達拉特發(fā)電廠四期2*600MW機組#7、#8鍋爐結(jié)焦原因分析及預(yù)防

王新剛

【摘 要】針對600MW機組鍋爐結(jié)焦、造成汽溫偏高，排煙溫度升高，熱損失增加，鍋爐效率降低，被迫限負(fù)荷的事件，通過認(rèn)真分析探討，認(rèn)為與鍋爐結(jié)構(gòu)，煤質(zhì)因素等原因有關(guān)，經(jīng)過采取措施，問題得到解決，同時，提高了運行調(diào)整等方面的技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】600MW機組；鍋爐；結(jié)焦；原因；預(yù)防

達拉特電廠2*600MW機組#7、#8鍋爐為上海鍋爐有限公司生產(chǎn)的SG2093/17.5-M912型亞臨界壓力一次中間再熱控制循環(huán)汽包爐。鍋爐采用擺動式燃燒器調(diào)溫，四角布置，切向燃燒，正壓直吹式制粉系統(tǒng)，單爐膛、∏型緊身封閉布置，固態(tài)排渣、全鋼架結(jié)構(gòu)、平衡通風(fēng)。配置6臺HP1003型碗式中速磨，每臺磨出口由4根煤粉管道接至同一層四角布置的煤粉燃燒器。本工程設(shè)計和校核煤種為東勝萬利川煤田的煙煤。#7、#8爐至投產(chǎn)以來，經(jīng)過一段時間的運行，發(fā)現(xiàn)2臺爐喉部結(jié)焦嚴(yán)重，屏過、屏再也有掛焦，2臺爐因 掛焦嚴(yán)重而被迫限負(fù)荷，結(jié)焦問題嚴(yán)重影響鍋爐的安全經(jīng)濟滿負(fù)荷運行。為此，針對東勝地區(qū)煤質(zhì)特性、爐膛燃燒器結(jié)構(gòu)、調(diào)整等方面的因素，通過數(shù)據(jù)對比、結(jié)構(gòu)探討、操作研究等手段進行分析解決。

1.設(shè)備狀況

本鍋爐采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配置六臺HP1003型碗式中速磨，燃燒器四角布置，切園燃燒方式。煤粉管道從磨煤機出口供至燃燒器進口，燃燒器進口處彎頭為耐磨彎頭。每臺磨煤機出口由4根煤粉管道接至同一層四角布置的煤粉燃燒器。

煤粉燃燒器呈四角布置，每角燃燒器風(fēng)箱分成十四層燃燒器噴口布置，其中A、B、C、D、E、F六層為一次風(fēng)噴咀，其余八層為二次風(fēng)噴咀。一、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）煤粉噴咀，這不僅能提高低負(fù)荷燃燒的穩(wěn)定性，并能提高燃燒效率。在一次風(fēng)噴口周圍布置周界風(fēng)，不僅能有效地冷卻一次風(fēng)噴口，還能改善煤種適應(yīng)性，在AB、CD、EF三層二次風(fēng)風(fēng)室內(nèi)設(shè)有啟動及助燃用12支輕油點火油槍。采用機械壓力霧化方式，燃耗油容量按18%負(fù)荷設(shè)計，點火裝置采用高能電火花點火器。

為降低四角切向燃燒引起的爐膛出口及水平煙道中煙氣的殘余旋轉(zhuǎn)造成的煙氣側(cè)的屏間熱偏差，采用（SBWL-CFS）一次風(fēng)對沖，二次風(fēng)同心正反切燃燒系統(tǒng)，燃燼風(fēng)（0FA）和部分消旋二次風(fēng)，使?fàn)t內(nèi)氣流的旋轉(zhuǎn)強度具有一定的可調(diào)性。下部的啟轉(zhuǎn)二次風(fēng)BC及AB、CD、EF層油二次風(fēng)與一次風(fēng)噴咀分別順時針偏轉(zhuǎn)15°及4.5°，它們牽引對沖的一次風(fēng)粉形成了作順時針旋轉(zhuǎn)的爐內(nèi)主氣流。上部的消旋二次風(fēng)OFA、FF和EF與一次風(fēng)噴咀逆時針偏轉(zhuǎn)25°和20°，它們能起到減輕和消除爐內(nèi)燃燒末期氣流殘余旋轉(zhuǎn)的功能。AA層二次風(fēng)考慮托粉，故不做偏轉(zhuǎn)。采用不同的二次風(fēng)偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)使?fàn)t內(nèi)空氣動力場有利于穩(wěn)定燃燒，降低NOx排放和減少結(jié)渣（煤質(zhì)結(jié)渣判別見表1）。

2.結(jié)渣原因分析

形成積灰和結(jié)渣的條件是燃料中的灰分、較高的爐溫和較低的灰熔點。影響鍋爐積灰和結(jié)渣的因素很多，除了與燃煤中的灰分含量、灰熔點及鍋爐受熱面的布置方式有關(guān)外，還與鍋爐的負(fù)荷、火焰中心的位置（是否偏斜或偏上）、爐內(nèi)空氣量及燃料與空氣的混合程度等因素有關(guān)。如果爐內(nèi)空氣量不足或燃料與空氣的混合不充分，均會使?fàn)t內(nèi)生成較多的還原性氣體，以致灰的熔點降低，使積灰和結(jié)焦加劇。

