鍋爐掉焦滅火的原因分析及措施

甘為河

【摘要】分析寧夏某電廠鍋爐頻繁發(fā)生掉焦滅火的原因，并有針對性的采取措施，解決了該鍋爐易掉焦滅火問題。

【關(guān)鍵詞】電站鍋爐；結(jié)焦；掉焦；滅火；預(yù)防措施

寧夏某電廠鍋爐2006年年底投產(chǎn)至2007全年在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)多次發(fā)生掉焦滅火的情況，全年共12次，投用了大量燃油。這不僅嚴(yán)重影響了鍋爐機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也給設(shè)備安全，人身安全帶來了許多隱患，因此急需找到引起爐膛結(jié)焦和鍋爐燃燒穩(wěn)定性差的主要原因，以便有針對性的采取措施加以解決，從而保證機(jī)組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

為進(jìn)一步分析主要原因，以便加以調(diào)整和預(yù)防改進(jìn)，從如下幾個(gè)方面開展了深入細(xì)致的調(diào)查、改進(jìn)和預(yù)防工作。

一、核對運(yùn)行中鍋爐是否有過負(fù)荷現(xiàn)象。

1、機(jī)組蒸汽流量準(zhǔn)確性計(jì)算

該電廠機(jī)組蒸汽流量測量采用長徑噴嘴測量，相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如下

設(shè)計(jì)編號 FE-0201 節(jié)流裝置名稱 主蒸汽流量 數(shù)量 1 套

節(jié)流件形式 長頸噴嘴 取壓方式 徑距取壓 安裝方式 垂直

流體名稱 主蒸汽 流體密度 39.5423 kg/m3 等熵指數(shù) 1.27350

工作溫度 540 ℃ 動力粘度 0.0000315kg/m.s 相對濕度 %

工作壓力 13.400000 MPa（表壓）

刻度流量 550000 kg/h 流出系數(shù) C=0.995321

最大流量 480000 kg/h 刻膨脹性系數(shù) ε=0.982958

常用流量 479950 kg/h 流量系數(shù) α=1.095920

最小流量 133480 kg/h 設(shè)計(jì)工況下噴嘴開孔 d=179.220mm

直管段長度 L1≥10700 mm L2≥4350 mm Lo≥8000 mm

差 壓 值 400 KPa

二、核對鍋爐是否有超溫現(xiàn)象

爐膛溫度高的原因：（1）鍋爐過負(fù)荷，本身爐膛溫度過高。（2）四角噴燃燒器運(yùn)行中存有變形情況，造成切圓偏大或偏心，局部水冷壁超溫易結(jié)焦，如果煤質(zhì)含硫量偏高，結(jié)焦加劇，易掉大焦，掉焦時(shí)易造成鍋爐滅火。2007年多次滅火均是因掉大焦負(fù)壓波動大造成。

針對本爐膛四周看火孔處水冷壁附近煙溫過高現(xiàn)象，采取如下措施：（1）鍋爐在額定工況下運(yùn)行。（2）利用大修更換、校正了噴燃器。（3）利用大修重做冷態(tài)空氣動力場實(shí)驗(yàn)，調(diào)整好了切圓，增強(qiáng)了鍋爐抗干擾性。

三、核對運(yùn)行中一次風(fēng)壓、風(fēng)速，二次風(fēng)壓、風(fēng)速是否滿足需要。

3.1、一次風(fēng)壓及風(fēng)速：

在燃燒現(xiàn)有煤種和高負(fù)荷的情況下，經(jīng)統(tǒng)計(jì)一次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板開度較大甚至全開，一次風(fēng)速過高（在投產(chǎn)燃燒調(diào)整試驗(yàn)中確定一次風(fēng)速在35m/s左右）。通過一次粉管運(yùn)行不到一年磨損嚴(yán)重且經(jīng)常泄露，可以證實(shí)一次風(fēng)速確實(shí)長時(shí)間過高。這樣在煤粉細(xì)度正常的情況下會造成進(jìn)入爐膛的煤粉著火推遲，鍋爐經(jīng)濟(jì)性下降，同時(shí)各粉管煤粉分布不均勻性突顯。

運(yùn)行過程中對磨煤機(jī)出口一次風(fēng)調(diào)平時(shí)發(fā)現(xiàn)：A、C磨組的#1、#2、#3、#4煤粉管的煤粉濃度不同，偏差較大（最大偏差可達(dá)49%），可以判斷磨煤機(jī)出口煤粉分配不均勻。由于A、C磨組的各根粉管的煤粉濃度不同偏差較大，易造成鍋爐爐膛著火紊亂，各噴燃器出口溫度不同，導(dǎo)致噴燃器出口局部容易結(jié)焦。

針對一次風(fēng)壓及風(fēng)速偏差較大，造成鍋爐爐膛著火紊亂，各噴燃器出口溫度不同，導(dǎo)致噴燃器出口局部容易結(jié)焦的情況，進(jìn)行了如下改進(jìn)：

