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某電廠鍋爐結(jié)焦問題的原因分析

2008-05-14 14:40    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  近一段時(shí)期以來,某電廠3爐在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)經(jīng)常發(fā)生掉焦滅火的情況,并且投用了大量助燃用油,這不僅嚴(yán)重影響了鍋爐機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,也給設(shè)備安全、人身安全帶來了許多隱患,因此急需找到引起爐膛結(jié)焦和鍋爐燃燒穩(wěn)定性差的主要原因,以便采取針對性的措施加以解決,從而保證機(jī)組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

  1.鍋爐設(shè)計(jì)簡介

  該廠3#爐是由北京巴布科克。威爾科克斯有限公司(Babcock&Wilcox)生產(chǎn)的BWB-1025/18.3-M型亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、單汽包、自然循環(huán)、半露天、單爐膛、Π型布置、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣煤粉鍋爐。鍋爐設(shè)計(jì)煤種為晉中貧煤,采用鋼球磨中間儲倉式熱風(fēng)送粉系統(tǒng),前后墻對沖燃燒方式。配置有4臺MTZ35.70鋼球磨煤機(jī),前后墻各3層共24個(gè)B&W公司標(biāo)準(zhǔn)的EI-DRB型旋流燃燒器,前后墻各8個(gè)三次風(fēng)噴口分2層布置在各層燃燒器之間,在尾部豎井下設(shè)置有2臺容克式三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。鍋爐輔機(jī)配有2臺成都風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)、2臺上海風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的動(dòng)葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)、2臺上海風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的離心式一次風(fēng)機(jī)

  2.鍋爐掉焦滅火情況

  3#爐滅火的表現(xiàn)形式一般都是機(jī)組從高負(fù)荷降至低負(fù)荷一段時(shí)間后,鍋爐突然發(fā)生掉焦情況,造成鍋爐爐膛首先正壓(正壓200Pa左右),然后立即大負(fù)壓(1000Pa左右)導(dǎo)致鍋爐滅火。為了減輕鍋爐掉焦,電廠運(yùn)行人員采取了增大燃燒器內(nèi)外調(diào)風(fēng)擋板開度等措施,但效果不明顯,反而出現(xiàn)了鍋爐燃燒穩(wěn)定性下降的情況。為此又利用3#爐停爐機(jī)會重新對部分燃燒器內(nèi)外調(diào)風(fēng)擋板開度按原來推薦值進(jìn)行了調(diào)整,調(diào)整后的鍋爐掉焦情況有所好轉(zhuǎn),燃燒穩(wěn)定性增強(qiáng),由掉焦引起的鍋爐滅火情況大為減少。有一個(gè)值得注意的情況是,停爐檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)左側(cè)墻*后墻的部位,第2層燃燒器標(biāo)高以上區(qū)域(約4平方米)存在掛焦情況,檢修中已清除

  3.鍋爐結(jié)焦主要原因分析

  影響鍋爐結(jié)渣的因素主要有3個(gè)方面:煤灰成分與組成、爐膛環(huán)境溫度和爐內(nèi)空氣動(dòng)力場。煤灰成分與組成是產(chǎn)生結(jié)焦的根源,爐膛環(huán)境溫度是影響結(jié)渣的首要外部因素,爐內(nèi)空氣動(dòng)力場組織的好壞,則對鍋爐結(jié)渣具有重要作用。經(jīng)分析認(rèn)為3#爐結(jié)焦、掉焦的主要原因有以下幾個(gè)方面:

 。1)中層燃燒器標(biāo)高以上的兩側(cè)墻局部區(qū)域存在煤粉火焰刷墻的情況,造成局部區(qū)域高溫,形成一定的結(jié)焦氣氛(還原性氣氛CO),導(dǎo)致鍋爐局部區(qū)域結(jié)焦。該廠3#、4#爐為同型號鍋爐,燃用同樣的煤種,分析燃用煤的灰熔點(diǎn)均大于1500℃。3#爐的結(jié)焦情況很明顯,而4#爐結(jié)焦情況較輕微,由此判定3#爐煤粉可能存在刷墻情況。檢修中發(fā)現(xiàn),3#爐大部分燃燒器一次風(fēng)噴口內(nèi)的均流錐嚴(yán)重磨損并脫落,導(dǎo)致一次風(fēng)噴口處的煤粉分布很不均勻;另外由于部分燃燒器噴口燒損變形,使一次風(fēng)噴口角度產(chǎn)生一定程度的偏斜,造成一次風(fēng)煤粉火焰刷墻并結(jié)焦。

  負(fù)荷的變化是導(dǎo)致3#爐掉較大焦塊的直接原因。在機(jī)組高負(fù)荷下,由于爐膛溫度較高,為刷墻的煤粉結(jié)焦創(chuàng)造了有利條件,結(jié)焦的面積和厚度都較大,當(dāng)機(jī)組降到180MW左右的低負(fù)荷以后,隨著爐膛溫度的降低和鍋爐運(yùn)行參數(shù)的降低,積聚在水冷壁表面的灰渣由于溫度下降導(dǎo)致其由高負(fù)荷下的熔融狀態(tài)向固態(tài)化方向轉(zhuǎn)變,并且對水冷壁的附著力也大大下降,從而在某種特定情況下發(fā)生掉焦。鍋爐的大焦塊掉在撈渣機(jī)后,瞬間產(chǎn)生大量的水蒸氣,破壞撈渣機(jī)的水封,同時(shí)使?fàn)t底漏入大量冷風(fēng),造成燃燒器區(qū)域(尤其是下排燃燒器區(qū)域)煤粉火焰著火狀況的嚴(yán)重惡化,使?fàn)t膛負(fù)壓產(chǎn)生劇烈波動(dòng)(超限)而引起鍋爐滅火。

