防止W型鍋爐低負(fù)荷吹灰滅火的原因分析及處理措施

王宏軍

摘 要：本文首先對鍋爐吹灰時(shí)發(fā)生滅火事故的現(xiàn)象、產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析和總結(jié)，在此基礎(chǔ)上，分別從燃料因素、設(shè)備因素、火焰檢測因素、操作因素等各方面闡述了防止鍋爐低負(fù)荷吹灰滅火事故的有效措施，為避免鍋爐低負(fù)荷吹灰時(shí)滅火事故的發(fā)生提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鍋爐；低負(fù)荷；吹灰；滅火；措施

火電廠鍋爐燃用原煤煤質(zhì)含灰量、含硫量較高時(shí)，容易造成運(yùn)行中熔化的灰粒在離開火焰中心后，灰分碰到受熱面管道或爐墻時(shí)受到冷卻，會(huì)粘附到受熱面的管子或爐墻上，且越積越多形成結(jié)焦、結(jié)渣。積灰、結(jié)焦一方面將降低受熱面?zhèn)鳠嵝剩範(fàn)t膛及各受熱面吸熱量減少，進(jìn)而導(dǎo)致爐膛出口及各級受熱面進(jìn)出口煙氣溫度升高，使鍋爐效率下降；另一方面，大量積灰使省煤器、空預(yù)器堵塞，導(dǎo)致輔機(jī)電耗增加。此外，積灰、結(jié)焦還會(huì)使受熱面表面溫度增高，導(dǎo)致受熱面、管壁超溫和高溫腐蝕，甚至爆管。較大的渣塊墜落還會(huì)影響鍋爐的安全運(yùn)行，甚至發(fā)生人身及設(shè)備重大安全事故。因此，電廠鍋爐多采用吹灰器，在運(yùn)行過程中，對受熱面進(jìn)行周期性吹掃，使其保持在合適的清潔狀態(tài)，以提高運(yùn)行的安全經(jīng)濟(jì)性。

低負(fù)荷時(shí)，鍋爐爐膛溫度下降，為了維持必要的煤粉混合物輸送速度，一次風(fēng)中的煤粉濃度將大為降低，二次風(fēng)速、風(fēng)溫也降低，使低負(fù)荷時(shí)爐膛抗干擾能力降低。低負(fù)荷時(shí)煤粉氣流剛性變小，此時(shí)若投入靠近某角的吹灰器時(shí)會(huì)引起落灰、落焦影響該角的煤粉氣流，造成動(dòng)力場破壞滅火。當(dāng)發(fā)生垮灰時(shí)，爐膛負(fù)壓瞬時(shí)變正，影響噴嘴出粉造成滅火。若處理不當(dāng)，會(huì)造成滅火放炮，甚至使鍋爐設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞和人身傷亡，造成人身傷害和經(jīng)濟(jì)損失。

一、垮灰焦時(shí)參數(shù)變化情況

1）爐膛壓力負(fù)壓值突然增大，爐膛負(fù)壓異常信號聲光報(bào)警；2）爐膛工業(yè)電視火焰顯示變黑，甚至黑屏；3）汽溫、汽壓、蒸汽流量下降；4）氧量指示增大超出正常值；5）FSSS系統(tǒng)火焰檢測裝置火檢頻閃或大部分檢測不到火焰；6）煙道各點(diǎn)負(fù)壓增大，二次風(fēng)母管壓力降低；7）汽包水位迅速下降后快速上升；8）撈渣船內(nèi)渣量增加；9）爐膛出口煙溫下降。

二、產(chǎn)生的原因分析

W爐低負(fù)荷吹灰時(shí)發(fā)生滅火的主要原因：折焰角斜坡嚴(yán)重積灰。事故后對過熱器區(qū)域檢查發(fā)現(xiàn)，水平煙道折焰角后的水平煙道底部沉積了大量的細(xì)灰及焦渣。當(dāng)積灰和焦渣達(dá)到一定的厚度，吹灰時(shí)受到氣流引起的擾動(dòng)引起垮塌，這些積灰積焦渣從折焰角滑下后，部分被煙氣重新卷起帶走，而其中的大部分由于積壓結(jié)塊以及動(dòng)能較大，會(huì)克服煙氣對其向上的作用力，迅速落到燃燒區(qū)域，并隨氣流旋轉(zhuǎn)的煤粉在燃燒空間混合，散落的灰分雖不致造成爐膛溫度的急劇下降，但它可能造成以下兩方面的影響：一是阻擋爐內(nèi)火焰的輻射，短時(shí)間火光被阻擋，使?fàn)t膛安全保護(hù)失去信號，造成“MFT”保護(hù)動(dòng)作；另一方面它直接沖擊爐膛火焰中心，阻擋了風(fēng)粉的混合，相當(dāng)于將部分煤粉與空氣隔絕，對燃燒造成極大的影響。經(jīng)分析以下幾個(gè)方面是造成低負(fù)荷吹灰滅火的主要因素：

（一）煤質(zhì)因素：

煤質(zhì)差時(shí)，其灰分含量高，飛灰顆粒大，低負(fù)荷時(shí)煤粉氣流速度低，容易產(chǎn)生積灰；煤質(zhì)差時(shí)其著火點(diǎn)推遲，火焰中心上移，燃盡率降低；煤質(zhì)差使低負(fù)荷時(shí)爐膛燃燒抗干擾能力大為降低，大量灰及焦塊堆積在折焰角上垮落破壞燃燒動(dòng)力場，同時(shí)焦塊掉入冷灰斗后急劇加熱冷灰斗內(nèi)的水，發(fā)生"氣爆"使大量蒸汽及煙氣污染探頭，使探頭檢測不到火焰導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作。

