#3機組結(jié)掉焦原因分析

#3機鍋爐情況簡要介紹：我廠#3機組鍋爐是亞臨界中間一次再熱W火焰自然循環(huán)爐，于2014年完成低氮改造后，因供風(fēng)方式，燃燒方式、煤質(zhì)變化等原因，爐膛還原性氛圍加劇，鍋爐結(jié)焦情況嚴(yán)重，后雖經(jīng)未燃帶優(yōu)化、二次風(fēng)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化改造，燃盡風(fēng)噴口改造，燃燒器噴口改造及多次燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗，鍋爐結(jié)焦仍未有明顯好轉(zhuǎn)。2018年11月份進(jìn)行了#3爐燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗。2019年1月份#3爐燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗已完成。3月20日西工院已出具試驗報告，運行部進(jìn)行了針對性培訓(xùn)。2020年4月24日——5月25日#3爐掉焦12次、捅焦41次。針對#3鍋爐負(fù)壓波動和鍋爐捅焦特點，5月7日，運行部將周界風(fēng)擋板全部由100%關(guān)至70%，負(fù)壓波動和捅焦頻次好轉(zhuǎn)，繼續(xù)觀察。接下來的工作：對鍋爐廠家編制的未燃帶改造方案進(jìn)行評審和優(yōu)化調(diào)整，擬將前后墻乏風(fēng)與拱下F風(fēng)間花狀未燃帶、拱下F風(fēng)中間部位600mm高度未燃帶去除（共計約30m2）.目前采取的措施：1、運行部繼續(xù)執(zhí)行二單元鍋爐防結(jié)掉大焦措施2、策劃部協(xié)調(diào)做好煤質(zhì)摻配工作，避免三高（負(fù)荷高、熱值高、硫分高）問題的疊加發(fā)生3、運行部做好#3、#4爐的燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗后數(shù)據(jù)的分析機培訓(xùn)工作，并結(jié)合鍋爐負(fù)壓波動和捅焦變化情況，及時進(jìn)行燃燒調(diào)整。4、檢修利用檢修機會，實施未燃帶優(yōu)化改造項目。

針對目前存在的結(jié)掉焦問題，筆者的分析思路為：鍋爐結(jié)焦原因大體從三個方面考慮，一個是煤質(zhì)原因，一個是鍋爐燃燒的調(diào)整，一個是燃燒設(shè)備本身的原因。

一、 煤質(zhì)方面

筆者對#3機組入爐煤質(zhì)連續(xù)半個多月來煤質(zhì)熱值變化和硫分變化情況見下圖1機組燃煤質(zhì)量。根據(jù)對機組燃煤測定揮發(fā)分后的焦渣特征持續(xù)觀察， #3機燃煤焦渣特性為2型（黏結(jié)）。結(jié)渣性是測定煤灰在煤自身的反應(yīng)熱作用下發(fā)生形態(tài)變化的特性，受著煤灰成分及煤灰產(chǎn)率雙重因素的影響。它比灰熔點能更好地反映灰的成渣特性。一般實驗室中，都配備了灰熔點測定儀，但通過運行實踐我們發(fā)現(xiàn)，有時煤的的軟化溫度即使超過了1350度，鍋爐在運行中還是出現(xiàn)了結(jié)焦現(xiàn)象。究其原因，以陽泉煤和大同煤為例，陽泉煤的變形溫度DT大于1500度，大同煤灰的軟化溫度ST等于1270度，雖然灰熔融性大不同，但結(jié)渣率卻彼此相近，其原因就是陽泉煤灰分產(chǎn)率高于大同煤。大同煤灰熔點雖低，但它的灰分也低，所以結(jié)渣率并不高。我廠#3機組入爐煤的軟化溫度根據(jù)長期統(tǒng)計來看，均大于1500度。通過在流速0.1m/s時的結(jié)渣率和灰熔點，灰含量關(guān)系式可知，機組結(jié)焦率在50%左右。此外，鍋爐煤粉燃燒所處周圍氣氛對結(jié)渣性也有一定影響，因為還原性氣氛測得的熔點比氧化性氣氛測得的要低，因此，煤在還原性氣氛中比在氧化性氣氛中的結(jié)渣率高。#3鍋爐在2014年進(jìn)行了低氮改造，直接加劇了爐膛的還原性氣氛。煤中的硫含量也是影響結(jié)渣性的因素之一，煤中硫含量越高，灰熔點越低，相應(yīng)煤的結(jié)渣性也隨之升高，就我廠#3機組燃用硫分，通過數(shù)據(jù)比對，一直控制在較低水平。

