電廠鍋爐正壓燃燒問題探討

安道遠(yuǎn) 李 娜

（1、中國石油大慶石化分公司熱電廠，黑龍江 大慶 163000 2、中國石油大慶石化分公司化肥廠，黑龍江 大慶 163000）

前言

鍋爐正常燃燒,包括均勻供給燃料、合理通風(fēng)和調(diào)整燃燒三個(gè)基本環(huán)節(jié)，只要三者互相配合，協(xié)調(diào)一致即可達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行目的。正常燃燒時(shí)爐膛負(fù)壓一般維持在20-30帕(Pa)，然而在實(shí)際運(yùn)行過程中很多鍋爐不同程度地出現(xiàn)正壓燃燒問題，所謂鍋爐正壓燃燒就是鍋爐在使用過程中爐膛中煙氣壓力大于大氣壓力。鍋爐正壓燃燒不僅嚴(yán)重惡化工作環(huán)境，而且對鍋爐燃燒設(shè)備危害極大，經(jīng)常造成事故，影響生產(chǎn)生活的正常進(jìn)行。

1 鍋爐正壓燃燒的危害

正壓燃燒對鍋爐安全運(yùn)行危達(dá)極大，同時(shí)對使用單位的經(jīng)濟(jì)效益造成一定的影響。主要危害如下:

1.1 受熱面和爐排工況惡化，爐門、鍋架變形，爐墻裂縫

正壓燃燒時(shí)，爐膛熱強(qiáng)度顯著增加，易造成受熱面結(jié)焦、堵灰，影響傳熱效果。同時(shí)也會(huì)造成爐排上大量結(jié)焦。結(jié)焦嚴(yán)重時(shí)，焦塊會(huì)將爐排卡住。另外，爐膛溫度過高時(shí)，爐排也易燒損脫落，卡住爐排，造成鍋爐事故，影響生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。正壓燃燒時(shí)，由于結(jié)焦、堵灰的影響，爐膛煙溫會(huì)進(jìn)一步升高，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致燒壞爐墻或使?fàn)t墻產(chǎn)生裂縫，同時(shí)大量火苗和高溫?zé)煔鈺?huì)從爐門、爐墻裂縫處噴出，使?fàn)t門、鋼架過燒變形。久而久之，會(huì)使?fàn)t墻和爐拱耐火材料燒裂垮塌。

1.2 加劇對流受熱面的磨損

正壓燃燒使煙氣流速增加，煙氣含塵量增加。一般情況下煙氣流速對磨損的影響與速度的三次方成正比，因飛灰中含有大量的炭黑粒子，因而加劇了對流管壁的磨損，其磨損量比正常運(yùn)行狀況下要大幾十倍，時(shí)間一長，必然造成管壁磨損變薄，發(fā)生爆管事故。

1.3 燃燒不完全，浪費(fèi)能源，增加了電耗

正壓燃燒實(shí)際上就是增加了給煤量和厚度，增加了爐排轉(zhuǎn)速，加大鼓風(fēng)，超負(fù)荷燃燒。鍋爐本體設(shè)計(jì)的爐膛容積及爐排面積是受到限制的，要達(dá)到額定出力，就須增加給煤量和厚度，造成煤在爐膛內(nèi)很難燒透，同時(shí)還要加快爐排轉(zhuǎn)速，使得燃煤還未燃盡就排出爐外，增加了灰渣含碳量。由于煤層過厚還須將鼓風(fēng)調(diào)大，必然會(huì)使燃料的揮發(fā)物和可燃?xì)怏w來不及燃燒完全就排出爐外，使化學(xué)不完全燃燒損失上升，同時(shí)使排煙溫度大大升高，排煙量增大，導(dǎo)致排煙熱損失增大。在燃料大量浪費(fèi)和熱損失增加的同時(shí)，還相應(yīng)增大了鼓風(fēng)機(jī)的電耗。

1.4 金屬管壁過熱，水循環(huán)破壞，受熱元件工作條件惡化

正壓燃燒時(shí)，使火焰分布及爐膛充滿程度不均勻性增大，爐膛內(nèi)熱負(fù)荷偏差性也增大，致使鍋爐水動(dòng)力循環(huán)不均勻，出現(xiàn)停滯和倒流現(xiàn)象，易出現(xiàn)爆管事故。目前大部分小型快裝鍋爐煙管均采用翻邊脹接。當(dāng)鍋爐正壓燃燒時(shí)，爐膛出口排煙溫度增高，管板內(nèi)外的溫度差應(yīng)力加大，在鍋爐頻繁起動(dòng)及管板過熱時(shí)，管端的永久變形遭到破壞，煙管脹口。

