發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行中爐內(nèi)結(jié)渣產(chǎn)生過(guò)程及防止措施的探討

鮑勇

(貴州華電大龍發(fā)電有限公司，貴州 玉屏 554001)

1 爐內(nèi)結(jié)渣過(guò)程及結(jié)渣的危害

運(yùn)行中鍋爐爐膛內(nèi)燃燒中心的溫度可高達(dá)1500～1600%:以上，在此溫度下，煤粉灰多處于熔化狀態(tài)。設(shè)計(jì)合理的爐膛具有必要的冷卻能力，使?fàn)t煙在接近爐膛出口或水冷壁附近時(shí)降到灰的軟化溫度以下。這時(shí)燃燒中心的熔灰在接近水冷壁或爐膛出口時(shí)已凝結(jié)為固態(tài)灰，不會(huì)粘附在受熱面上形成渣，但是，如果爐膛設(shè)計(jì)的冷卻能力不夠，或者運(yùn)行操作不當(dāng)，使燃燒中心偏斜，以及超負(fù)荷運(yùn)行等，則會(huì)使水冷壁附近的煙溫過(guò)高。在此過(guò)高的溫度下，熔灰凝固不了，碰到水冷壁上就會(huì)粘結(jié)成渣。水冷壁上一旦形成渣膜，進(jìn)一步降低了水冷壁對(duì)煙氣的冷卻能力，使后來(lái)的熔渣更容易粘結(jié)其上，如此惡性循環(huán)的結(jié)果，使渣層迅速加厚。同時(shí)渣層外的煙溫迅速升高，當(dāng)此煙溫升高到灰熔化溫度及以上時(shí)，再來(lái)的熔渣不再在渣層上凝結(jié)而會(huì)沿渣層表面向下流動(dòng)。使結(jié)渣面積迅速向下擴(kuò)大，結(jié)渣過(guò)程是一個(gè)自動(dòng)加劇的惡性循環(huán)過(guò)程，爐膛結(jié)渣對(duì)鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有許多危害:

1.1 爐膛結(jié)渣會(huì)增大水冷壁的傳熱阻力。減少水冷壁的吸熱量，造成爐膛出口溫度升高。嚴(yán)重時(shí)，由于超溫，要降負(fù)荷運(yùn)行。

1.2 被渣塊覆蓋的水冷壁管，受熱強(qiáng)度減弱，使水循環(huán)速度降低。正常的水循環(huán)被破壞，有可能造成水冷壁爆管事故。

1.3 當(dāng)在燃燒器噴口結(jié)渣時(shí)，一、二次風(fēng)氣流常常不能按設(shè)計(jì)流速正常噴射，致使?fàn)t內(nèi)粉、風(fēng)、煙不能均勻分布混合，使燃燒切圓不能完善的形成。一次風(fēng)噴口結(jié)渣，造成一次風(fēng)阻力增大，易引起一次風(fēng)管堵塞。

1.4 爐膛受熱面大面積發(fā)生結(jié)渣，大渣塊一旦脫落，容易打壞冷灰斗的水冷壁管。我國(guó)曾發(fā)生過(guò)600MW機(jī)組鍋爐爐膛焦渣脫落引發(fā)爐膛爆炸事故。

2 防止結(jié)渣的原則

影響爐膛結(jié)渣主要有3點(diǎn)關(guān)鍵的因素:①燃料的灰熔點(diǎn)；②煙氣的溫度高于灰熔點(diǎn)?；以嗜廴跔顟B(tài)；③這樣的氣流只有沖刷受熱面時(shí)。才會(huì)造成結(jié)渣。因此，防止?fàn)t膛結(jié)渣的措施原則上可從以下幾方面著手:

2.1 燃料的灰熔點(diǎn)主要取決于燃料中灰分的成分組成?；胰埸c(diǎn)低、灰分高或發(fā)熱量高的煤容易發(fā)生爐內(nèi)結(jié)渣，運(yùn)行時(shí)必須充分注意。

2.2 燃料的灰熔點(diǎn)還會(huì)由于爐內(nèi)的還原性氣氛而下降，而爐內(nèi)還原性氣氛是不可避免的，這可以通過(guò)設(shè)法在受熱面附近人為制造氧化氣氛以減輕灰熔點(diǎn)降低傾向。

