（大唐华银金竹山火力发电分公司 湖南省 娄底市 417503）
摘要：本文主要集中论述了W火焰锅炉受热面膨胀的原因，论述了受热面温度超高的因素，进而提出了控制温度的方法，从而避免锅炉受热面膨胀不畅，直接导致受热面拉裂。
关键词：W火焰锅炉；受热面膨胀；调整
一、前言
W火焰锅炉受热面之所以会出现膨胀，很大原因在于受热面的温度超过了最高可以承受的温度，所以，为了提高W火焰锅炉的运行效果，必须要对膨胀的受热面温度进行调整和控制。
二、W火焰锅炉特点及燃煤现状
1.W火焰锅炉特性
运行实践表明，W火焰锅炉是解决无烟煤着火、稳燃、燃尽的最好炉型，主要是W火焰锅炉采用双拱绝热炉膛，能有利地将高温烟气回流至着火区，提高下炉膛的烟气温度水平，使煤粉气流能迅速着火燃烧，解决了燃料的着火问题。同时拱上燃烧器下射式布置，使火焰形成“W”形，增加了火焰行程，延长了煤粉气流在炉膛中的滞留时间，提高锅炉燃烧效率（如图1所示）。所以无论是从理论上分析还是运行实践，对燃煤挥发份适当提高，无疑对W火焰锅炉提高燃烧效率及燃烧稳定等都是有利。
2.亚临界W火焰锅炉掺烧现状
从电网公布的调度信息及运行实践表明，在燃煤电厂调峰多、无烟煤难燃及来煤杂的情况下，W火焰锅炉燃用无烟煤（Vdaf≤10%）及贫瘦煤（Vdaf≤13%）比其他常规锅炉取得更高的燃烧稳定性、效率和煤种适应性。
在国内，设计煤种Vdaf最高的为16%的贫煤，这是设计时考虑挥发份最高的机组。国内一些亚临界W火焰锅炉，由于煤源供应紧张，合同煤无法兑现，烟煤及褐煤的价格相对便宜等原因，在实际运行中，国内某亚临界W火焰锅炉已经成功掺烧了一定比例的烟煤，以及Vdaf为48%左右的印尼褐煤。
3.超临界W火焰锅炉掺烧现状
自2009年7月大唐华银金竹山电厂二期600MW超临界W火焰锅炉机组顺利投入商业运行后，超临界W火焰锅炉机组在国内得到迅速发展，在四川、云南、贵州、广西一些以燃用无烟煤为主或煤质比较差的新建电厂，几乎全部采用超临界W火焰锅炉。在缺煤及煤源难以保证的地区，超临界W炉设计时即考虑混煤掺烧一定比例的烟煤甚至褐煤，国电南宁电厂在设计煤种上就采用了无烟煤与烟煤的混煤。
但超临界W炉在汽水参数、水动力特性、燃烧特性等方面，与亚临界W炉存在很大不同。由于超临界参数锅炉没有汽包，水动力循环特性与燃烧工况息息相关。如燃烧不稳定，锅炉水动力循环容易失衡，将造成锅炉出力波动大，甚至会导致锅炉频繁爆管。经分析，超临界W炉掺烧挥发份高的煤种，存在以下几个方面的问题：（1）受热面结焦；（2）挥发份过高，混煤中褐煤着火过早，烧坏燃烧器或堵死喷口；（3）由于受热面结焦，导致锅炉水动力工况异常发生爆管；（4）由于热值偏差和受热面结焦，严重影响锅炉出力；（5）运行经验不足，应对现场突发情况存在一定困难。
常规炉型及亚临界W炉在无烟煤掺烧烟煤甚至褐煤上应用已很广泛，但由于超临界W火焰锅炉自身的特点，在超临界W火焰锅炉上掺烧高挥发份煤种技术还有待研究。
三、容易超温的负荷点
1.并网后初始负荷24~70MW之间的负荷段，低过受热面超温相对严重，最高一度达600℃，屏过管壁温度也达到报警值585℃，屏过入口一级减温水已无调节裕量。
2.90MW切主给水后到180MW左右阶段，以屏过、末过、末再受热面超温为主，末过管壁一度最高曾达605℃，主汽温度580℃，再热器温度578℃。
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3.220MW到230MW稳定负荷阶段，以屏过、末过受热面超温为主，末过管壁温度最高点达595℃，主汽温度556℃，再热器温度550℃。
四、锅炉热膨胀受阻问题的消除
应重视锅炉热膨胀。对锅炉热膨胀，关键是给锅炉部件自由膨胀的空间，尽量使锅炉部件温度变化缓慢均匀，下面从锅炉设计制造、安装讨论如何避免热膨胀对锅炉安全的影响。