二、 鍋爐燃燒的調(diào)整

6月1日—6月19日#3鍋爐總共捅焦次數(shù)為27次，發(fā)生負(fù)壓波動次數(shù)為5次，負(fù)壓不穩(wěn)基本上發(fā)生在高負(fù)荷階段。根據(jù)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，鍋爐掉大焦和A磨可能存在微妙的關(guān)系。

在5日到8日A磨連續(xù)運行時間內(nèi)，鍋爐捅焦次數(shù)為5次 ，占比18.5%，負(fù)壓不穩(wěn)1次。8日---12日A磨連續(xù)運行時間內(nèi)，鍋爐捅焦次數(shù)為9次，占比33.3%，負(fù)壓不穩(wěn)1次。12日---15日A磨連續(xù)運行時間內(nèi)，鍋爐捅焦次數(shù)為5次，占比18.5%，負(fù)壓不穩(wěn)2次。

通過曲線分析，A磨的風(fēng)粉配比存在不平衡，看下圖

通過對焦塊顏色和底渣含碳量可以佐證鍋爐燃燒不充分，煤的燃燒步驟為水分蒸發(fā)，緊接著是揮發(fā)分的析出，然后是焦炭的燃燒。

3A側(cè)飛灰可燃物含量普遍高于3B側(cè)飛灰可燃物含量，存在偏燒可能。

吹灰對結(jié)焦的影響，本次未考慮。

三、 燃燒設(shè)備影響

爐膛容積熱負(fù)荷、爐膛斷面熱負(fù)荷、燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷、爐膛幾何尺寸對鍋爐結(jié)焦有直接關(guān)系。爐膛容積熱負(fù)荷設(shè)計值的選取不但影響煤的燃盡，更重要的是影響爐膛出口溫度和爐膛溫度。爐膛環(huán)境溫度是影響結(jié)焦的外部因素，空氣動力場組織的好壞，對鍋爐結(jié)焦有重要作用。

針對發(fā)現(xiàn)的A磨組風(fēng)粉配比長期不平衡問題，運行人員采取了相應(yīng)的處置措施，密切跟蹤負(fù)荷變化，使A磨組風(fēng)煤比處于允許范圍內(nèi)。 ? ? ? 通過對噴燃器的檢查發(fā)現(xiàn)，有部分噴燃器乏汽管路出現(xiàn)堵塞，在燃燒區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重還原性氣氛，導(dǎo)致燃燒不充分，底渣可燃物含量偏多。大量未完全燃燒煤粘結(jié)在水冷壁上，在負(fù)荷擾動的情況下，發(fā)生脫落，導(dǎo)致負(fù)壓波動。對堵塞乏汽管路，進(jìn)行了相應(yīng)的疏通。通過上述工作，經(jīng)過一個月的觀察，#3鍋爐結(jié)掉焦情況出現(xiàn)明顯好轉(zhuǎn)。

接下來的工作，需要對底渣系統(tǒng)3個灰斗分別進(jìn)行采樣化驗，以確定是否存在偏燒?？紤]進(jìn)行煤灰成分的分析，以進(jìn)一步確定鍋爐結(jié)焦性的預(yù)判。優(yōu)化對鍋爐煤粉細(xì)度的采樣化驗，建議將磨組出口分離器改成動態(tài)遠(yuǎn)程可控調(diào)整模式。

作者簡介：郭子雷，本科，1985年3月15日，男，漢族，籍貫是山東德州，華能上安電廠，工程師，研究方向是化學(xué)化驗和燃煤技術(shù)