煤氣鍋爐的運(yùn)行優(yōu)化

王偉明,陳永峰,劉恒,張文善,王楊華

煤氣鍋爐的運(yùn)行優(yōu)化

王偉明,陳永峰,劉恒,張文善,王楊華

(安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)有限公司，河南安陽(yáng)455004)

針對(duì)煤氣鍋爐運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析,提出了解決辦法，取得了很好的效果，提高了鍋爐的出力，保證了鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

鍋爐；運(yùn)行；優(yōu)化

1 概述

安鋼9#鍋爐為江西鍋爐廠設(shè)計(jì)的以燃高爐煤氣為主、焦?fàn)t煤氣為輔的中溫、中壓電站鍋爐，型號(hào)為：JG—180/3.82—Q，蒸發(fā)量為180 t/h，2007年6月建成投產(chǎn)，為站內(nèi)汽輪機(jī)組運(yùn)行提供壓力3.3±0.2 MPa、溫度435±10℃的過(guò)熱蒸汽。鍋爐運(yùn)行采用四角五層切圓燃燒（見圖1），四角配有氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，含氧量及負(fù)壓主要靠調(diào)整送、引風(fēng)機(jī)出、入口擋板開度來(lái)控制，鍋爐自投產(chǎn)以來(lái)由于受裝機(jī)容量的限制，一直未能達(dá)到額定負(fù)荷運(yùn)行。

圖1 鍋爐燃燒方式

2 存在的問(wèn)題

隨著運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，設(shè)備進(jìn)入檢修期，逐漸曝露出多種問(wèn)題，制約了鍋爐高負(fù)荷運(yùn)行，主要有以下幾方面：

（1）母管煤氣壓力突升時(shí)，爐膛容易發(fā)生共振，壓力升幅越大，爐膛共振越劇烈；

（2）由于鍋爐長(zhǎng)期不能滿負(fù)荷運(yùn)行，平時(shí)負(fù)荷保持在130～140 t/h，上兩層的煤氣閥門長(zhǎng)時(shí)間處于關(guān)閉不動(dòng)狀態(tài)，造成多臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥軸套進(jìn)灰卡死，使用中的三層部分氣動(dòng)調(diào)節(jié)裝置也有損壞；

（3）爐膛四角一、二層燃燒器旋流片燒損嚴(yán)重，火焰不能均勻布置，造成偏燒。

3 原因分析

3.1 鍋爐原運(yùn)行調(diào)節(jié)方式為各層燃燒器配風(fēng)調(diào)節(jié)開度為100%，爐膛含氧量通過(guò)調(diào)節(jié)兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)擋板開度來(lái)控制，負(fù)荷調(diào)整通過(guò)控制各層燃燒器進(jìn)煤氣量來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于受裝機(jī)容量影響，鍋爐長(zhǎng)時(shí)間在額定負(fù)荷的70%以下運(yùn)行，日常調(diào)節(jié)只投用了下三層燃燒器。通過(guò)對(duì)多次煤氣壓力突升及爐膛發(fā)生共振時(shí)的運(yùn)行參數(shù)分析來(lái)看，每次爐膛發(fā)生共振時(shí)含氧量突變?yōu)椤?”，同時(shí)爐膛顯示正壓，這時(shí)只有通過(guò)快速減少煤氣燃燒，降低負(fù)荷才能消除。我們認(rèn)為，在壓力突升過(guò)程中，大量煤氣由四角涌入，而參與四角

助燃的風(fēng)量不足以讓煤氣完全燃燒，部分未燃燒的煤氣被抽至爐膛上部，爐膛上部有極小量從燃燒器四層、五層送入而未參與燃燒的風(fēng)，在與煤氣混合達(dá)到爆炸極限時(shí)可能發(fā)生輕微爆燃，引起爐膛共振。

3.2 鍋爐的燃料以高爐煤氣為主、焦?fàn)t煤氣為輔，高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣含水份、粉塵比較多，同時(shí)腐蝕性較強(qiáng)，煤氣管道、閥門長(zhǎng)期受侵蝕，容易造成管道泄露，閥門卡澀等故障。

3.3 鍋爐運(yùn)行在額定負(fù)荷70%以上時(shí)，爐膛溫度達(dá)到800℃以上，而原設(shè)計(jì)采用的燃燒器旋流片材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti(321)材質(zhì)，耐溫在800～900℃，旋流片材質(zhì)耐溫偏低是造成旋流片燒損的主要原因。

