雙旋風煤粉燃燒器漏粉原因分析和控制措施

王 勇，蔣治其

（中國電建四川電力建設三公司，四川內(nèi)江 641005）

雙旋風煤粉燃燒器漏粉原因分析和控制措施

王 勇，蔣治其

（中國電建四川電力建設三公司，四川內(nèi)江 641005）

“W”型火焰鍋爐燃燒器為旋風煤粉燃燒器，因其設備多、設備尺寸較大，因而設計布置緊湊、設備間法蘭連接較多。為保證燃燒器安裝質(zhì)量以及運行安全，本文從安裝角度出發(fā)對燃燒器漏粉進行了原因分析和控制措施。

“W型火焰”；煤粉燃燒器；漏粉；控制

0 引言

雙旋風煤粉濃縮型燃燒器是美國福斯特惠勒公司專門設計用于燃燒低揮發(fā)分燃料的無煙煤型燃燒器[1-2]。其設計的著眼點是采用旋風筒進行煤粉濃縮，并提供多種調(diào)節(jié)手段，以適應無煙煤著火、穩(wěn)燃的要求。雙旋風煤粉燃燒器由煤粉進口管、煤粉均分器、雙旋風筒殼體、煤粉噴口、乏氣管、乏氣調(diào)節(jié)蝶閥等組成。煤粉燃燒器示意圖，如圖1所示。

1 雙旋風煤粉燃燒器工作原理

一次風、粉混合物經(jīng)煤粉管道輸送至燃燒器入口。進入燃燒器后，煤粉均分器將其等分成兩股氣流分別切向送入相應的兩個旋風筒，風粉混合物在旋風筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

在離心力的作用下，大部分煤粉被分離到筒壁附近，旋風筒中心部位的一次風含粉量極少，該部分一次風被作為“乏氣”，由乏氣管引出從乏氣噴口送入爐膛。其余一次風因此得到濃縮，煤粉濃度大大提高，從旋風筒下端的主煤粉噴口向下噴射送入爐膛，組織“W”型火焰燃燒[3]。乏氣管道上設有乏氣調(diào)節(jié)蝶閥，可以調(diào)節(jié)乏氣引出量，從而調(diào)節(jié)主煤粉氣流中的煤粉濃度。每個旋風筒內(nèi)均設有消旋裝置，它由一個調(diào)節(jié)桿和三片直葉片組成。用于調(diào)節(jié)、抑制主煤粉氣流的殘余旋轉(zhuǎn)，使煤粉氣流保持足夠的剛性和最佳擴散角。雙旋風煤粉燃燒器筒體及彎頭內(nèi)壁襯有高性能的耐磨材料。

圖1 煤粉燃燒器示意圖

2 雙旋風煤粉燃燒器漏粉原因

在燃燒器安裝過程中，因“W”型火焰鍋爐爐膛尺寸較大，加之旋流燃燒器本省設備體積加大，同時結(jié)合運輸以及現(xiàn)場安裝情況，燃燒器本體大部分組件需要在現(xiàn)場進行安裝[4]。此外，燃燒器在運行期間容易產(chǎn)生漏粉的位置大部分為現(xiàn)場法蘭連接安裝位置以及廠家法蘭安裝連接位置。制造廠家在結(jié)合面的制作工藝和過程中，仍采用粗加工，使結(jié)合面的加工較為粗糙且精度不足這也為燃燒器運行時的泄露埋下伏筆。容易發(fā)生泄露的位置如圖2所示，具體表現(xiàn)在：1）現(xiàn)場法蘭連接安裝位置。煤粉均分器、乏汽管、乏汽管蝶閥；2）廠家法蘭連接安裝位置。燃燒器本體上蓋板、燃燒器噴口錐筒分叉處。

發(fā)生泄露的原因主要包括：1）法蘭連接處密封墊安裝不規(guī)范，未壓實，壓緊；2）法蘭連接處連接螺栓未按照圖紙要求安裝平墊（彈墊），致使煤粉泄露；3）鍋爐首次點火未對連接點的螺栓進行熱緊固；4）燃燒器噴口錐筒錐筒分叉部位，在鍋爐從冷態(tài)至滿負荷過程中，因為的鍋爐的熱脹冷縮易造成，錐筒內(nèi)部燃燒器防磨材料產(chǎn)生裂紋磨損筒壁繼而造成煤粉泄露。

圖2 燃燒器漏粉位置

3 雙旋風煤粉燃燒器漏粉防治措施

雙旋風煤粉燃燒器漏粉防治措施包括：

1）燃燒器其本體法蘭、乏汽管、乏汽管蝶閥等安裝件在安裝前應仔細檢各結(jié)合面的清潔。因為煤粉細度較細對法蘭結(jié)合面不嚴密的位置具有較強的穿透力。所以在安裝前對所有結(jié)合面進行平整度的檢查，清理設備制造過程中和安裝過程中的毛刺、凸起、污物、劃痕等應進行打磨處理直至結(jié)合面光滑無污物后方可加入石棉墊進行連接。

