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摘 要:本文重点介绍锅炉低氮燃烧器改造后锅炉运行差数的变化,低氮燃烧器改造后因为分层燃烧锅炉的稳燃效果变差锅炉燃烧不稳容易发生锅炉灭火、中间层缺氧燃烧锅炉结焦情况加重、风门大幅度改变、结焦情况等导致烟温偏差增大、锅炉容易超温。
关键词:锅炉灭火;锅炉结焦;烟温偏差;锅炉超温
一、为防止锅炉灭火应该采取的措施
每次大修及燃烧系统进行改造后进行一次锅炉冷态空气动力场实验,保证燃烧器各角一、二次风风速的均匀性,炉膛内火焰的充满度良好,不刷墙,不偏斜。根据实际情况进行燃烧调整试验。
1.燃烧调整
1.1. 开炉前对二次风门远方与就地的开度全行程核对一次及时处理相应缺陷
1.2.确保油枪可靠备用;
1.3. 火检信号异常时,应及时登录缺陷并通知热工检查火检探头,确保火检信号正常;
1.4. 配风方式原则上采用缩腰型配风方式,不得采用宝塔型配风方式;
1.5. 维持炉膛负压 0~-100Pa;
1.6. 维持氧量 3%~5%运行,最大不得超过 6%,严格控制炉膛及制粉系统漏风;
1.7. 煤质 Vad〈12%时,严禁采用宝塔型配风方式。
1.8. 负荷低于 210MW,保证 A、B 层给粉机转速较高,确保双通道自稳燃烧器具有一定的煤粉浓度,形成一个稳定的着火区;
2. 煤质管理与监督
2.1. 加强入厂煤的管理,杜绝发热量低、挥发分低、水分高、可磨系数低的煤进厂。
2.2. 完善配煤掺烧,保证入炉煤煤质的稳定,要求其低位发热量在18~22MJ/Kg 间,Vad≮12%;任意两次煤质的热值差不大于 2MJ/Kg;
2.3.加强对入炉煤的监控,并根据煤质情况及时调整燃烧;
2.4. 监视入炉煤的煤质和煤粉细度。
2.5. 低负荷给粉机视再热汽温情况投上四层或下四层,但必须保证中间两层的稳定,即其转速 10%以上;
2.6. 加强制粉系统调整,控制合适的煤粉温度,同时要避免三次风大量带粉;
2.7. 如煤质较差,锅炉燃烧不稳,应及时投油稳燃,避免灭火;
2.8. 低负荷调峰期间,降负荷应缓慢、均匀,氧量控制匹配。
2.9.火检明显变化,炉膛负压大幅度波动应果断投油稳燃。
二、防止锅炉结焦反事故技术措施
1. 锅炉结焦的原因
1)灰的成分:灰的熔融性与其成分及含量有关。灰分中的碱性物质的增加将降低灰的熔点,当煤含有较多量硫化铁时,锅炉结焦最为严重。
2)燃料与空气的混合比:燃烧过程中,若氧量不足,其燃烧就不易达到完全燃烧,炉内形成还原性气氛,由于燃烧中含铁,其灰分熔点将会显著下降,形成结焦。
3)火焰刷墙:炉内燃烧切圆不合理,火焰刷墙时,将导致灰得不到足够的冷却,灼热的灰粒与水冷壁受热面接触时,就会很快形成粘结,导致结焦。
4)煤粉细度不均匀:煤粉细度和粒度对锅炉结焦有一定影响,尤其是炉内是炉内已存在结焦情况下易导致结焦加剧。煤粉细度视煤种情况而定。
5)炉底漏风:炉底漏风将降低燃烧器区域温度,推迟燃烧进程,火焰拉长,导致炉膛出口出温度高,容易引起屏过发生结焦。
2. 结焦危害:
1)锅炉垮焦,瞬间在捞渣船内产生大量蒸汽,水封发生破坏,造成燃烧器区域燃烧恶化,引起锅炉超温甚至灭火;焦块若为大块状时,还易砸坏冷灰斗水冷壁,导致降负荷或停炉;此外对捞渣船外设备巡视存在人身安全风险。
2)锅炉结焦导致汽温升高,锅炉出力降低,严重时将被迫停炉。
3)结焦会缩短锅炉寿命,排烟损失增大,锅炉效率降低。
4)引风机电耗增加:屏过结焦,烟气通道受阻时将造成引风机电耗增加。
3. 運行调整措施:
1)严格执行定期吹灰管理制度,防止积灰加剧结焦的发展。
2)调平同层给粉机出力,正常运行中尽量控制同层给粉机一次风管温度尽量一致。
3)切实执行二次风门校验定期制度,发现开度不一致的,及时通知检修消缺,确保各二次风门的同步,创造良好的炉内空气动力场,防止火焰偏斜。