本爐結(jié)渣的部位主要集中在上層燃燒器及靠上幾米的位置，該區(qū)域結(jié)渣如不能及時有效的控制，將使未凝固的渣落到底部排口，形成掛焦或堵渣。本廠燃用煤種屬嚴(yán)重結(jié)渣煤，為了解決四期#7、#8爐的結(jié)渣問題，總結(jié)出以下結(jié)渣原因：

（1）煤質(zhì)特性：設(shè)計煤種的變形溫度為1090℃，校核煤種的變形溫度為1109℃，都小于1200℃，為結(jié)焦較強煤種。

（2）爐膛結(jié)構(gòu)特點：

鍋爐爐膛冷灰斗角度只有55度，且落渣口直線距離只有1.2米，所以在此區(qū)域極易結(jié)渣；最上排燃燒器噴口中心線標(biāo)高35.47米，距分隔屏底距離20.13米，最下排燃燒器噴口中心線標(biāo)高26.17米，至冷灰斗轉(zhuǎn)角距離5.96米。作為2093T的鍋爐，本人認(rèn)為此二者距離偏低，且燃燒器布置也比較集中，該區(qū)域熱負(fù)荷大，爐膛溫度高，極易在此周圍受熱面結(jié)焦。

（3）進行合適的負(fù)荷、煤量、風(fēng)量和磨組的搭配。

A.總控制煤量在5臺磨運行時小于310T/H，4臺磨運行時小于250T/H，單臺磨最大煤量不大于65T/H。

B.500MW以上負(fù)荷盡量不安排上層F磨運行，如運行，煤量在40 T/H左右。

C.嚴(yán)禁鍋爐在小氧量運行。550～600MW負(fù)荷時運行風(fēng)量不小于114%。

D.500MW以上負(fù)荷時，AB，BC，CD，DE，EF二次風(fēng)門手動控制在50%～60%；500MW以下，控制在40%～50%的開度。

（4）積灰結(jié)渣的過程分析：

爐灰由各種成分組成，高溫處灰粒一般為液態(tài)或軟化狀態(tài)，隨著煙氣活動溫度逐漸降低，當(dāng)接觸到受熱面時，仍保持軟化狀態(tài)黏附在受熱面上形成積灰.由于灰的導(dǎo)熱性差使積灰的外表溫度逐漸升高，又由于積灰使壁面粗糙性增大，使處于軟化狀態(tài)的灰更容易黏附，因而在外面形成第一層渣，周而復(fù)始，外表溫度越來越高，結(jié)渣越來越厚，因而結(jié)渣的過程也是自動加劇的過程，吹灰除焦如不及時會加重結(jié)渣程度。

3.結(jié)論及預(yù)防措施

由以上分析得出結(jié)論，達拉特發(fā)電廠四期7，8號鍋爐燃用煤為易結(jié)渣煤，還由于爐膛結(jié)構(gòu)有不完善的地方，加上其他意外因素，發(fā)生結(jié)渣是不可避免的。

關(guān)鍵是通過一些調(diào)整方式、負(fù)荷調(diào)度、煤量匹配，檢修維護，定期吹灰等手段，人為的減少結(jié)焦，為此采取以下措施：

（1）由于煤質(zhì)先天不好，那么就應(yīng)該加強入廠煤的化驗和質(zhì)檢工作，使入廠煤質(zhì)指標(biāo)達到規(guī)定值。

（2）大負(fù)荷時，盡量不安排最上層磨F磨運行，如由于其他磨有檢修或其他原因不能運行時，則F磨煤量控制在40t/h左右，但總煤量不大于310t/h，否則降負(fù)荷調(diào)節(jié)，嚴(yán)禁為了強帶負(fù)荷而影響鍋爐的安全、經(jīng)濟運行。

（3）在燃燒調(diào)整方面，嚴(yán)格按照參照表執(zhí)行，上層磨風(fēng)量要大，煤量要小，下層磨煤量大，但AA層開度不能小于50%，以利于煤粉在爐內(nèi)徹底燃燒，降低出口煙溫，預(yù)防結(jié)焦。

（4）嚴(yán)禁風(fēng)量大或者缺氧燃燒，兩者都會導(dǎo)致結(jié)焦加劇。

（5）加強檢修人員對吹灰系統(tǒng)的維護，使所有吹灰器都能按時發(fā)揮作用，運行人員嚴(yán)格執(zhí)行吹灰制度，在允許范圍內(nèi)增加吹灰次數(shù)等都是預(yù)防結(jié)焦的好辦法。

（6）在原煤中添加除焦劑，提高灰熔點，可避免結(jié)焦，同時減少了Na、Ka、Cl等離子化合物，以降低低灰熔點對爐管的腐蝕，通過一段時間的觀察，效果比較明顯。

（7）對重點結(jié)焦部位應(yīng)加強監(jiān)視，增加巡檢次數(shù)，發(fā)現(xiàn)有輕微掛焦時應(yīng)及時清焦，防止越掛越多，影響鍋爐的安全運行。 [科]

【參考文獻】

[1]達拉特發(fā)電廠.600MW機組集控運行規(guī)程，2006.

[2]趙鳳山.300MW火電機組技術(shù)論文集.遠方出版社，2002.