2）所有安裝螺栓必須嚴格按照設計要求1螺栓1墊片1螺母的要求進行安裝。由于煤粉具有較強的穿透力。如安裝螺栓未配套安裝墊片，又因燃燒器為正壓運行，在長時間運行下，煤粉會慢慢侵蝕密封墊繼而射穿導致泄露。

3）鍋爐首次點火過程中，鍋爐本體為首次膨脹，在燃燒器首次受熱膨脹過程中，會造成部分連接螺栓松動，繼而造成煤粉泄露，所以在鍋爐初次點火后溫度上升至80℃～100℃須熱緊所有連接螺栓。

4）在四川珙縣600MW“W”型火焰超臨界燃煤機組在試運行過程中出現(xiàn)燃燒器噴口錐筒分叉處煤粉泄露的現(xiàn)象（見圖3）。因為燃燒器本體為廠家成套設備，進過分析，確定泄露原因為。燃燒器內(nèi)部有一層防磨內(nèi)襯，其內(nèi)襯為耐火特殊材料制成，且安裝方式為粘接，對于耐火材料的熱膨脹考慮不夠。鍋爐在運行過程中隨著負荷，溫度的升高，燃燒器隨著受熱面一起進行熱膨脹，這樣就造成了，燃燒器防磨內(nèi)襯出現(xiàn)了熱運動，噴口分叉處由于直接承受煤粉氣流的沖刷，如在熱膨脹的運動過程中防磨內(nèi)襯出現(xiàn)起拱而被沖刷形成裂紋，裂紋會在煤粉氣流的沖刷下不斷擴大，造成煤粉泄露。由于此位置極為隱蔽，并且泄露位置不規(guī)則、不易發(fā)現(xiàn)。為了保證機組運行安全，以及堵漏的效果，采用在噴口分叉處加裝密封盒，同時在密封盒填充保溫澆注料的方式進行封堵。通過鋼制密封盒吸收鍋爐啟停時的膨脹，其次利用保溫澆注料的填充，如果受熱被沖刷了凸出部分，剩下部分還很厚，保證隔熱效果，也不會漏粉，引發(fā)火災，保確了燃燒器的安全運行。

圖3 燃燒器噴口錐筒分叉處煤粉泄露示意圖

5）針對燃燒器漏粉部位，在法蘭連接處除使用密封墊之外，在安裝密封墊的同時在墊片兩側(cè)涂刷高溫密封膠。采用雙重保護降低漏粉概率。

6）提高設備制造工藝對宜泄露位置的設備加工采用精加工，降低設備制造誤差，從而降低漏粉情況發(fā)生。同時設計單位在考慮燃燒器檢修方便的同時，盡量減少現(xiàn)場法蘭連接。也可降低煤粉泄露概率。

4 結(jié)束語

“W”型火焰鍋爐的旋風煤粉燃燒器，較其他爐型的燃燒器其設備數(shù)量，設備尺寸等存在現(xiàn)場安裝工作量大等特點，法蘭連接點較多等特定，這就對運行過程保證煤粉的不泄露造成了極大的考驗，只有在設備制造和安裝過程中精益求精，及時有效的質(zhì)量跟蹤和管控才能保證燃燒器的安全、經(jīng)濟、高效的運行。

[1]徐通模,金定安,溫龍.鍋爐燃燒設備[M].西安:西安交通大學出版社,1990.

[2]查庚忠,陳文鈞,等.東方——福斯特、惠勒300MW、600MW“W”型火焰鍋爐介紹[J].東方電氣評論,1994(1):1-13,63.

[3]黃志強,王軍.雙旋風筒煤粉濃縮型燃燒器特性試驗研究[J].廣東電力,2004(3):47-49.

[4]狄曉東,黃士英.600MW超臨界W型火焰鍋爐介紹[J].鍋爐制造,2012(3):8-9.

Powder Leakage Cause Analysis and Control Measures of Double Cyclone Pulverized Coal Burner

WANG Yong,JIANG Zhi-qi
(Sichuan No.3 Electric Power Construction Company of PowerChina,NeiJiang 641005,China)

"W" type flame boiler burner is pulverized coal burner.Because of the large number and big size of the devices,the design layout is compact and there are many flange connections between devices.In order to ensure installation quality and operation safety of the burner,this article analyzes the causes and introduces the control measures of burner powder leakage from the aspect of installation.

"W" type flame; coal burner; leakage; control measures

TK223.23

A

10.16443/j.cnki.31-1420.2015.05.011

王勇（1986-），男，助理工程師，從事電廠建設施工。

蔣治其，男，高級工程師，從事電廠建設施工和海外工程項目管理研究。