（二）設(shè)備因素：

吹灰槍由于故障時(shí)不能投入或翹管不能按全行程走完時(shí)，則對應(yīng)區(qū)域受熱面的積灰不能及時(shí)吹走，會(huì)越積越多，當(dāng)再次吹灰時(shí)危險(xiǎn)性增大；當(dāng)吹灰器因安裝位置不正確或吹灰槍變形卡澀在吹灰時(shí)產(chǎn)生打管；吹灰時(shí)若吹灰疏水時(shí)間不夠或管道不暢，使疏水進(jìn)入爐內(nèi)，遇到高溫受熱面時(shí)瞬間汽化，對鄰近燃燒器火焰檢測的正確性產(chǎn)生影響。

（三）火焰檢測因素：

根據(jù)幾次低負(fù)荷吹灰滅火的故障現(xiàn)象分析，首出“全爐膛滅火”觸發(fā)MFT。根據(jù)各火檢強(qiáng)度閃爍及熄滅時(shí)間分析，首先是對應(yīng)吹灰位置處火檢指示閃爍，繼而蔓延開來，最后導(dǎo)致全爐膛滅火。

吹灰爐膛導(dǎo)致火檢丟失的原因：

1）落灰擋住火檢或隨氣流旋轉(zhuǎn)的煤粉在燃燒空間混合使火檢測量強(qiáng)度不夠；2）低負(fù)荷時(shí)吹灰會(huì)影響燃燒的穩(wěn)定性，致使火檢頻閃；3）煤質(zhì)差、爐膛煙溫低，著火推遲至火檢測量范圍之外；4）配風(fēng)不當(dāng)。

（四）操作因素

1）一次風(fēng)速：一次風(fēng)速過低，易產(chǎn)生煤粉混合物積堵，加劇積灰；一次風(fēng)速過高，引起燃燒不穩(wěn)定，使?fàn)t膛燃燒抗干擾能力降低；2）二次風(fēng)量：氧量過低會(huì)使燃燒不充分，加劇結(jié)焦；氧量過高會(huì)使燃燒不穩(wěn)定；3）磨煤機(jī)運(yùn)行方式：低負(fù)荷時(shí)磨煤機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)不宜過少，即燃燒火嘴不宜過多，以保證合適的煤粉濃度及流速，保證著火及燃燒穩(wěn)定；4）燃燒器的運(yùn)行方式造成影響，未形成對應(yīng)W形火焰，火焰相互支持減弱。

五、采取的措施：

1）按照規(guī)定的煤質(zhì)要求合理配煤，確保入爐煤煤質(zhì)；2）最好在機(jī)組高負(fù)荷時(shí)吹灰，吹灰時(shí)控制負(fù)荷在65%額定負(fù)荷及以上。低負(fù)荷時(shí)，盡量不要吹灰，此時(shí)爐膛溫度低，燃燒不穩(wěn)，一旦有外擾，破壞燃燒穩(wěn)定性容易MFT；3）根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定合理的吹灰頻率及吹灰壓力，嚴(yán)格按此要求定期對受熱面進(jìn)行吹灰；4）低負(fù)荷時(shí)采取有效的穩(wěn)燃措施，確保燃燒穩(wěn)定，如合理配置各燃燒器的煤粉濃度和一次風(fēng)速，實(shí)現(xiàn)一次風(fēng)粉的合理分配；5）低負(fù)荷吹灰應(yīng)避免影響燃燒穩(wěn)定工況的重疊操作，比如負(fù)荷變化、斷煤及啟停磨煤機(jī)等，當(dāng)吹灰時(shí)發(fā)生燃燒不穩(wěn)時(shí)應(yīng)暫停吹灰，待參數(shù)回復(fù)正常后再進(jìn)行；6）定期進(jìn)行固定油槍試驗(yàn)，保證負(fù)壓及火檢異常時(shí)快投油槍能正常投運(yùn)，低負(fù)荷吹灰時(shí)加強(qiáng)監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)燃燒不穩(wěn)采取強(qiáng)退吹灰器及時(shí)投油的穩(wěn)燃措施；7）保證所有吹灰器能正常全行程投入，吹灰時(shí)間間隔嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行，吹灰時(shí)加強(qiáng)對爐膛負(fù)壓的監(jiān)視，以防鍋爐掉灰渣塌灰滅火；8）維持火檢探頭測量回路正常，影響火檢強(qiáng)度的故障聯(lián)系熱控及時(shí)處理；9）在機(jī)組長期低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，采用步進(jìn)式手動(dòng)吹灰的操作方法。即根據(jù)爐膛寬度，分幾次，逐步增加吹灰器的推進(jìn)深度，直至全部吹掃到位。以減少吹灰槍一次進(jìn)到位所引起的擾動(dòng)，在保證燃燒穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，分次逐步將折焰角處的積灰吹掃干凈。

六、結(jié)語

火電廠低負(fù)荷吹灰時(shí)容易滅火的問題，一直困擾各火力發(fā)電廠，本文對低負(fù)荷吹灰滅火產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，為避免或減少低負(fù)荷吹灰滅火制定了相應(yīng)的措施，減少事故發(fā)生率。對吹灰滅火時(shí)各監(jiān)視參數(shù)變化進(jìn)行了總結(jié)，有利在事故發(fā)生時(shí)正確判斷，并及時(shí)采取有效措施。