相脉冲输灰系统；选择催化还原法SCR脱硝系统；2台旋转式三分仓空气预热器。
该机组纯凝工况下最低可以调峰到390MW。
1.2问题汇总1）燃煤成分波动，炉膛燃烧不稳定。
由于当前国内燃煤供应价格偏高，各家电厂都在进行入炉煤掺烧，造成个别时段炉膛燃烧不稳定，需要投油助燃。
电站锅炉过热器的热偏差计算及预防措施一. 管壁温度计算过热器和再热器受热面管子能长期安全工作的首要条件是管壁温度不能超过金属最高允许温度。
过热器和再热器管壁平均温度的计算公式为：max q t t t gz g b μ+∆+=β()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++λβδαβ112 （11-1）式中ttw —管壁平均温度，ºC ；tg —管内工质的温度，ºC ；Δtgz —考虑管间工质温度偏离平均值的偏差，ºC ；—热量均流系数；β—管子外径与内径之比；qmax —热负荷最大管排的管外最大热流密度，kw/m2；α2—管子内壁与工质间的放热系数，kw/m2.ºC ；—管壁厚度，m ；—管壁金属的导热系数，kw/m..ºC 。
二. 热偏差概念从式（8-1）可见，管内工质温度和受热面热负荷越高，管壁温度越高；工质放热系数越高，管壁温度越低。
由于过热器和再热器中工质的温度高，受热面的热负荷高，而蒸汽的放热系数较小，因此过热器和再热器是锅炉受热面中金属工作温度最高、工作条件最差的受热面，管壁温度接近管子钢材的最高允许温度，必须避免个别管子由于设计不良或运行不当而超温损坏。
过热器（再热器）由许多平行的管子组成，由于管子结构尺寸、管子热负荷和内部阻力系数等可能不同，不同管中蒸汽的焓增可能不同，这一现象称为过热器（再热器）的热偏差。
热偏差系数（或简称为热偏差）用φ表示，它的定义为：φ=pj pi i ΔΔ=pj pj p p i i i i 1212-- (11-2)式中 Δip —平行管中偏差管（通常是指平行管中焓增偏大的管子）内工质的焓增，kJ/kg ；Δipj —整个平行管组中工质的平均焓增，kJ/kg 。
允许的热偏差是根据受热面工作的具体条件确定的，由于过热器管子工作在接近材料的最高允许温度下，允许的热偏差不应超过过热器总吸热量的15%。
工质的焓值由管外壁所受热负荷、受热面面积和管内工质流量决定。
300MW锅炉再热器汽温不足问题分析及对策赵振宁;程亮;朱宪然【摘要】某300 MW机组HG-1025/17.5-YM33型锅炉投运以来,一直存在再热汽温度达不到设计值、屏式过热器壁温超温报警和过热器减温水量大的突出问题,严重影响机组的经济性和安全性.经分析,根本原因在于过热器设计偏大、再热器设计偏小且过分强调辐射特性,同时一级过热器减温器容量设计太小,而日常生产中煤质变差又大大加剧了这个问题的严重性.提出了增加再热器受热面和加大减温水容量的解决方案来解决此问题,改造后的锅炉在过热器不超温的情况下,再热汽温达到530℃以上,取得了初步的效益.【期刊名称】《华北电力技术》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】5页(P59-62,70)【关键词】再热汽温;墙式辐射再热器;安全性;经济性【作者】赵振宁;程亮;朱宪然【作者单位】华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045;华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045;华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045【正文语种】中文【中图分类】TK223.30 问题的提出河北某热电厂2台300 MW机组分别于2009年底到2010年初投入商业运营，锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的HG-1025/17.5-YM33亚临界自然循环汽包锅炉，采用四角切圆燃烧方式，设计燃料为河北蔚县烟煤。
该锅炉自投产以来，一直存在再热汽温不足的问题，在低负荷(150 MW)情况下再热蒸汽的欠温可达30℃以上，两侧再热汽温偏差也大，最高也可达30℃。