2.3 當(dāng)爐膛中煙氣的溫度很高時(shí)，例如燃燒器區(qū)域，一定要避免火焰直接沖刷受熱面。

2.4 對(duì)易受到煙氣沖刷的受熱面部位，例如爐膛上部分隔屏式過(guò)熱器區(qū)域，要適當(dāng)控制該處的煙氣溫度；當(dāng)煙氣沖刷受熱面不可避免，例如煙氣離開(kāi)爐膛進(jìn)入對(duì)流煙道時(shí)。應(yīng)保證爐膛出口煙溫低于燃料的灰熔點(diǎn)。

2.5 運(yùn)行中要經(jīng)常、及時(shí)地吹灰打渣，清潔水冷壁受熱面。防止結(jié)渣現(xiàn)象積累加重。

3 運(yùn)行中防止?fàn)t膛結(jié)渣的方法

3.1 加強(qiáng)燃料管理

保證按設(shè)計(jì)煤種運(yùn)行是電廠鍋爐保持良好運(yùn)行性能的關(guān)鍵因素，由于每臺(tái)鍋爐及其輔助設(shè)備都是依據(jù)一定煤質(zhì)特性設(shè)計(jì)的。所以只有燃用與設(shè)計(jì)煤質(zhì)相近的煤，才能保證其安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。但是由于當(dāng)前煤炭供應(yīng)市場(chǎng)的緊張，很多電站入廠煤質(zhì)不符合設(shè)計(jì)要求，且煤炭種類(lèi)復(fù)雜多樣。因此，要加強(qiáng)煤場(chǎng)存煤管理，應(yīng)設(shè)法將不同煤質(zhì)進(jìn)行分堆存放。當(dāng)煤質(zhì)不符合要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同煤質(zhì)特性和數(shù)量進(jìn)行配煤。以保證鍋爐在燃用與設(shè)計(jì)煤質(zhì)相近。燃料化驗(yàn)部門(mén)除了及時(shí)準(zhǔn)確地提供入爐煤的工業(yè)分析外，還應(yīng)提供混煤的灰熔點(diǎn)。由于各種煤所含的礦物質(zhì)不同，在高溫下發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)而形成新的共熔體，使混煤煤灰的熔融性發(fā)生變化。因此，必須通過(guò)試驗(yàn)對(duì)不同配比混煤煤灰的熔融特性進(jìn)行測(cè)定。建立合理的配煤方案，提供入爐煤的灰熔點(diǎn)，供運(yùn)行人員參考。

3.2 建立完善的燃燒調(diào)整試驗(yàn)制度

通過(guò)燃燒調(diào)整試驗(yàn)建立在不同工況下合理的燃燒工況，并制定成相應(yīng)的運(yùn)行調(diào)整措施，提供合理的運(yùn)行方案。燃燒調(diào)整試驗(yàn)的目的是使鍋爐在最佳工況下運(yùn)行。其內(nèi)容應(yīng)包括:

3.2.1 制定鍋爐在不同負(fù)荷下最佳工況運(yùn)行的操作卡。確定不同負(fù)荷下燃燒器及磨煤機(jī)的投運(yùn)方式，防止燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷過(guò)于集中；確定鍋爐不投油穩(wěn)燃的最低負(fù)荷。

3.2.2 確定煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度；保證各支燃燒器熱功率盡量相等，且煤粉濃度盡量均勻。

3.2.3 確定擺動(dòng)式燃燒器允許擺動(dòng)的范圍，避免火焰中心上移造成屏區(qū)結(jié)渣，或火焰中心下移導(dǎo)致?tīng)t膛底部熱負(fù)荷升高和火焰直接沖刷冷灰斗。

3.2.4 確定不同負(fù)荷下的最佳過(guò)?？諝庀禂?shù)，調(diào)整一、二次風(fēng)率、風(fēng)速和風(fēng)煤配比，以及燃料風(fēng)、輔助風(fēng)的配比等，使煤粉燃燒良好而不在爐壁附近產(chǎn)生還原性氣氛，避免火焰偏斜直接沖刷爐壁等等。鍋爐的運(yùn)行和操作，必須嚴(yán)格按運(yùn)行規(guī)程的規(guī)定和燃燒調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行。

3.3 加強(qiáng)日常生產(chǎn)運(yùn)行中的檢查、維護(hù)與調(diào)整

由于入爐煤煤質(zhì)的多變和不穩(wěn)定，以及鍋爐燃燒的復(fù)雜性，爐膛結(jié)渣也存在眾多不可預(yù)見(jiàn)的因素。因此，要通過(guò)加強(qiáng)日常生產(chǎn)運(yùn)行中的檢查、維護(hù)和調(diào)整，對(duì)爐膛結(jié)渣做到早發(fā)現(xiàn)，早處理。

