一起鍋爐滅火事件的分析與防范

李衍平

（華電國際萊城發(fā)電廠，山東 濟(jì)南 271100）

0 引言

某廠1號機(jī)組采用SG-1113／17.50-M887型亞臨界、一次中間再熱、控制循環(huán)汽包爐。鍋爐采用全擺動直流式燃燒器調(diào)溫、四角布置、切圓燃燒；雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)冷一次風(fēng)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配3臺MGS4060雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，單爐膛、∏型露天布置、固態(tài)排渣、全鋼架結(jié)構(gòu)、平衡通風(fēng)。每角燃燒器風(fēng)箱分為 19 層，A1、A2、B1、B2、C1、C2為6層一次風(fēng)噴嘴；油燃燒器3層；二次風(fēng)噴嘴6層；頂部燃燼風(fēng)采用分離燃燼風(fēng)技術(shù)在爐膛不同高度布置兩層OFA和兩層SOFA。一次風(fēng)和二次風(fēng)呈間隔排列。一次風(fēng)采用濃淡分離寬調(diào)節(jié)比（WR）煤粉噴嘴。

1 故障現(xiàn)象

4 月 27 日 4∶00∶40，1 號機(jī)組負(fù)荷 168.3 MW，主汽壓力 10.5 MPa，總?cè)剂狭?78 t／h，總風(fēng)量 665 t／h，一次風(fēng)機(jī)出口壓力7.5 kPa，1A和1B磨煤機(jī)運(yùn)行。1A磨煤機(jī)料位差壓623.5／587 Pa，1B磨煤機(jī)料位差壓 593.5／543 Pa，A側(cè)氧量 4.3%，B側(cè)氧量 4.5%。4∶00∶45 爐膛負(fù)壓由-20 Pa 開始向下波動，4∶00∶50投入 A1和 A3油槍助燃，4∶00∶51爐膛負(fù)壓最低至-1 086.3 Pa，鍋爐 MFT，發(fā)生全爐膛無火［1］。

2 故障檢查及原因分析

2.1 運(yùn)行人員操作和系統(tǒng)參數(shù)情況

查閱歷史數(shù)據(jù)、操作員記錄、詢問當(dāng)時監(jiān)盤人員滅火前［2］的主要操作：

4月 26日 20∶56，A磨煤機(jī)旁路風(fēng)門開度由6.5%調(diào)整至17.5%。20∶51，B磨煤機(jī)旁路風(fēng)門開度由11.2%調(diào)整至17.5%。

4月27日3∶50，A磨煤機(jī)A1容量風(fēng)門開度由41%調(diào)整至43.3%，A2容量風(fēng)門開度由43%調(diào)整至45.5%，B磨煤機(jī)B1容量風(fēng)門開度由40.5%調(diào)整至46.5%，B2容量風(fēng)門開度由42.3%調(diào)整至49%。4∶00∶50，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)火焰電視變黑，投 A1、A3 油槍助燃［3］。

2.2 檢查鍋爐MFT發(fā)生前后相關(guān)參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)

2.2.1 鍋爐燃燒變化情況

4∶00∶40爐膛負(fù)壓由-20 Pa開始逐步向下波動，04∶00∶45 A13 火檢無火，04∶00∶47 火 檢 A14、B23、A21、A23、A24 相繼無火，04∶00∶48 火檢 B21、B24、B11 相繼無火，4∶00∶49 火檢 B14、A12 無火，4∶00∶51，火檢 A22、B13、B12 無火，全爐膛無火［4］，爐膛負(fù)壓最低至-1 086.3 Pa，鍋爐MFT。

2.2.2 風(fēng)煙系統(tǒng)檢查情況

檢查引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)電流［5］、變頻、進(jìn)或出口風(fēng)壓、擋板門開度等參數(shù)穩(wěn)定，無異常變化。爐膛出口煙氣氧量在4%左右，二次風(fēng)總量約600 t／h，AB側(cè)二次風(fēng)風(fēng)箱壓力與爐膛壓力壓差分別為0.7 kPa和0.6 kPa，各角二次風(fēng)擋板門保持穩(wěn)定，無異常操作。

2.2.3 制粉系統(tǒng)檢查情況

檢查滅火前1A、1B磨煤機(jī)各參數(shù)基本穩(wěn)定，無異常變化。冷風(fēng)門前截門及調(diào)門已全部關(guān)閉，容量風(fēng)門、旁路風(fēng)門開度基本保持穩(wěn)定。磨煤機(jī)料位較穩(wěn)定，在正常范圍內(nèi)波動。檢查發(fā)現(xiàn)A13粉管的風(fēng)壓、風(fēng)速波動較大，風(fēng)壓由0至0.6 kPa、風(fēng)速由0至24.8 m／s范圍內(nèi)波動。