除此之外，该锅炉还经常发生后屏过热器超温的问题，为保证后屏过热器不超温，运行中需降低摆动火嘴角度，给燃烧调整工作带来很大的局限性。
同时过热器减温水量高出设计值20～37 t/h。
这些因素严重影响机组的经济性，使机组的供电煤耗增大了约3 g/kWh。
本文针对以上问题对锅炉进行了分析并开展了受热面的改造工作，通过增加壁式再热器的面积，并采用有针对性的燃烧调整工作使增加受热面发挥最大的作用，取得了良好的效果。
科技视界Science &TechnologyVisionScience &Technology Vision 科技视界作者简介:李宁(1983—),男,汉族,本科,助理工程师,主要从事热电工程现场管理。
0前言发展大容量高参数锅炉是我国电力工业发展的一项重要技术政策。
锅炉蒸汽参数的提高,使得过热器系统成为大容量锅炉本体设计中必不可少的受热面。
这部分受热面内工质的压力和温度都相当高,且大多布置在烟温较高的区域,因而其工作条件在锅炉所有受热面中最为恶劣,受热面温度接近管材的极限允许温度;而锅炉容量的日益增大,使过热器系统的设计和布置更趋复杂,电站锅炉中过热器超温问题也日益突出。
许多电厂在发现过热器超温威胁爆管后不得不牺牲机组运行的经济性,使锅炉做降温运行但是即便如此,仍不能彻底解决其超温问题。
本文系统全面的探讨过热器超的原因,通过分析发现影响过热器超温的原因很多,有设计、施工、检修、运行、制造、管理和煤种等诸多方面,而且这些因素又相互作用。
因此往往不是由单一因素造成,而是几个因素同时存在并交互作用的结果。
1锅炉设计及制造对过热器超温的影响1.1设计原因1.1.1热力计算不当1)炉膛的传热计算不当从锅炉炉膛的传热计算计算目的而言,使用炉膛传热计算有两个目的,第一是,进行各受热面的热平衡计算,了解各级受热面的进出口烟温和汽温,第二是,了解炉膛中受热面的热负荷分布、烟温分布、烟温介质及流速分布等。
适合于以上的目的有以下两类炉膛传热计算方法。
(1)零维模型法该方法又称常规的炉膛传热计算方法,使用该方法只能计算出一个炉膛出口烟温,以确定各级受热面的热平衡,其中有代表性的影响较大的有以下几种:①1890年由Hnason 和Orrok 提出了的经验关系式[1]。
②Mullikin 根据辐射传热的Stefan-Boltzmann 定律提出的炉内辐射传热计算公式[2]。
③前苏联中央汽轮机锅炉研究所(ЦКТИ)以ГУРBИЧ为首的研究小组在综合了大量的试验数据的基础上,提出了锅炉炉膛传热计算的半经验方法,称为ЦКТИ法[3]。
2017年第24卷第7期技术与市场技术研发循环流化床锅炉屏式过热器管屏变形的研究任亚萍(华西能源工业股份有限公司，四川自贡643001)摘要:很多已经投运的循环流化床锅炉在运行中暴露出屏式过热器变形、超温、爆管的问题，存在安全隐患，严重影响了锅炉的安全、连续、稳定运行，造成运行成本增加。
分析造成这些问题的原因，并提出相应的整改措施，取得了良好的效果。
关键词：循环流化床锅炉；屏式过热器；变形The deformation study research of CFB platen supperheaterREN Yaping(China Western Power Industrial Co. ,Ltd. ,ZiGong643301, China)Abstract:Many Circulating Fluidized Bed( C F B)boilers which has been put into operationexpose problems like platen superheat-ertransformation and over temperature,t ube - burst.Pose a s^ety hazard,seriously afect the boiler srfe and continuous and stable operation.increaseed the operation cost.Analysis of the causes of these problems,and propose ment measures,good results have been achieved.Key words ：Circulating fluidzed bed；Platen supperheater；Deformationdoi：10. 3969/j.issn.1006 - 8554. 2017.07.039〇引言以某电厂已投运的50 M W C F B锅炉为例，该锅炉运行半 年时间后发现屏式过热器管屏有变形现象。