4)运行中加强锅炉结焦检查:检查时应保持炉内负压-100Pa~-150Pa,佩戴护目眼镜方可进行检查。
5)根据结焦检查情况,及时调整炉内配风,适当开大结焦处二次风门、周界风。
6)高负荷时控制空预器入口氧量≮3.0%,当脱硫原烟气含硫≥6000mg/m3 时,注意控制氧量不得低于 3.5%,锅炉严禁缺氧运行。在 SCR 入口烟温许可情况下应尽可能提高炉内氧量,必要时降低负荷运行。
三、控制锅炉烟温偏差的运行措施
为有效地控制锅炉烟温偏差,防止受热面管壁局部过热,进而引发锅炉管壁超温爆管等问题应该采取措施措施
四、烟温偏差产生的原因分析:
1. 四角切圆锅炉固有烟温偏差:
对于经典布置的四角切圆燃烧煤粉锅炉,风、粉在炉内强烈混合、扰动并呈螺旋状上升,而三次风则在上部大圆周反向消旋。在炉膛出口处,其速度场沿宽度方向分别为一、二次风逆时针方向旋转,三次风反切,在炉膛出口处,一、二次风形成速度场右侧风速高,而三次风形成速度场左侧风速高,经过叠加后当逆时针旋转的气流强烈时,右侧风速高,也即右侧换热强,必然的结果是右侧烟温、汽温高,必然是左侧烟温、汽温高。
2. 运行调整造成的烟温偏差:
① 运行不同制粉系统引起的烟温偏差:
a)不同制粉系统运行时,由于不同制粉系统的三次风去各角的距离及沿程阻力、各风管带粉量、风速等均不尽相同,使不同三次风气流的刚性、偏转不同,造成对烟温偏差的影响程度不同。 b)低氮燃烧器改造后制粉系统浓三次风完全下引至B/C中间,原三次风反切作用基本丧失,导致炉膛出口处右侧烟温偏高。
② 火焰中心水平位置偏移:因四角二次风门开度、风门阻力特性的不同导致二次风的不对称,同层一次风、二次风速度不一致,同层给粉机给粉量的不一致等,导致火焰中心水平偏移,对烟温偏差大小产生影响。
③ 火焰中心上下位置偏移:燃烧调整中,通过调整火焰中心上下位置,来满足汽温等参数的要求。这同时也改变了炉膛出口处一、二次风与三次风的强弱配比,对烟温偏差大小也产生了影响。
④ 受热面吸热偏差的影响:在实际运行中,由于两侧受热面内部结垢、外表积灰、结焦等程度不同,卫燃带完整程度不同导致两侧水冷壁换热情况不同,对烟温偏差大小也有影响。
⑤ 空预器堵塞情况的影响:脱硝改造完成后,由于硫酸氢铵生成造成的空预器堵塞情况一直困扰运行。单侧空预器堵塞加剧后,将会造成左右侧烟气流量产生较大偏差,进一步增大了锅炉烟温偏差。
⑥ 引风机出力不均的影响:两台引风机实际运行中若引风机电流偏差>10A,由于连通管存在阻力(如积灰、阀门局部阻力等),势必造成锅炉左右侧烟气量出现偏差,导致烟温偏差。
3. 设备缺陷导致的烟温偏差:
① 燃烧器喷口实际位置的影响:部分燃烧器喷口实际位置与同层其它喷口位置不一致(如下坠、变形等),影响到旋转切圆的形成,甚至擾乱炉内空气动力场,影响到烟温偏差。
② 排粉机出力下降:排粉机运行一段时间后,轴间间隙发生变化,导致该排粉机出力下降,三次风反切作用下降,导致烟温偏差。
③ 省煤器灰斗堵灰:省煤器灰斗下灰不畅,将导致灰斗,最终将导致烟温偏差增大。
五、控制锅炉烟温偏差的运行措施:
1. 定期进行锅炉冷态动力场试验,保证锅炉一次风、二次风、三次风调平,确保锅炉烟温偏差可控。
2. 定期检查燃烧器结构,防止燃烧器喷口因脱焊、连杆脱落等原因造成摆角异常。
3. 进行设备改造,解决三次风下引后燃烧器反切作用减弱固有问题。
4. 及时进行设备维护,保证省煤器灰斗下灰正常,防止烟道积灰。
5. 严格执行锅炉吹灰管理制度,防止锅炉积灰。
6. 运行中严格控制引风机电流偏差≯10A。
7. 根据烟温偏差,调整不同制粉系统运行,保持烟温偏差≯30℃。
8. 严格执行二次风门校对定期工作,防止二次风门开度层间出现不一致。利用停机机会对二次风门进行内外核对。