3.3.1 鍋爐運(yùn)行中要經(jīng)常進(jìn)行檢查。通過(guò)爐膛看火孔，觀察爐膛內(nèi)火焰的著火情況，火焰的著火顏色，火焰的充滿度，著火氣流是否有沖刷爐墻現(xiàn)象，爐墻表面和噴燃器出口是否有大面積結(jié)渣情況出現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)有結(jié)渣，應(yīng)及時(shí)予以清除。

3.3.2 運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)格控制爐膛出口煙溫，保證爐膛出口煙溫不超過(guò)設(shè)計(jì)值，如經(jīng)過(guò)多方調(diào)整，煙溫仍高于設(shè)計(jì)值，應(yīng)進(jìn)行降負(fù)荷處理。

3.3.3 運(yùn)行中應(yīng)密切監(jiān)視過(guò)熱器和再熱器汽溫的變化，總結(jié)變化規(guī)律。與近期情況進(jìn)行對(duì)比。如發(fā)現(xiàn)過(guò)熱汽溫和再熱汽溫異常升高，減溫水用量明顯增大，燃燒器擺角向下發(fā)展，過(guò)熱器和再熱器管壁溫度有超溫現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行分析，加強(qiáng)爐膛吹灰，降低爐膛熱負(fù)荷。如調(diào)整無(wú)效，應(yīng)實(shí)施停爐處理。

3.3.4 加強(qiáng)運(yùn)行中的吹灰和除渣。鍋爐受熱面吹灰器必須完善投用。運(yùn)行時(shí)必須嚴(yán)格按運(yùn)行規(guī)程對(duì)各受熱面進(jìn)行吹灰。運(yùn)行人員要加強(qiáng)吹灰器的現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)吹灰器因泄漏或卡澀故障或程控失靈，應(yīng)立即手工操作退出，避免吹壞爐管和燒壞吹灰器。爐除值班人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)渣斗情況的監(jiān)視和分析，保證及時(shí)進(jìn)行放渣，避免灰渣堆積，引起灰斗結(jié)渣。保證及時(shí)進(jìn)行放渣，避免灰渣堆積，引起灰斗結(jié)渣。

3.3.5 爐渣值班人員要注意傾聽(tīng)是否有渣塊碰撞渣斗異音，注意觀察渣斗水封水是否有突然的外溢現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)情況應(yīng)進(jìn)行及時(shí)匯報(bào)。

3.3.6 對(duì)于帶基本負(fù)荷的鍋爐，應(yīng)定期利用用電低谷時(shí)間，進(jìn)行降負(fù)荷掉渣。此過(guò)程中應(yīng)控制好降負(fù)荷速率，并及時(shí)投油穩(wěn)燃，防止因掉焦擾動(dòng)引起爐膛滅火事故。

3.3.7 鍋爐停爐期間，檢修人員應(yīng)進(jìn)爐進(jìn)行檢查水冷壁受熱面結(jié)渣情況，記錄結(jié)渣情況，并進(jìn)行清渣。同時(shí)，要利用停爐時(shí)間，對(duì)受熱面進(jìn)行全面的沖洗，保證受熱面管材表面的光潔度。降低爐灰粘附系數(shù)，減少結(jié)渣現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3.8 應(yīng)定期利用鍋爐大、小修時(shí)間，進(jìn)行爐膛空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)。保證爐內(nèi)氣流充滿度好。渦流停滯區(qū)小，火炬不直接和爐墻沖刷。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)做好運(yùn)行中的技術(shù)指導(dǎo)工作。利用燃燒調(diào)整試驗(yàn)建立合理的燃燒工況，并制訂相應(yīng)的運(yùn)行調(diào)整措施。鍋爐的運(yùn)行和操作必須嚴(yán)格按運(yùn)行規(guī)程的規(guī)定行，加強(qiáng)運(yùn)行分析工作，加強(qiáng)日常運(yùn)行和維修管理、監(jiān)督，提高運(yùn)行人員與管理人員的技術(shù)和素質(zhì)水平

[1]程顯峰，賁騰.大型電站鍋爐設(shè)計(jì)與運(yùn)行中防止?fàn)t內(nèi)結(jié)渣的措施 [J].應(yīng)用能源技術(shù)，2003-10-25.