关于降低 600MW四角切圆燃烧直流锅炉的汽温偏差大问题摘要：彬长电厂1号炉频繁出现主、再热汽温左右侧偏差大问题，对于四角切圆燃烧锅炉，在炉膛出口区域普遍存在烟温和汽温分布不对称的现象。
如果这些偏差过大，将导致过热器、再热器超温爆管，加重高温腐蚀和汽温偏差，导致减温水大量投入和局部管材超温，严重影响锅炉的经济和安全运行。
我国对节能环保的需求不断增加，节能，安全工作任重而道远，作为集控运行专业，如何在现有的基础上节能降耗。
此文将主要论证如何降低600MW四角切圆燃烧直流锅炉的汽温偏差大问题关键词：锅炉；切圆燃烧；蒸汽温度，技术措施一、设备简介锅炉为上海锅炉厂产品，锅炉型号为：SG-2084/25.4-M979，型式为超临界参数变压直流炉，单炉膛、一次中间再热、平衡通风、配等离子点火装置、半露天布置（锅炉运转层以下封闭，运转层以上露天布置）、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构∏型锅炉。
锅炉最大连续蒸发量为2084T/h（B-MCR工况），额定蒸发量为1930T/h(BRL工况)，额定主、再蒸汽温度571℃/569℃，额定主蒸汽压力25.4MPa。
过热汽温通过水煤比调节和两级喷水控制，第一级喷水布置在分隔屏出口管道上，第二级喷水布置在后屏出口管道上，过热器喷水取自省煤器进口管道。
再热汽温采用燃烧器摆动调节，再热器进口管道上设置事故喷水，事故喷水取自给水泵中间抽头。
锅炉采用引进的低NOx同轴燃烧系统（LNCFS），煤粉燃烧器为四角布置、顺时针切圆燃烧、摆动式燃烧器。
燃烧器共设置6层煤粉喷嘴，在A层各煤粉喷嘴中布置有等离子点火器。
煤粉细度R90＝18%。
制粉系统配置6台北京电力设备厂生产的ZGM113N型中速辊式磨煤机，锅炉燃用设计煤种满负荷运行时，五台运行一台备用。
锅炉炉膛风烟系统为平衡通风方式。
选用两台成都电力机械厂生产的AN型入口静叶可调轴流式引风机；两台上海鼓风机厂生产的型号为FAF28-15-1的动叶可调轴流式送风机。
降低锅炉屏式过热器壁温
摘要：本文简要介绍了华电国际邹县发电厂自从改造了低氮燃烧器以来，通过对锅炉屏式过热器壁温超温的情况进行分析，根据实际情况，找出了锅炉屏式过热器壁温超温多的原因，并对超温的问题进行了分析，并找到了一些调整手段，对于火力发电厂安全生产提供了一些调整方法。
关键词：壁温；喷燃器；辅助风；原因分析；防范措施
1 低氮燃烧器改造情况
大部分旋流煤粉燃烧器更换为径向浓淡低NOx旋流煤粉燃烧器；炉膛前墙煤粉燃烧器上部增设一层SOFA燃烧器；炉膛后墙煤粉燃烧器上部增设两层SOFA燃烧器，SOFA燃烧器的风量大约占锅炉入炉总风量的25%，主燃烧器过量空气系数为0.9。
燃烧器改造以后，前墙布置了一层燃烧器，后墙布置了两层燃尽风燃烧器。
并且每层燃尽风的布置位置分别位于两层刚性梁之间。
炉膛的燃尽风风箱的整体结构做成了整体框架式的结构。
锅炉燃尽风燃烧器布置在主燃烧器的正上方。
对应四列主燃烧器，每列上方布置一个燃尽风燃烧器。
由于靠近侧墙燃烧器距离侧墙燃烧器较远，为了避免上升烟气形成短路，在靠近侧墙处分别布置了一只燃尽风燃烧器，以此形成燃尽风燃烧器对上升烟气的最佳覆盖能力，保证了锅炉的最佳燃烧效率。
改造了以后，由于增设了燃尽风喷口，因此火焰中心上移，燃烧滞后造成了屏式过热器温度提高了大约10℃左右，但是锅炉炉膛出口的烟气温度提高了约6℃左右，影响了其它受热面的吸热，使其他各级过、再热器吸热量均略有增加。
2 超温现状
通过一个月的时间，我们对机组的屏过壁温超温情况进行了跟踪记录，超温情况较多。
超温共11次。
3 原因分析
我们对超温原因进行了分析
（1）磨煤机运行方式不合理。