2 正壓燃燒產(chǎn)生的原因分析

2.1 鍋爐作業(yè)人員操作水平低。這些人員大部分來自企業(yè)下崗職工，只是在冬季燒一個(gè)采暖期，季節(jié)性很強(qiáng)，工作單位不固定，因此責(zé)任心差，加之操作技術(shù)低，對鼓、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量配比調(diào)節(jié)不當(dāng)，造成鍋爐正壓燃燒。

2.2 煙道堵塞。煙道堵塞一般是由于煙道內(nèi)的積灰或耐火材料脫落造成的(如DZ型鍋爐-回程出口煙道、煙箱耐火磚或耐火材料脫落；SZ型鍋爐對流管束間積灰或耐火材料落入)。煙道堵塞引起煙氣流量減少、壓力升高，爐膛出現(xiàn)正壓。

2.3 尾部設(shè)計(jì)阻力和運(yùn)行阻力過大。設(shè)計(jì)阻力是指鍋爐安裝時(shí)，沒有考慮除塵器、省煤器、空氣預(yù)熱器等造成的阻力，所設(shè)計(jì)的煙道過長，轉(zhuǎn)彎過多等導(dǎo)致的阻力。運(yùn)行阻力是指鍋爐運(yùn)行時(shí)，由于煙道、煙囪底部集塵過多，鍋爐后部的各檢查孔、清灰孔未及時(shí)密閉也可引起阻力增加，煙氣阻力增大而產(chǎn)生的正壓燃燒。

2.4 漏風(fēng)。煙道法蘭接合處填料損壞且不嚴(yán)密，煙道管壁、墻壁開裂，后部的一些清灰門、煙道、除塵器、引風(fēng)機(jī)等腐蝕磨損穿孔損壞造成大量冷空氣的進(jìn)入，使引風(fēng)機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，而產(chǎn)生正壓燃燒。

2.5 引風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓不足。由引風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓不足造成鍋爐的正壓燃燒有兩種情況，一種是由于對鍋爐除塵的改造增大了煙氣的阻力造成風(fēng)壓不足；另一種是由于引風(fēng)機(jī)多年的使用造成引風(fēng)機(jī)的葉片腐蝕磨損，使引風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓降低。

2.6 采用劣質(zhì)煙煤。為確保供熱量，加大燃燒，煙塵大增，使鍋爐產(chǎn)生正壓燃燒。煙質(zhì)低劣，爐膛溫度起不來，使?fàn)t膛出口煙氣溫度也低，致使煙氣密度增加，引風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)排煙溫度為180℃-200℃，壓力為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，當(dāng)排煙溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)，煙氣密度增大，風(fēng)機(jī)則處于超設(shè)計(jì)負(fù)荷下工作;同時(shí)，為滿足外界負(fù)荷，只有加大給煤量，這樣也就增大了煙氣排量。如風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)選型時(shí)的富裕量小，建立爐膛負(fù)壓就比較困難。

3 保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，避免正壓燃燒的措施

3.1 提高設(shè)備作業(yè)人員的操作技能水平。對因司爐人員操作或調(diào)節(jié)不當(dāng)而引起的正壓燃燒，應(yīng)對司爐人員進(jìn)行全面崗位培訓(xùn)，使其全面了解熱工原理、鍋爐燃燒技術(shù)和設(shè)備、鍋爐運(yùn)行調(diào)整等知識，做到持證上崗，杜絕人為操作失誤。

3.2 加強(qiáng)對鍋爐及輔助設(shè)備的維護(hù)、維修和保養(yǎng)。

3.3 定期清理鍋爐尾部受熱面積灰。

3.4 確保煙風(fēng)道各密封處嚴(yán)密無漏點(diǎn)。

3.5 鍋爐及煙風(fēng)管道系統(tǒng)在安裝、改造時(shí)，一定要對管道阻力進(jìn)行計(jì)算。

3.6 爐前煤的水分也應(yīng)控制，大量的水蒸汽使?fàn)t膛產(chǎn)生的煙氣量增加。煤的水分一般不易超過8%～12%，如遇下雨、下雪應(yīng)上干煤柵的煤。

3.7 盡可能選用和設(shè)計(jì)煤質(zhì)相近的燃煤，由于煤質(zhì)引起的正壓燃燒，加裝分層燃燒給煤裝置可提高爐膛對煤的適應(yīng)性。

結(jié)束語

正壓燃燒對鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有害無利，因此各鍋爐使用單位要充分認(rèn)識到鍋爐正壓燃燒的危害性，分析鍋爐產(chǎn)生正壓燃燒的原因，積極找出癥結(jié)所在，采取必要的治理措施，以確保鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

[1]王茂花.關(guān)于提高運(yùn)行鍋爐熱效率的幾點(diǎn)建議[J].科技信息，2010年06期.

[2]劉本明，王志，周紅衛(wèi).鍋爐及供熱系統(tǒng)的節(jié)能控制探討[J].民營科技，2010年03期.

[3]施永紅.電站鍋爐熱效率的研究[D].華北電力大學(xué)（河北），2003年.