9. 加强锅炉结焦检查,防止局部出现大量积焦。
10. 定期进行锅炉燃烧调整试验,结合现场实际,及时公布运行调整方法,严格控制锅炉烟温偏差。
(作者单位:大唐石门发电有限责任公司)
关键词:锅炉灭火;锅炉结焦;烟温偏差;锅炉超温
一、为防止锅炉灭火应该采取的措施
每次大修及燃烧系统进行改造后进行一次锅炉冷态空气动力场实验,保证燃烧器各角一、二次风风速的均匀性,炉膛内火焰的充满度良好,不刷墙,不偏斜。根据实际情况进行燃烧调整试验。
1.燃烧调整
1.1. 开炉前对二次风门远方与就地的开度全行程核对一次及时处理相应缺陷
1.2.确保油枪可靠备用;
1.3. 火检信号异常时,应及时登录缺陷并通知热工检查火检探头,确保火检信号正常;
1.4. 配风方式原则上采用缩腰型配风方式,不得采用宝塔型配风方式;
1.5. 维持炉膛负压 0~-100Pa;
1.6. 维持氧量 3%~5%运行,最大不得超过 6%,严格控制炉膛及制粉系统漏风;
1.7. 煤质 Vad〈12%时,严禁采用宝塔型配风方式。
1.8. 负荷低于 210MW,保证 A、B 层给粉机转速较高,确保双通道自稳燃烧器具有一定的煤粉浓度,形成一个稳定的着火区;
2. 煤质管理与监督
2.1. 加强入厂煤的管理,杜绝发热量低、挥发分低、水分高、可磨系数低的煤进厂。
2.2. 完善配煤掺烧,保证入炉煤煤质的稳定,要求其低位发热量在18~22MJ/Kg 间,Vad≮12%;任意两次煤质的热值差不大于 2MJ/Kg;
2.3.加强对入炉煤的监控,并根据煤质情况及时调整燃烧;
2.4. 监视入炉煤的煤质和煤粉细度。
2.5. 低负荷给粉机视再热汽温情况投上四层或下四层,但必须保证中间两层的稳定,即其转速 10%以上;
2.6. 加强制粉系统调整,控制合适的煤粉温度,同时要避免三次风大量带粉;
2.7. 如煤质较差,锅炉燃烧不稳,应及时投油稳燃,避免灭火;
2.8. 低负荷调峰期间,降负荷应缓慢、均匀,氧量控制匹配。
2.9.火检明显变化,炉膛负压大幅度波动应果断投油稳燃。
二、防止锅炉结焦反事故技术措施
1. 锅炉结焦的原因
1)灰的成分:灰的熔融性与其成分及含量有关。灰分中的碱性物质的增加将降低灰的熔点,当煤含有较多量硫化铁时,锅炉结焦最为严重。
2)燃料与空气的混合比:燃烧过程中,若氧量不足,其燃烧就不易达到完全燃烧,炉内形成还原性气氛,由于燃烧中含铁,其灰分熔点将会显著下降,形成结焦。
3)火焰刷墙:炉内燃烧切圆不合理,火焰刷墙时,将导致灰得不到足够的冷却,灼热的灰粒与水冷壁受热面接触时,就会很快形成粘结,导致结焦。
4)煤粉细度不均匀:煤粉细度和粒度对锅炉结焦有一定影响,尤其是炉内是炉内已存在结焦情况下易导致结焦加剧。煤粉细度视煤种情况而定。
5)炉底漏风:炉底漏风将降低燃烧器区域温度,推迟燃烧进程,火焰拉长,导致炉膛出口出温度高,容易引起屏过发生结焦。
2. 结焦危害:
1)锅炉垮焦,瞬间在捞渣船内产生大量蒸汽,水封发生破坏,造成燃烧器区域燃烧恶化,引起锅炉超温甚至灭火;焦块若为大块状时,还易砸坏冷灰斗水冷壁,导致降负荷或停炉;此外对捞渣船外设备巡视存在人身安全风险。
2)锅炉结焦导致汽温升高,锅炉出力降低,严重时将被迫停炉。
3)结焦会缩短锅炉寿命,排烟损失增大,锅炉效率降低。
4)引风机电耗增加:屏过结焦,烟气通道受阻时将造成引风机电耗增加。
3. 運行调整措施:
1)严格执行定期吹灰管理制度,防止积灰加剧结焦的发展。
2)调平同层给粉机出力,正常运行中尽量控制同层给粉机一次风管温度尽量一致。
3)切实执行二次风门校验定期制度,发现开度不一致的,及时通知检修消缺,确保各二次风门的同步,创造良好的炉内空气动力场,防止火焰偏斜。
4)运行中加强锅炉结焦检查:检查时应保持炉内负压-100Pa~-150Pa,佩戴护目眼镜方可进行检查。