4 解決措施

（1）改變運(yùn)行調(diào)整方式：鍋爐升負(fù)荷時(shí)，先開第一層燃燒器，直至煤氣調(diào)節(jié)閥開度達(dá)到70%以上時(shí)再開第二層，兩層閥門開度均大于80%時(shí)，可視為閥門全開，這時(shí)鍋爐出力達(dá)到50%左右；再升高負(fù)荷時(shí)，先開第四層燃燒器，開度至70%后，再要升負(fù)荷時(shí)開第三層燃燒器，這樣調(diào)整有利于低負(fù)荷時(shí)抬高火焰中心，提高爐膛溫度，使煤氣燃燒充分。配合燃燒調(diào)整，參與燃燒的三層配風(fēng)閥開度保持100%，五層燃燒器未投用時(shí)配風(fēng)由開度100%關(guān)小至20%，三層未投用時(shí)燃燒器配風(fēng)由開度100%關(guān)小至50%，這樣在保證爐內(nèi)正常含氧量的情況下，可使熱風(fēng)充分參與燃燒，即使煤氣壓力突升，爐內(nèi)進(jìn)氣量稍有增加，也能夠充分燃燒。在進(jìn)一步提升負(fù)荷需要投入三層甚至五層燃燒時(shí)，需要先增大相應(yīng)的配風(fēng)量再增加煤氣。降低負(fù)荷時(shí)反之調(diào)整。

（2）針對(duì)多臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥軸套進(jìn)灰卡死，部分氣動(dòng)調(diào)節(jié)裝置損壞的情況，一是進(jìn)行合理資源配置，將不經(jīng)常調(diào)整的兩層中靈活可靠的調(diào)節(jié)閥替換其他三層中出故障的調(diào)節(jié)閥，保證日常的調(diào)整安全可靠；另一方面對(duì)卡死的閥門利用檢修機(jī)會(huì)進(jìn)行修復(fù)，對(duì)調(diào)節(jié)裝置損壞的閥門，抓緊準(zhǔn)備修復(fù)備件，同時(shí)安裝臨時(shí)活動(dòng)手柄，保證必要的情況下能夠手動(dòng)開關(guān)；同時(shí)規(guī)定每周對(duì)所有調(diào)節(jié)閥進(jìn)行開關(guān)活動(dòng)實(shí)驗(yàn)一次，以延長(zhǎng)調(diào)節(jié)閥的使用壽命。

（3）利用檢修機(jī)會(huì)對(duì)燃燒器進(jìn)行全面檢查和整修，將下兩層燃燒器外套管、焦煤燒嘴管等部件進(jìn)行一一修復(fù)，對(duì)燃燒器旋流片進(jìn)行更換，選用材質(zhì)為OCr25Ni20的不銹鋼板，耐溫為1035～1085℃。通過(guò)動(dòng)力場(chǎng)實(shí)驗(yàn)確保高、焦煤氣按照設(shè)計(jì)燃燒旋流方向和速度在爐膛內(nèi)部進(jìn)行燃燒。

5 實(shí)施后效果

進(jìn)過(guò)一系列的調(diào)整和修復(fù)后，對(duì)鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行能力進(jìn)行了試驗(yàn)：高爐煤氣投入1～4層，焦煤投入1～3層，鍋爐最高負(fù)荷帶至186 t/h，各運(yùn)行參數(shù)均在正常范圍內(nèi)；在日后運(yùn)行中多次出現(xiàn)煤氣壓力突變情況，未發(fā)生爐膛共振現(xiàn)象，事實(shí)證明優(yōu)化調(diào)整取得了明顯的效果。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)鍋爐運(yùn)行中出現(xiàn)問(wèn)題的分析，堅(jiān)持以問(wèn)題為導(dǎo)向，制定可行的解決方案，取得了很好的效果，并制定了有針對(duì)性的日常維護(hù)措施，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，保證了鍋爐設(shè)備的高效、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]《鍋爐運(yùn)行》編委會(huì).鍋爐運(yùn)行[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2008.

[2]華東電業(yè)管理局.鍋爐運(yùn)行技術(shù)問(wèn)答[M]．北京：中國(guó)電力出版社，1997．

Optim ization of the Operation of Gas Boilers

Wang Weiming,Chen Yongfeng,Liu Heng,Zhang Wenshan,Wang Yanghua
(Anyang Iron&Steel Group Co.,Ltd.,Anyang,Henan 455004,China)

Problems occurring during operation of boilers were analyzed and concrete solutions were put forward,which has achieved good results after implementation,increased the output capacity and ensured safe and stable operation of the boiler.

boiler;operation;optimization

TK229

B

1006-6764（2015）09-0056-02

2015-04-15

王偉明（1979-），男，大學(xué)本科學(xué)歷，工程師，2004年畢業(yè)于河北理工大學(xué)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)，現(xiàn)從事熱工管理工作。