300MW鍋爐結(jié)焦原因分析及預(yù)防措施研究①

王承亮

摘 ? 要：某單位300MW鍋爐頻繁出現(xiàn)結(jié)焦異常，連續(xù)發(fā)生3次鍋爐掉焦滅火，嚴(yán)重影響鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;為分析原因，本文重點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)分析和現(xiàn)場(chǎng)摸底，基本確定了出現(xiàn)此種狀況的原因，并提出了相應(yīng)處理措施，為解決或預(yù)防300MW鍋爐結(jié)焦問(wèn)題積累了經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：鍋爐 ?結(jié)焦 ?灰熔點(diǎn) ?混煤 ?切圓直徑

中圖分類號(hào)：TK22 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）09（a）-0059-02

某單位300MW燃貧煤鍋爐出現(xiàn)局部區(qū)域結(jié)焦情況，焦塊脫落不僅導(dǎo)致鍋爐滅火嚴(yán)重事故，同時(shí)頻繁使得碎渣機(jī)過(guò)電流跳閘，影響鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為分析原因，進(jìn)行了鍋爐燃燒系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)診斷和調(diào)試，根據(jù)診斷和調(diào)試情況，進(jìn)行了原因分析并提出了預(yù)防措施。

1 ? 鍋爐結(jié)焦直接原因

根據(jù)調(diào)研情況分析，鍋爐出現(xiàn)結(jié)焦情況僅出現(xiàn)在最近4～6個(gè)月時(shí)間，且鍋爐燃燒設(shè)備及運(yùn)行方式未發(fā)生明顯變化，故初步分析入爐煤部分煤種灰熔點(diǎn)偏低是導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦的直接原因。

1.1 混煤結(jié)焦特性分析

不同煤種混合后，尤其是性能差異較大的煤混合時(shí)，兩種分煤種的燃燒并不是同步進(jìn)行的，由于高揮發(fā)分煤的大量消耗氧量，造成低揮發(fā)分煤的燃燒時(shí)間延長(zhǎng)，此時(shí)容易出現(xiàn)低揮發(fā)分燃料的燃盡發(fā)生在爐膛出口附近和爐墻附近[1]，甚至粘附到受熱面上繼續(xù)迸行，這樣將提高爐膛上部和爐墻附近溫度水平，因而有可能使灰分在未固態(tài)化以前就接觸到受熱面而粘結(jié)在其表面上造成結(jié)渣。此外，性能差異較大的煤種混合燃燒時(shí)，高揮發(fā)分煤的先燃燒，導(dǎo)致低揮發(fā)分煤缺氧產(chǎn)生局部弱還原性氣氛，從而使灰熔點(diǎn)大大降低，使結(jié)渣加劇;另外混煤的灰熔點(diǎn)也不是線性相加關(guān)系，而是復(fù)雜的非線性關(guān)系，與兩種煤的堿金屬氧化物含量及成分相關(guān)，因此混煤的灰熔點(diǎn)在爐膛內(nèi)是不可預(yù)知的，這都增加混煤結(jié)焦的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 整改建議

首先組織排查入爐煤灰熔點(diǎn)偏低的煤種，減少摻燒比例;同時(shí)優(yōu)化入爐煤采購(gòu)策略，杜絕采購(gòu)或降低采購(gòu)比例。定期（每隔4小時(shí)）測(cè)量爐膛溫度及查看結(jié)焦情況，如發(fā)現(xiàn)有結(jié)焦嚴(yán)重時(shí)要采取降負(fù)荷進(jìn)行爐內(nèi)脫焦的措施。入爐煤干燥無(wú)灰基揮發(fā)分若超過(guò)或低于設(shè)計(jì)值的50%，要加強(qiáng)爐燃燒器著火距離、爐膛溫度及結(jié)焦掛渣情況檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。摻燒新煤種，應(yīng)制定摻配和運(yùn)行調(diào)整監(jiān)控措施，包括摻燒比例及注意事項(xiàng)等;并根據(jù)摻燒試驗(yàn)結(jié)果逐步優(yōu)化摻燒比例，避免在不了解煤種燃燒特性的情況下直接入爐或摻配比例超過(guò)30%。