 。2)爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況組織比較混亂

  檢查發(fā)現(xiàn)鍋爐掉焦滅火頻繁時(shí),燃燒器的內(nèi)、外二次風(fēng)調(diào)風(fēng)擋板開度位置比較混亂并且開度普遍偏大,大部分沒有在冷態(tài)空氣動(dòng)力場推薦的開度值附近,造成雙調(diào)風(fēng)燃燒器的旋流強(qiáng)度偏小,其卷吸高溫?zé)煔獾哪芰p弱,燃燒器的自穩(wěn)燃性能下降,從而導(dǎo)致一次風(fēng)煤粉火焰燃燒推遲,增大了煤粉刷墻結(jié)焦的可能性,同時(shí)鍋爐抗外界擾動(dòng)(如掉焦)的能力也大幅度下降。而將燃燒器內(nèi)、外二次風(fēng)調(diào)風(fēng)擋板開度恢復(fù)到推薦值附近時(shí),鍋爐掉焦滅火現(xiàn)象則明顯減少。

 。3)爐膛下部漏風(fēng)大,使下排燃燒器的燃燒穩(wěn)定性下降,著火推遲,造成爐膛火焰中心升高,而下排燃燒器延遲著火的煤粉在中、上排燃燒器區(qū)域充分燃燒,使該部位爐膛溫度較高,促使中、上排燃燒器著火提前,該區(qū)域的爐膛溫度進(jìn)一步提高,從而增大了在中、上排燃燒器區(qū)域間的結(jié)焦幾率。3#、4#爐燃燒器區(qū)域爐膛溫度的對比測試結(jié)果也證實(shí)了3#爐確實(shí)存在局部高溫區(qū),從測量結(jié)果來看,3#爐下排燃燒器及冷灰斗區(qū)域的平均溫度比4#爐低20℃;中排燃燒器區(qū)域的平均溫度比4#爐高20℃;上排燃燒器區(qū)域的平均溫度比4#爐高40℃。另外爐膛下部漏風(fēng)較大,也使3#爐抗外界干擾的能力減弱,在檢查爐底水封時(shí)發(fā)現(xiàn),水封槽內(nèi)積滿了灰,只有很少量的水,因此水封效果大打折扣,必然存在較大的爐底漏風(fēng)。

  4.采取的措施

  為有效解決3#爐頻繁掉焦滅火問題,采取了以下綜合治理措施。

  (1)嚴(yán)把鍋爐燃燒器的檢修質(zhì)量關(guān)

  利用機(jī)組中修的機(jī)會,對磨損嚴(yán)重或脫落的一次風(fēng)噴口內(nèi)的均流錐進(jìn)行了更換;對燒損變形、發(fā)生偏斜的燃燒器噴口及時(shí)進(jìn)行了修整和校正,以防止燃燒器一次風(fēng)噴口處煤粉分布不均和煤粉火焰發(fā)生偏斜而引起爐膛局部結(jié)焦。

  (2)機(jī)組啟動(dòng)前對鍋爐進(jìn)行冷態(tài)空氣動(dòng)力場試驗(yàn)

  通過試驗(yàn)找出燃燒器合理的配風(fēng)方式和最佳的內(nèi)、外調(diào)風(fēng)擋板位置,使?fàn)t內(nèi)組織起良好的空氣動(dòng)力工況,確保鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

  (3)消除爐膛底部的漏風(fēng)

  重點(diǎn)檢查了鍋爐水封槽插板與水封結(jié)合處是否存在漏風(fēng),并對水封槽內(nèi)存在的積灰進(jìn)行清理,同時(shí)在運(yùn)行中盡量提高水封槽水位,使?fàn)t底密封更嚴(yán)密。

 。4)做好煤質(zhì)分析和配煤工作

  燃料公司對不同類型的來煤分別存放,并按照規(guī)定的煤質(zhì)要求嚴(yán)格準(zhǔn)確配煤。

 。5)保證鍋爐氧量表指示準(zhǔn)確、可靠、及時(shí)對氧量表進(jìn)行了標(biāo)定,便于運(yùn)行人員合理控制鍋爐運(yùn)行氧量,優(yōu)化鍋爐燃燒,減少因缺風(fēng)造成的鍋爐結(jié)焦積灰問題。

 。6)盡量使各燃燒器一、二次風(fēng)速保持一致,同時(shí)控制較為合適的一次風(fēng)煤粉濃度和保持合適的煤粉細(xì)度,以保持爐膛溫度場分布的均勻性。

 。7)保證所有吹灰器能夠正常投入;吹灰時(shí)間間隔嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行,在鍋爐升降負(fù)荷及爐膛吹灰時(shí)加強(qiáng)對爐膛負(fù)壓的監(jiān)視,以防止鍋爐掉焦塌灰滅火。

  結(jié)束語:

  在采取上述各項(xiàng)綜合治理措施對3#爐進(jìn)行全面中修和運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整后,其安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平有了很大提高,半年多來沒有再發(fā)生掉焦滅火事故,這說明所采取的措施和方案是行之有效的。

延伸閱讀:電廠 鍋爐 結(jié)焦
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