1、设计制造应考虑因素
(1)在部件的膨胀部位应留有适当的间隙，该间隙中不应布置其他部件及结构。
(2)温升部件，如果两端是固定的，则部件本身应有吸收膨胀的机构。如卧式的各种蜗壳式锅炉的炉胆要有膨胀伸缩等装置，或做成波浪形;水管锅炉的各种受热面管由弯管制成，使其本身有吸收热膨胀的能力;输送蒸汽、热水管道上应有膨胀补偿结构，如弯管段、膨胀环等;烟道上应装设波纹伸缩节等。
(3)锅筒、集箱的支承，通常一端为固支，一端为铰支，以适应筒体沿轴线的膨胀。在铰支连接端，接触面要光滑，并装设膨胀指示装置。
(4)平封头或平管板连接有炉胆或烟管时，若平板用拉撑板拉撑，应在炉胆及烟管管束周围的平板留有足够尺寸在呼吸空位，即沿平板使拉撑板离开炉胆或烟管管束足够的距离，防止限制炉胆或烟管的胀缩，避免产生过大的热应力。平板上炉胆周围呼吸空位的大小和平板厚度、炉胆形式有关;管束区域上下的呼吸空位，不应小于10mm。
2、安装过程中应注意的热膨胀影响
(1)保证基础与下锅筒的足够间隙，如筒体一端为固定端，则需保证固定端能够承受筒体热膨胀的反作用力。
(2)集箱及炉墙板之间，炉排边片与侧密封板之间均需留有足够的间隙，以保证热态运行时，不致因热膨胀而影响锅炉的安全运行。
(3)热力管道较长时要有膨胀节。
(4)在炉墙与钢架、锅筒、集箱等结合处，砌筑时要用石绳棉、石棉瓦填充，以保证其伸缩余地。
(5)火管锅炉的炉胆分为几段，每段连接处用波浪形或波纹形连接环。
(6)集箱、受热面管道在一定方向留有自由膨胀余地。
五、温度和热偏差控制
1、低负荷阶段
此阶段要投入制粉系统运行,操作要点如下:(1)投运第1套制粉系统时,建议一般控制在12～18t/h为宜。如投粉量过低将会影响制粉系统的运行和燃烧工况;过高,将会造成较大的热冲击和扰动。(2)投粉量达到30~40t/h后,降低第1套制粉系统出力,同时再起动第2套制粉系统,使燃料总量增加平稳。之后,每投运1套制粉系统,都将采取这种办法以降低对锅炉的热冲击。(3)调整配风,降低火焰中心的高度,使火焰的充满度良好,有利于炉膛热均匀性和煤粉的燃尽性。(4)A、B、C燃烧器布置在前墙的左侧与后墙的右侧,D、E、F燃烧器的布置则正好与之相反布置在前墙的右侧与后墙的左侧,因此ABC与DEF两组制粉系统交替投运较佳。(5)根据燃烧情况调整给水量,避免因储水箱水位扰动引起炉水外排量大幅度变化,从而减轻由此引起的汽温波动。(6)与汽轮机侧协调配合,为了避免压力大幅波动,要控制好升负荷速度。
2、负荷阶段
锅炉转直流过程前期中燃烧负荷逐渐增大,分离器出口蒸汽由湿蒸汽逐渐变为微过热,而中间点温度变化不大,煤水比调节的参考作用消失,为防止出现超温现象,需要对燃料投入量的增加速度进行控制,及时调整减温水。转直流后中间点温度主要用煤水比来控制,然而作为微调的减温水不宜过大,否则将会使减温喷水前受热面内的工质减少,引起减温前的过热器超温。另外,高负荷时下炉膛温度偏高,容易结焦,在采取了减少炉膛卫燃带面积、调整燃料、加强炉膛吹灰及加大分级风和翼墙风以等应对措施后,结焦问题得到改善。
六、结束语
综上所述，针对W火焰锅炉受热面膨胀的问题，首先要分析为什么会导致受热面膨胀，进而采取有效的措施来提升W火焰锅炉受热面的受热性能，并积极做好温度控制。
参考文献
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论文作者:付龙红
论文发表刊物:《电力设备》2015年第9期供稿
论文发表时间:2016/4/21
标签：锅炉论文; 火焰论文; 温度论文; 热膨胀论文; 炉膛论文; 制粉论文; 结焦论文; 《电力设备》2015年第9期供稿论文;