（1）、控制入爐煤煤質(zhì)的穩(wěn)定，煤場嚴(yán)格控制了入爐煤的煤矸石量，保證磨煤機(jī)的正常出力。

（2）、將煤粉不均勻情況與磨煤機(jī)廠家進(jìn)行了分析、溝通，并對磨煤機(jī)出口分離器進(jìn)行了檢查和調(diào)整，使同層燃燒器的熱負(fù)荷相對均勻，鍋爐燃燒得到改善。

在以上條件滿足的情況下適當(dāng)降低了一次風(fēng)速。調(diào)整的范圍為：一次風(fēng)量為22Km3/h左右時(shí)對應(yīng)的一次風(fēng)速為26m/s。調(diào)整后經(jīng)過測量和觀察，各粉管煤粉分布均勻性加強(qiáng)，進(jìn)入爐膛的煤粉著火有所提前，既保證了鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行又提高了鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。

3.2、二次風(fēng)壓及風(fēng)速：

運(yùn)行過程中統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：鍋爐在三臺磨運(yùn)行，負(fù)荷在130MW左右和四臺磨運(yùn)行負(fù)荷為150MW時(shí)，單臺磨煤機(jī)的給煤量控制在25t/h以下，這時(shí)鍋爐的經(jīng)濟(jì)性較好。當(dāng)鍋爐在三臺磨運(yùn)行負(fù)荷在140MW左右時(shí)，單臺磨給煤量較大，單臺燃燒器火嘴負(fù)荷高，無論是采取均等配風(fēng)方式還是采取正塔式配風(fēng)方式，此時(shí)送風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)擋板全開，但爐膛較黑。由此判斷在燃用現(xiàn)有煤種的情況下由于送風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)擋板已經(jīng)沒有調(diào)節(jié)余量，使得對應(yīng)的各臺燃燒器的二次風(fēng)量不足，底層二次風(fēng)不能起到完全托住煤粉的作用，送風(fēng)機(jī)最大風(fēng)量不能滿足鍋爐高負(fù)荷運(yùn)行的要求。

針對二次風(fēng)壓及風(fēng)速不足的情況，采取了如下預(yù)防措施：

1）鍋爐在額定工況下運(yùn)行，防止高負(fù)荷燒壞噴燃器，同時(shí)磨組備用時(shí)，噴嘴冷卻周界風(fēng)門適當(dāng)打開。2）啟停、正常運(yùn)行過程中，調(diào)整好燃燒器內(nèi)一次風(fēng)風(fēng)速、油壓、煤粉濃淡的關(guān)系對著火溫度的影響，燃燒器壁溫始終保持在400℃以下。3）運(yùn)行時(shí)注意：油槍啟動前，對一次風(fēng)管必須吹掃，一次分管（特別是燃燒器內(nèi)）不能有積粉。4）根據(jù)運(yùn)行實(shí)際情況重新計(jì)算二次風(fēng)量，更換送風(fēng)機(jī)，以提高二次風(fēng)噴口速度來減小切園直徑，改善爐內(nèi)動力場狀況。嚴(yán)禁長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行，以免損換設(shè)備。

四、加強(qiáng)煤質(zhì)控制，避免波動過大造成爐內(nèi)煙溫突變，易結(jié)焦、掉焦

本鍋爐主要燃燒無煙煤。媒質(zhì)穩(wěn)定，對燃燒至關(guān)重要。在以往運(yùn)行中，由于低位發(fā)熱量、全硫含量波動較大，造成鍋爐渣量、灰量較大，多次出現(xiàn)過大面積掉焦、滅火的情況。因此，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，為穩(wěn)定運(yùn)行，要求煤質(zhì)控制如下：

低位發(fā)熱量：4500-5000Cal/g 灰份：30%左右

全硫：〈2% 揮發(fā)份：25% 左右 灰熔點(diǎn)：1500℃左右

另：煤質(zhì)不能過硬，石子煤量少。

五、加強(qiáng)運(yùn)行中磨組的調(diào)整和維護(hù)

運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)：磨組A、B、C或B、C、D組合較利于燃燒，但A、B、C方式時(shí)，渣量較大，爐膛結(jié)焦情況較嚴(yán)重；B、C、D方式時(shí)渣量相對較小，但此種方式導(dǎo)致火焰中心上移，前屏處氣溫較高（500℃左右），有導(dǎo)致爐膛上部結(jié)大焦的可能性，故應(yīng)在這兩種方式下切換運(yùn)行。另根據(jù)結(jié)焦的嚴(yán)重性，日常應(yīng)盡量降低火焰中心，在負(fù)荷較高時(shí)，應(yīng)富氧燃燒，保護(hù)各磨組均勻配風(fēng)，停運(yùn)磨組輔助風(fēng)門應(yīng)保持較小開度。

結(jié)語

在采取上述各項(xiàng)綜合治理、預(yù)防措施后，本鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平有了很大提高，最近以來沒有再發(fā)生鍋爐掉焦滅火的事故，這說明所采取的措施和方案是行之有效的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 容鑾恩、劉志敏等 《電站鍋爐原理》 中國電力出版社。