5)根据结焦检查情况,及时调整炉内配风,适当开大结焦处二次风门、周界风。
6)高负荷时控制空预器入口氧量≮3.0%,当脱硫原烟气含硫≥6000mg/m3 时,注意控制氧量不得低于 3.5%,锅炉严禁缺氧运行。在 SCR 入口烟温许可情况下应尽可能提高炉内氧量,必要时降低负荷运行。
三、控制锅炉烟温偏差的运行措施
为有效地控制锅炉烟温偏差,防止受热面管壁局部过热,进而引发锅炉管壁超温爆管等问题应该采取措施措施
四、烟温偏差产生的原因分析:
1. 四角切圆锅炉固有烟温偏差:
对于经典布置的四角切圆燃烧煤粉锅炉,风、粉在炉内强烈混合、扰动并呈螺旋状上升,而三次风则在上部大圆周反向消旋。在炉膛出口处,其速度场沿宽度方向分别为一、二次风逆时针方向旋转,三次风反切,在炉膛出口处,一、二次风形成速度场右侧风速高,而三次风形成速度场左侧风速高,经过叠加后当逆时针旋转的气流强烈时,右侧风速高,也即右侧换热强,必然的结果是右侧烟温、汽温高,必然是左侧烟温、汽温高。
2. 运行调整造成的烟温偏差:
① 运行不同制粉系统引起的烟温偏差:
a)不同制粉系统运行时,由于不同制粉系统的三次风去各角的距离及沿程阻力、各风管带粉量、风速等均不尽相同,使不同三次风气流的刚性、偏转不同,造成对烟温偏差的影响程度不同。 b)低氮燃烧器改造后制粉系统浓三次风完全下引至B/C中间,原三次风反切作用基本丧失,导致炉膛出口处右侧烟温偏高。
② 火焰中心水平位置偏移:因四角二次风门开度、风门阻力特性的不同导致二次风的不对称,同层一次风、二次风速度不一致,同层给粉机给粉量的不一致等,导致火焰中心水平偏移,对烟温偏差大小产生影响。
③ 火焰中心上下位置偏移:燃烧调整中,通过调整火焰中心上下位置,来满足汽温等参数的要求。这同时也改变了炉膛出口处一、二次风与三次风的强弱配比,对烟温偏差大小也产生了影响。
④ 受热面吸热偏差的影响:在实际运行中,由于两侧受热面内部结垢、外表积灰、结焦等程度不同,卫燃带完整程度不同导致两侧水冷壁换热情况不同,对烟温偏差大小也有影响。
⑤ 空预器堵塞情况的影响:脱硝改造完成后,由于硫酸氢铵生成造成的空预器堵塞情况一直困扰运行。单侧空预器堵塞加剧后,将会造成左右侧烟气流量产生较大偏差,进一步增大了锅炉烟温偏差。
⑥ 引风机出力不均的影响:两台引风机实际运行中若引风机电流偏差>10A,由于连通管存在阻力(如积灰、阀门局部阻力等),势必造成锅炉左右侧烟气量出现偏差,导致烟温偏差。
3. 设备缺陷导致的烟温偏差:
① 燃烧器喷口实际位置的影响:部分燃烧器喷口实际位置与同层其它喷口位置不一致(如下坠、变形等),影响到旋转切圆的形成,甚至擾乱炉内空气动力场,影响到烟温偏差。
② 排粉机出力下降:排粉机运行一段时间后,轴间间隙发生变化,导致该排粉机出力下降,三次风反切作用下降,导致烟温偏差。
③ 省煤器灰斗堵灰:省煤器灰斗下灰不畅,将导致灰斗,最终将导致烟温偏差增大。
五、控制锅炉烟温偏差的运行措施:
1. 定期进行锅炉冷态动力场试验,保证锅炉一次风、二次风、三次风调平,确保锅炉烟温偏差可控。
2. 定期检查燃烧器结构,防止燃烧器喷口因脱焊、连杆脱落等原因造成摆角异常。
3. 进行设备改造,解决三次风下引后燃烧器反切作用减弱固有问题。
4. 及时进行设备维护,保证省煤器灰斗下灰正常,防止烟道积灰。
5. 严格执行锅炉吹灰管理制度,防止锅炉积灰。
6. 运行中严格控制引风机电流偏差≯10A。
7. 根据烟温偏差,调整不同制粉系统运行,保持烟温偏差≯30℃。
8. 严格执行二次风门校对定期工作,防止二次风门开度层间出现不一致。利用停机机会对二次风门进行内外核对。
9. 加强锅炉结焦检查,防止局部出现大量积焦。
10. 定期进行锅炉燃烧调整试验,结合现场实际,及时公布运行调整方法,严格控制锅炉烟温偏差。
(作者单位:大唐石门发电有限责任公司)