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摘要：在我国超临界W火焰直流锅炉运行过程中，普遍存在有水冷壁温差过大的现象。水冷壁的结构普遍采用垂直管设计，这一设计导致锅炉运行过程中，无论是高负荷工况还是低负荷工况，水冷壁都会出现温差过大的现象，为直流锅炉的安全运行埋下隐患。本文通过探究导致水冷壁出现较大温差的因素，提出了解决温差现象的相关措施，希望能对我国直流锅炉的正常运行有所参考。
关键词：W火焰直流锅炉；超临界；水冷壁；应对措施
前言：在超临界W火焰直流锅炉水冷壁运行过程中，水冷壁结构一般情况下分为上部与下部。在水冷壁的中间部位还设计有集箱这一设备，主要起到过渡作用。当直流锅炉投入到生产活动中是，一旦锅炉面临的生产环境十分复杂，将会导致水冷壁在运行过程中无法对自身热负荷进行游侠调节，进而导致锅炉设备运行时存在一定滞后性。长此以往，直接对水冷壁造成破坏，水冷壁的温差超过设计值，引发难以预计的事故。
一、超临界W火焰直流锅炉水冷壁的温差现象
根据该超临界W火焰直流锅炉的实际运行情况来看，600MW的工况与350MW工况具有典型的代表意义，对这两个工况下的超临界W火焰直流锅炉水冷壁运行情况进行测量，探究锅炉运行时的最大温差数据。在此过程中，将锅炉经过初期调整之后，有关燃烧系统、制粉系统的整体热平衡实验并没有进行。这两种工况主要存在以下问题。
将直流锅炉的运行工况设置为600MW，在此环境下设备运行时对水冷壁的上下两部分进行测量。根据测量结果我们可知，水冷壁的上部温度为四十五摄氏度，水冷壁的下部温度为三十三摄氏度。整个水冷壁在运行过程中，中间部位的温度最高，最后向两边逐渐降低。最高温度甚至可达六十二摄氏度，水冷壁靠近墙体两侧的温度最低。[1]。
当超临界W火焰直流锅炉在工况为350MW的环境下运行时，切换磨煤机的过程中，可以十分明显的看到锅炉设备水冷壁温差变化较大。根据相关数据显示，最大温差往往会达到100℃以上。根据相关数据显示，水冷壁在运行过程中前墙部位的运行温度最高可达一百一十摄氏度，与水冷壁侧墙出口温度最高差异可达八十多度。如果水冷壁在运行过程中发生了负荷变化，符合速率有所增加，那么将会导致直流锅炉的水冷壁在运行过程中出口温差会不断增加。通常情况下，水冷壁在此工况下运行，温差最高可达一百摄氏度，将会对整个直流锅炉的正常运行带来严重阻碍。
二、导致超临界W火焰直流锅炉水冷壁出现较大温差的因素
根据水冷壁的运行情况来看，水冷壁的下部在运行过程中能够充分发挥正流量补偿特性，但是上部在运行过程中却出现正态补偿动态特性表现不足的现象，主要表现为，上部高热区域壁的温度出现了急剧上升的现象，直接与下部水冷壁拉大尾插，导致锅炉水冷壁的上部出口温差发生较大的变化，严重情况下还有可能导致水冷壁鳍片拉裂，造成爆管停炉事故。想要改变该超临界W火焰直流锅炉水冷壁经常性出现的这种特征，需要从锅炉设备的燃烧系统、制粉系统入手，降低锅炉对水冷壁造成的不均衡影响，对水冷壁的设计进行局部调整，促使直流锅炉水冷壁在运行过程中能够更好的适应热负荷变化[2]。
三、制粉系统的热态调整
根据直流锅炉设备的整体结构来看，燃烧系统与制粉系统是该结构中的重要组成部分。想要促使水冷壁在运行过程中缩小温差，便需要结合直流锅炉的实际运行情况，从燃烧系统与制粉系统入手，对水冷壁的出口温度分布情况进行测量。针对于直流锅炉前墙水冷壁设备而言，上部设备的温差最大情况下可以达到三十九摄氏度，越到墙边温度越低。在水冷壁的侧墙上部，发现设备的出口温度最大温差可达二十二摄氏度，存在有明显的中间部位温度高，两边部位温度低的现象。水冷壁的下部结构在运行过程中，可以发现出口温度普遍分布较均，但是在锅炉炉墙一侧，温度会出现明显降低现象，造成这一现象的主要因素在于，直流锅炉在运行过程中，转角测位置的设备运行时，温度明显低于其他部位。
在350MW的负荷工况下，超临界W火焰直流锅炉前墙水冷壁温差最高情况下可达48℃，侧墙部位的最大出口温差最高可达36℃，相对于锅炉系统热态调整之前，温差出现了大幅度降低现象。
四、对超临界W火焰直流锅炉会冷壁的局部设计进行计算
如果在直流锅炉设备运行过程中，没有通过直接的手段改善锅炉热负荷，那么需要对水冷壁的运行情况进行探究，查看水冷壁的温差是否出现变化。在试验计算过程中，工作人员需要针对直流锅炉中部的集箱设备进行设置，在其中安装引出、引入设备，促使水冷壁在工作过程中出口部位的工质能够实现融合，进而促使水冷壁这一设备在运行过程中出口温差能够有所降低，平衡设备运行过程中的干度。使得直流锅炉在运行过程中，能够尽可能减少外部因素对水冷壁造成的影响，最终促使直流锅炉能够稳定运行[3]。最终计算结果如下图（1）（2）（3）（4）所示。
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由上述内容可知，水冷壁在运行过程中，最大温差会出现不同程度的降低。但是在此过程中，降低幅度不大，根据计算结果显示，在600MW工况的条件下，锅炉在运行过程中，前墙温差为31℃，上部与下部的最大温差可达29℃。在350MW的工况条件下，前墙的最大温差为81℃，而锅炉运行时的侧墙温差为66℃[4]。
结语：在超临界W火焰直流锅炉运行过程中，水冷壁低质量流速设计能够促使垂直管结构在稳定工况的条件下，较好的适应锅炉运行方式。但是在工况条件较为复杂的情况下，系统不能有效满足热负荷剧烈变化的需求。针对这一现象工作人员需要对燃烧系统与制粉系统开展热态调平实验，以便能够降低水冷壁的出口温差，为锅炉的稳定运行听过保障。
参考文献：
[1]牟思武. 某电厂660MW机组超临界"W"型火焰直流锅炉的燃烧调整[J]. 区域治理, 2018, 000(010):187.
[2]赵兰剑, 黄栋. 防止W型火焰超临界直流锅炉结焦策略[J]. 数码世界, 2018, 000(012):159.
[3]董清梅, 郭馨. 某电厂600MW超临界W型火焰锅炉的升级与改造[J]. 电站系统工程, 2019, 35(03):21-23.
[4]杨兆勇, 张正樵, 刘定坡,等. 600MW"W"火焰直流锅炉烟煤启动及低负荷稳燃技术的研究及应用[J]. 锅炉制造, 2018, 000(006):1-4,9.