600 MW機組鍋爐結焦及減溫水超量問題分析與處理

何 龍，郭宗林

(河北省電力建設調整試驗所，石家莊 050021)

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600 MW機組鍋爐結焦及減溫水超量問題分析與處理

何 龍，郭宗林

(河北省電力建設調整試驗所，石家莊 050021)

針對600 MW機組鍋爐嚴重結焦及減溫水超量的問題，從鍋爐煤質、鍋爐制粉系統(tǒng)、鍋爐爐膛觀測等方面進行分析，認為入爐煤質是導致機組鍋爐水冷壁結焦及減溫水超量的根本原因，并提出相關措施及建議。

鍋爐結焦；減溫水超量；燃燒

1 設備概況

河北省南部電網某電廠鍋爐為北京巴威公司按美國B&W公司的RBC系列鍋爐技術標準，結合本工程燃用的設計、校核煤質特性和自然條件，進行性能結構優(yōu)化設計的亞臨界參數RBC鍋爐。鍋爐為亞臨界參數、自然循環(huán)、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風、全鋼構架的Π型單鍋筒鍋爐。鍋爐采用雙進雙出磨冷一次風機正壓直吹式制粉系統(tǒng)，前后墻對沖燃燒方式，并配置低NOx雙調風旋流燃燒器和降低NOx排放量的NOx噴口。尾部設置分煙道，采用煙氣分流擋板調節(jié)再熱器出口汽溫。鍋爐本體采用半露天布置，固態(tài)連續(xù)排渣。鍋爐設計煤種、校核煤種均為晉東南貧煤，鍋爐設計煤種和校核煤種見表1。

2 機組存在問題

該機組鍋爐自2016年06月份以來，為維持機組運行參數在相關設計的范圍內，機組減溫水用量持續(xù)偏高，尤其是在機組低負荷300～400 MW區(qū)間運行時，機組減溫水用量高達240～250 t/h(正常設計值為150～180 t/h)。在機組減溫水調門全開的情況下，仍需要通過主給水閥門調節(jié)對主給水進行截流的方式提高減溫水給水壓力才能保證機組減溫水正常用量，進而使機組運行參數維持在正常范圍內。在減溫水壓力及流量不穩(wěn)定期間，機組整體調節(jié)性能極差，無法維持正常參數穩(wěn)定運行，經常導致機組鍋爐過熱、再熱汽溫超溫現象的出現。在此運行期間還曾經發(fā)生過2次鍋爐爐膛掉焦導致機組MFT動作發(fā)生滅火的情況。

表1 鍋爐設計煤種和校核煤種

項目設計煤種校核煤種全水分(Mt)/%6.167.35空氣干燥基水分/%0.860.90灰分/%21.7326.05碳/%64.6159.80氫/%2.862.82氧/%2.652.56氮/%1.041.07全硫/%0.950.35高位發(fā)熱量/(MJ·kg-1)25.3423.59低位發(fā)熱量/(MJ·kg-1)24.6222.78干燥無灰基揮發(fā)分/Vdaf16.5412.88哈式可磨系數8475

3 問題原因分析

3.1 鍋爐煤質分析

針對機組鍋爐存在的問題，對鍋爐的入爐煤和2種入場煤進行工業(yè)及結焦特性，結果見表2。

表2 鍋爐入爐煤及入廠煤檢驗結果

項目入爐煤入廠煤坤堅入廠煤德軒全水分/%6.709.504.60空氣干燥基水分/%1.221.950.89灰分/%27.0732.8939固定碳/%55.9846.2143.56變形溫度/℃>15001350>1500軟化溫度/℃>15001380>1500流動溫度/℃>15001420>1500全硫/%1.451.631.28高位發(fā)熱量/(MJ·kg-1)22.5319.3118.50低位發(fā)熱量/(MJ·kg-1)21.8918.6617.97收到基揮發(fā)分/%10.2511.4012.84干燥無灰基揮發(fā)分/%15.4719.7922.77焦渣特性323

根據上述結果，摻配后的入爐煤各項指標基本符合燃燒需求，但入廠煤坤堅灰熔點溫度明顯低于1 500 ℃，屬于極易結焦的范疇，此煤種在高負荷下進入爐膛燃燒，將會在燃燒區(qū)及以上部位造成明顯的結焦。

3.2 鍋爐制粉系統(tǒng)分析

在對煤質進行分析的基礎上，進而對制粉系統(tǒng)進行了排查，分別采取1D、1E磨煤機各一次風管內的煤粉進行稱重及篩分，其分析數據見表3。

表3 1D磨煤粉細度及帶粉量

樣品質量(1min)R90/%R200/%D122.934.040.26D418.692.670.35D535.993.480.28E340.698.080.80E444.096.400.16E547.993.680.13

從表3數據可見，雖然測量值受試驗條件和測點位置約束為粗略統(tǒng)計，但煤粉細度基本為合格狀態(tài)，各管煤粉均勻性略有差異，但情況并不明顯，與以往多次測量的經驗結果基本保持一致。

