某电厂锅炉结焦问题的原因分析.docx

某电厂锅炉结焦问题的原因分析　　近一段时期以来，某电厂3炉在锅炉低负荷运行时经常发生掉焦灭火的情况，并且投用了大量助燃用油，这不仅严重影响了锅炉机组的安全经济运行，也给设备安全、人身安全带来了许多隐患，因此急需找到引起炉膛结焦和锅炉燃烧稳定性差的主要原因，以便采取针对性的措施加以解决，从而保证机组安全、稳定、经济运行　　1.锅炉设计简介　　该厂3＃炉是由北京巴布科克·威尔科克斯有限公司（babcockwilcox）生产的bwb-1025/型亚临界参数、一次中间再热、单汽包、自然循环、半露天、单炉膛、π型布置、平衡通风、固态排渣煤粉锅炉。锅炉设计煤种为晋中贫煤，采用钢球磨中间储仓式热风送粉系统，前后墙对冲燃烧方式。配置有4台钢球磨煤机，前后墙各3层共24个bw公司标准的ei-drb型旋流燃烧器，前后墙各8个三次风喷口分2层布置在各层燃烧器之间，在尾部竖井下设置有2台容克式三分仓回转式空气预热器。锅炉辅机配有2台成都风机厂生产的静叶可调轴流式引风机、2台上海风机厂生产的动叶可调轴流式送风机、2台上海风机厂生产的离心式一次风机　　2.锅炉掉焦灭火情况　　3＃炉灭火的表现形式一般都是机组从高负荷降至低负荷一段时间后，锅炉突然发生掉焦情况，造成锅炉炉膛首先正压（正压200pa左右），然后立即大负压（1000pa左右）导致锅炉灭火。为了减轻锅炉掉焦，电厂运行人员采取了增大燃烧器内外调风挡板开度等措施，但效果不明显，反而出现了锅炉燃烧稳定性下降的情况。为此又利用3＃炉停炉机会重新对部分燃烧器内外调风挡板开度按原来推荐值进行了调整，调整后的锅炉掉焦情况有所好转，燃烧稳定性增强，由掉焦引起的锅炉灭火情况大为减少。有一个值得注意的情况是，停炉检查时发现左侧墙*后墙的部位，第2层燃烧器标高以上区域（约4平方米）存在挂焦情况，检修中已清除　　3.锅炉结焦主要原因分析　　影响锅炉结渣的因素主要有3个方面：煤灰成分与组成、炉膛环境温度和炉内空气动力场。煤灰成分与组成是产生结焦的根源，炉膛环境温度是影响结渣的首要外部因素，炉内空气动力场组织的好坏，则对锅炉结渣具有重要作用。经分析认为3＃炉结焦、掉焦的主要原因有以下几个方面：　　（1）中层燃烧器标高以上的两侧墙局部区域存在煤粉火焰刷墙的情况，造成局部区域高温，形成一定的结焦气氛(还原性气氛co)，导致锅炉局部区域结焦。该厂3＃、4＃炉为同型号锅炉，燃用同样的煤种，分析燃用煤的灰熔点均大于1500℃。3＃炉的结焦情况很明显，而4＃炉结焦情况较轻微，由此判定3＃炉煤粉可能存在刷墙情况。检修中发现，3＃炉大部分燃烧器一次风喷口内的均流锥严重磨损并脱落，导致一次风喷口处的煤粉分布很不均匀；另外由于部分燃烧器喷口烧损变形，使一次风喷口角度产生一定程度的偏斜，造成一次风煤粉火焰刷墙并结焦。　　负荷的变化是导致3＃炉掉较大焦块的直接原因。在机组高负荷下，由于炉膛温度较高，为刷墙的煤粉结焦创造了有利条件，结焦的面积和厚度都较大，当机组降到180mw左右的低负荷以后，随着炉膛温度的降低和锅炉运行参数的降低，积聚在水冷壁表面的灰渣由于温度下降导致其由高负荷下的熔融状态向固态化方向转变，并且对水冷壁的附着力也大大下降，从而在某种特定情况下发生掉焦。锅炉的大焦块掉在捞渣机后，瞬间产生大量的水蒸气，破坏捞渣机的水封，同时使炉底漏入大量冷风，造成燃烧器区域（尤其是下排燃烧器区域）煤粉火焰着火状况的严重恶化，使炉膛负压产生剧烈波动（超限）而引起锅炉灭火。　　（2）炉内空气动力工况组织比较混乱　　检查发现锅炉掉焦灭火频繁时，燃烧器的内、外二次风调风挡板开度位置比较混乱并且开度普遍偏大，大部分没有在冷态空气动力场推荐的开度值附近，造成双调风燃烧器的旋流强度偏小，其卷吸高温烟气的能力减弱，燃烧器的自稳燃性能下降，从而导致一次风煤粉火焰燃烧推迟，增大了煤粉刷墙结焦的可能性，同时锅炉抗外界扰动（如掉焦）的能力也大幅度下降。而将燃烧器内、外二次风调风挡板开度恢复到推荐值附近时，锅炉掉焦灭火现象则明显减少。　　（3）炉膛下部漏风大，使下排燃烧器的燃烧稳定性下降，着火推迟，造成炉膛火焰中心升高，而下排燃烧器延迟着火的煤粉在中、上排燃烧器区域充分燃烧，使该部位炉膛温度较高，促使中、上排燃烧器着火提前，该区域的炉膛温度进一步提高，从而增大了在中、上排燃烧器区域间的结焦几率。3＃、4＃炉燃烧器区域炉膛温度的对比测试结果也证实了3＃炉确实存在局部高温区，从测量结果来看，3＃炉下排燃烧器及冷灰斗区域的平均温度比4＃炉低20℃；中排燃烧器区域的平均温度比4＃炉高20℃；上排燃烧器区域的平均温度比4＃炉高40℃。另外炉膛下部漏风较大，也使3＃炉抗外界干扰的能力减弱，在检查炉底水封时发现，水封槽内积满了灰，只有很少量的水，因此水封效