2.3 原因分析

全爐膛無火保護(hù)動作是鍋爐滅火的直接原因。爐內(nèi)空氣動力場紊亂導(dǎo)致鍋爐燃燒不穩(wěn)、抗干擾能力差，是滅火的主要原因［6］。利用機(jī)組停運(yùn)機(jī)會再次核查爐內(nèi)空氣動力場情況，發(fā)現(xiàn)存在的問題：主燃燒區(qū)燃燒器設(shè)計切角1號和3號為35°，2號和4號角為47°，經(jīng)測量二次風(fēng)切角誤差較大，大多超過了允許偏差（0.5°），造成假想切圓偏小，不利于燃燒穩(wěn)定；一次風(fēng)速偏差大，尤其是A1、A2層偏差數(shù)量較多，導(dǎo)致鍋爐下層燃燒紊亂，抗干擾性能較差。

3 故障處理及防范措施

3.1 進(jìn)行空氣動力場調(diào)整

利用電網(wǎng)調(diào)停間隙對該廠1號機(jī)組鍋爐空氣動力場進(jìn)行了核對，發(fā)現(xiàn)1號鍋爐動力場存在嚴(yán)重問題：

1）12只燃燒器二次風(fēng)噴嘴角度誤差較大（允許偏差＜0.5°）。

2）10只火嘴一次風(fēng)速偏差大，其中A1及A2層偏差數(shù)量較多（允許偏差＜5%）。對二次風(fēng)噴嘴角度進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整情況見表1所示。

進(jìn)行制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)及燃燒調(diào)整試驗(yàn)（含風(fēng)煤比、二次風(fēng)分配等），修訂完善低負(fù)荷工況下鍋爐穩(wěn)定燃燒運(yùn)行調(diào)整措施。重新進(jìn)行空氣動力場試驗(yàn)，加強(qiáng)驗(yàn)收和調(diào)整確認(rèn)，進(jìn)一步改善動力場狀況。高度重視燃燒器設(shè)備檢修和空氣動力場試驗(yàn)工作，確保檢修質(zhì)量，冷熱態(tài)燃燒調(diào)整試驗(yàn)工作要加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)控，做好效果對比分析工作。

3.2 低負(fù)荷時配風(fēng)方式不當(dāng)

在低負(fù)荷運(yùn)行時對鍋爐配風(fēng)方式進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)1號爐滅火前在燃盡風(fēng)全部投入的情況下，二次風(fēng)配風(fēng)較為分散，主燃燒器區(qū)域二次風(fēng)配風(fēng)少、二次風(fēng)速偏低，動量不足，剛性差，卷吸高溫?zé)煔饽芰档停瑝夯?、托火、補(bǔ)風(fēng)效果差，致使燃燒穩(wěn)定性進(jìn)一步降低。

3.3 旁路風(fēng)門開啟后的擾動影響

滅火前兩天連續(xù)下雨煤濕，1A和1B磨煤機(jī)出口溫度持續(xù)降低，干燥出力不足，出粉逐步減少，運(yùn)行人員開大旁路風(fēng)門導(dǎo)致煤粉濃度進(jìn)一步稀釋降低，風(fēng)速增大，著火距離變遠(yuǎn)，導(dǎo)致燃燒強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)一步減弱。

表1 燃燒器二次風(fēng)噴嘴切角測量及調(diào)整前后對比表 （°）

3.4 調(diào)整分離器折向擋板

在機(jī)組檢修期間，消除設(shè)備存在缺陷，將所有分離器折向擋板調(diào)整至原位置；對送粉管道加裝風(fēng)速測量裝置，全部加裝煤粉濃度測量裝置。細(xì)化入爐煤摻配摻燒工作，運(yùn)行人員及時了解入爐煤質(zhì)變化情況，做好相關(guān)運(yùn)行操作調(diào)整措施。

4 結(jié)語

針對此次鍋爐滅火事件進(jìn)行了原因分析，調(diào)整了鍋爐二次風(fēng)擋板角度并通過空氣動力場試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。之后的運(yùn)行中保證鍋爐燃用接近設(shè)計的煤種，細(xì)化煤粉摻燒，鍋爐著火情況得到了很大改觀，未再出現(xiàn)鍋爐滅火的情況。