3.3 鍋爐爐膛觀測及分析

在機組500 MW工況下，對鍋爐整個爐膛溫度進行測量，并通過觀測孔對爐膛內部結焦情況進行觀測。在TMCR工況下，其相關參數及具體溫度場詳見下表4及表5。

表4 鍋爐相關參數設計值 ℃

名稱煙氣進口溫度煙氣出口溫度介質進口溫度介質出口溫度屏式過熱器13931192378421二級過熱器入口管組11921060419489二級過熱器出口管組1045964488541再熱器垂直管組844824416541再熱器過渡管組796779399416再熱器水平管組491396329399一級過熱器出口管組755729389396一級過熱器水平管組699504364389省煤器468438281296

表5 爐膛及尾部煙道溫度場測量 ℃

爐左墻爐前墻爐右墻水平煙道7971078103610579301075921987101210467811068100111439531039爐膛受熱面1223120011401208122212191205113912361259131912971257/130712701361136113051300燃燒器區(qū)域1464138613811429143113361297125412641071

通過與該負荷狀態(tài)下熱力計算書上煙溫進行比對，發(fā)現從上層燃燒器處開始直到爐膛上部水平受熱面處爐膛溫度明顯高于設計值，約偏高100 ℃。通過現場看火孔觀測，發(fā)現屏式過熱器的迎風面及下部、二級過熱器發(fā)現明顯掛焦，下兩層短吹處至上層燃燒器水冷壁發(fā)現大面積片狀結焦。

3.4 爐膛結焦及減溫水超量分析

前期廠用汽車來煤中，至少有一種煤質(坤堅)的灰熔點低于爐膛燃燒區(qū)火焰溫度，無論與其他何種煤種摻配，都不能消除此煤種在燃燒階段熔融(火焰溫度已經大于煤質變形軟化溫度)并粘附在水冷壁上的可能，導致在上層燃燒器區(qū)域直到過熱器區(qū)域受熱面大面積結焦，并且通過吹灰器很難吹掃干凈。近期雖然已經停止使用此煤種，但僅僅表現在不再掉大焦滅火，而粘附在受熱面上的片狀結焦很難去除，從而導致受熱面吸熱能力下降。由于爐膛水冷壁大面積結焦，水冷壁換熱能力下降，爐膛出口煙溫整體偏高，包括屏式過熱器及二級過熱器甚至再熱器區(qū)域，導致過熱器和再熱器出口汽溫升高，被迫加大減溫水量才保證主蒸汽溫度不超溫。

4 處理措施及效果

針對機組發(fā)生的結焦及減溫水超量的問題采取了以下措施：

a. 對入廠煤坤堅此煤種停止使用，保證其不參與任何煤種的摻配，且保證鍋爐運行過程中的煤質穩(wěn)定。

b. 在日常運行過程中加強對受熱面的吹灰，尤其保證機組在低負荷條件下運行中的吹灰次數。在吹灰過程中注意加強對機組運行參數的監(jiān)視，發(fā)現異常情況，及時作出調整。

經上述措施調整后機組長期運行穩(wěn)定，減溫水用量維持在150 t/h左右，效果明顯。

5 結論及建議

鍋爐燃料是保證機組能夠長期穩(wěn)定運行的前提條件，在很大程度上決定著機組運行的經濟性，也是維護機組安全的基石。針對上述問題，提出如下相關建議。

a. 鍋爐燃燒必須首先保證煤質的穩(wěn)定，并且煤質各項指標均應滿足燃燒的需要，無論發(fā)熱量、揮發(fā)分還是灰熔點，以避免煤種對燃燒產生不良影響。在燃料管理方面，必須保證入廠煤質的穩(wěn)定和滿足燃燒需求。這是解決機組結焦滅火及減溫水量偏高所需基礎條件。

b. 在受熱面產生結焦時，在保證不停爐的情況下首先加強吹灰，尤其是在低負荷時保證對水冷壁吹灰，使爐膛受熱面能夠多吸熱，同時在高負荷狀態(tài)下通過快速降負荷來促進大渣塊脫落，受熱面上較為堅固的片狀結焦應在檢修期間徹底清理。在必要的情況下，可以采用除焦劑來進行除焦。

c. 運行過程中采用使爐膛火焰溫度降低的措施，例如在中低負荷盡量減少磨的運行臺數，加大中、下層磨的出力，降低上層磨的出力，使得燃燒器整體出力下移。

d. 停爐檢修期間，需對全爐膛進行除焦除渣作業(yè)；對燃燒器噴口進行降一次風速改造，保證燃燒器的正常投運；對一次風可調式縮孔進行檢修和更換，對制粉系統(tǒng)分離器及時進行清理，確保風粉系統(tǒng)運行良好。

本文責任編輯：王麗斌

Analysis and Treatment of Coking and Water Heating Excessin Boiler of 600 MW Unit

He long,Guo Zonglin

(Hebei Electric Power Construction Adjustment Test Station,Shijiazhuang 050021,China)

For a 600 MW boiler unit serious coking and excessive desuperheating water problems were analyzed from the boiler,coal pulverizing system of boiler furnace,observation and other aspects, that is the cause of coal into the furnace water wall of boiler coking,thus resulting in the root cause of excessive desuperheating water, and put forward relevant measures and suggestions.

boiler coking;desuperheating water excess;combustion

2017-02-07

何 龍(1984-)，男，助理工程師，主要從事機組鍋爐調試工作。

TM621.2

B

1001-9898(2017)03-0060-03