2 ?鍋爐結(jié)焦間接原因

2.1 現(xiàn)狀分析

經(jīng)過(guò)資料調(diào)研，鍋爐冷態(tài)動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)切圓直徑較正常值偏大約1m左右且貼壁風(fēng)速偏高[2]，這是導(dǎo)致鍋爐煤種適應(yīng)性相對(duì)較差的主要原因，同時(shí)使得鍋爐對(duì)熱態(tài)切圓火球偏斜非常敏感，易發(fā)生未燃盡顆粒刷墻結(jié)焦、掛渣;現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，鍋爐3號(hào)、2號(hào)角側(cè)看火孔處有掛焦情況（1號(hào)、4號(hào)角未發(fā)生），表明鍋爐存在偏燒情況。故分析，1號(hào)爐切圓直徑偏大和偏燒是導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦的間接原因。

2.2 整改建議

（1）設(shè)備治理建議。

利用鍋爐檢修機(jī)會(huì)，對(duì)鍋爐四角燃燒器噴口的角度進(jìn)行調(diào)試、矯正。利用鍋爐檢修機(jī)會(huì)，全面檢查、修復(fù)二次風(fēng)擋板，確保動(dòng)作正常[3]，內(nèi)部開(kāi)度與DCS指令、反饋相對(duì)應(yīng)。利用鍋爐檢修啟動(dòng)機(jī)會(huì)（檢修期間全面檢查可調(diào)縮孔），組織進(jìn)行一次風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行熱態(tài)調(diào)平，最大限度的平衡同層各煤粉管道一次風(fēng)速。

（2）運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整建議。

在兼顧鍋爐效率和氮氧化物的基礎(chǔ)上，最大限度的提高鍋爐運(yùn)行氧量運(yùn)行，以提高主燃燒器區(qū)域運(yùn)行氧量，降低還原性氣氛，提高燃煤抗結(jié)焦能力。根據(jù)鍋爐熱態(tài)旋轉(zhuǎn)火球現(xiàn)向3號(hào)、2號(hào)角偏斜的現(xiàn)狀[4]，依據(jù)四角切圓鍋爐熱態(tài)切圓形成原理，為糾偏，需要增加3號(hào)、2號(hào)角二次風(fēng)量，同時(shí)適當(dāng)降低1號(hào)、4號(hào)角二次風(fēng)量，因3號(hào)角區(qū)域結(jié)焦較嚴(yán)重，應(yīng)保證3號(hào)角二次風(fēng)量相對(duì)最大，根據(jù)以上操作原理，進(jìn)行逐步摸索動(dòng)態(tài)調(diào)整鍋爐熱態(tài)火球位置，以緩解3號(hào)、2號(hào)角燃燒器區(qū)域及側(cè)墻位置結(jié)焦。

3 ?鍋爐結(jié)焦的重要因素

3.1 現(xiàn)狀分析

鍋爐A、B磨煤機(jī)煤粉細(xì)度數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，A、B磨煤機(jī)煤粉細(xì)度雖然在允許范圍之內(nèi)，但存在煤粉均勻性指數(shù)n偏低的情況，煤粉均勻性指數(shù)最大0.86、最低0.75，表明煤粉中相對(duì)較粗的煤粉偏多，尤其是燃貧煤鍋爐，針對(duì)此種煤粉質(zhì)量，不僅使鍋爐燃燒效率降低、氮氧化物升高，同時(shí)使得鍋爐加劇了結(jié)焦傾向，煤種適應(yīng)性降低。故得出結(jié)論：鍋爐煤粉均勻性較差是導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦的重要因素。

3.2 整改建議

現(xiàn)鍋爐A、B磨煤機(jī)分離器下?lián)醢彘_(kāi)度55%左右，為改善煤粉均勻性指數(shù)，建議將A、B磨煤機(jī)分離器下?lián)醢彘_(kāi)度調(diào)整至50%。（逐臺(tái)分離器進(jìn)行調(diào)整）

4 ?結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)提出的建議進(jìn)行了初步調(diào)整，特別是氧量?jī)?yōu)化和配風(fēng)調(diào)整建議執(zhí)行后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，3號(hào)、2號(hào)爐膛溫度明顯降低，3號(hào)角看火孔已基本無(wú)軟焦且掛焦速度明顯減慢，結(jié)焦情況明顯改善。再進(jìn)一步執(zhí)行入爐煤摻配優(yōu)化和設(shè)備治理后，鍋爐結(jié)焦情況將會(huì)徹底緩解。

參考文獻(xiàn)

[1] 王小鵬.燃煤鍋爐結(jié)焦原因分析及對(duì)策[J].節(jié)能技術(shù)，2002（3）：45-47.

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