磨煤机运行方式特别是下层磨煤机不运行时超温次数较多。
（2）夜间负荷低时，蒸汽流量少，超温较多。
负荷低时，锅炉蒸汽流量较
小，大部分超温均为夜间低负荷的时候。
（3）锅炉低氮燃烧器改造后，由于燃烧器脱氮能力的增强，火焰中心高，减温水量大，汽温、壁温难以控制。
1）锅炉低负荷运行期间停运的磨煤机的套筒挡板在全开位置，大量二次风直接进入炉膛，减少了运行燃烧器的风量，火焰中心上移，不利于煤粉燃尽，导致汽温调整困难；2）锅炉下层燃烧器未进行低氮改造，下层磨煤机停运时，汽温、壁温最难调，特别是机组需要减负荷至400MW 以下时，屏过壁温超限严重；3）由于锅炉燃烧器改造后，二次风箱压力升高较多（大约800Pa左右），说明燃烧器二次风通流面积减小，风速高，燃烧器区域存在配风不足的缺陷。
4 防范措施
（1）磨煤机运行方式不合理。
停运制粉系统时，要避免燃烧器出现前墙三台磨煤机后墙一台磨煤机或前墙一台磨煤机后墙三台磨煤机的运行方式，否则会造成炉膛两侧壁温偏差较大。
磨煤机运行方式特别是下层磨煤机不运行时超温次数特别多。
采取措施：1）尽量低负荷保持下层磨煤机运行，低负荷保持四台底层磨运行锅炉下层磨煤机需要停运检修时，早班组接班后要切换磨煤机运行方式，争取尽早开工。
检修工作结束后，尽快启动下层磨煤机。
因下层磨煤机检修，夜间无法恢复运行时，应征得值长同意，尽量将机组负荷维持在360MW以上；2）尽量增大下层磨出力。
机组升负荷时，应优先增加下层磨煤机出力，逐步提高一次风压，有一定余量的情况再增加中、上层磨煤机出力，然后启动第五台磨煤机；3）磨煤机切换安排在高负荷时进行。
（2）负荷低，蒸汽流量不足。
负荷低，蒸汽流量不足，由于大部分超温均为夜间低负荷的时候。
采取措施：1）尽量低负荷投入AGC运行；2）与值长加强沟通，尽量多带负荷；3）增加外围用气，增大蒸汽流量。
在征得值长同意的情况下，机组负荷尽量保持在360MW以上，此时蒸汽流量高，汽温、壁温相对容易控制。
短吹定于每天前夜进行吹灰，长吹定于每天早班进行。
两台上层（A、B）磨煤机同时运行时，为减少再热器喷水量，停吹再热器区域长吹。
第二天需要吹灰时，再热汽温会有较大幅度的升高，监盘人员要提前调整再热器烟气挡板，必要时辅以喷水降温。
（3）锅炉低氮燃烧器改造后，由于燃烧器脱氮能力的增强，火焰中心较高，减温水量大，汽温、壁温都难以控制。
但是改造前很少有壁温超限情况。
为此我们采取了以下措施来防止壁温超限情况：1）提高蒸汽压力，增大减温水量，汽温、壁温较高，且减温水余量较小时，尽量关小汽机调门，始终保持主蒸汽压力高于滑压运行的设定压力，有利于蒸汽吸热、各受热面管道流量平衡和增加减温水流量，但机炉侧主蒸汽压力不得超过规程规定上限；2）开上层磨辅助风，降低火焰中心夜间低负荷期间，需要开启上层辅助风挡板降低炉膛出口烟温时，开度不宜过大，否则会造成炉膛温度降低，燃烧恶化，不利于稳燃。
上层辅助风开启后应考虑辅助风量对锅炉氧量的影响，应适当增大送风量，提高锅炉含氧量，氧量偏低会造成燃烧器区域缺风，火焰中心升高，汽温、壁温将更加难以控制；3）对低碳燃烧器进行改造、优化；4）调整燃烧器的二次风，能够显著降低屏式过热器等受热面壁温。
磨煤机停运时，对应的燃烧器二次风套筒挡板要在点火位置，不能在全开位置，否则应联系检修人员及时手动关闭挡板。
低负荷运行期间停运磨煤机的套筒挡板在全开位置，大量的二次风直接进入炉膛，减少了运行燃烧器的配风，煤粉无法充分燃烧，将会导致火焰中心上移，使锅炉汽温更难控制；5）机组负荷450MW以上，保持部分燃尽风挡板保持全关，燃尽风挡板开度之和小于50%；能有效降低受热面超温情况的发生。
经过以上措施后，锅炉屏过壁温得到了有效的控制，壁温超温由原来的平均11.5次下降到1.5次，达到了预期目的。
5 结束语
锅炉受热面壁温超限是锅炉运行中非常常见的情况，因锅炉四管泄漏导致的停炉事件大约占锅炉事故的50%以上，而其中屏式过热器泄漏占有较大的比例，受热面的安全对于电厂的安全生产及经济运行，特别是现在对于环保要求都提到了前所未有的高度，都具有重要的意义。
参考文献：
[1]《邹县发电厂600MW脱硝运行规程》[S].
[2]《青岛华拓脱硝教材》青岛华拓公司[S].。
