鍋爐運(yùn)行以來(lái)經(jīng)常結(jié)焦，大量掉焦把冷渣斗的排渣孔堵死，以致檢修人員經(jīng)常要打開(kāi)渣斗人孔門(mén)打焦；并造成爐膛負(fù)壓過(guò)大，導(dǎo)致鍋爐滅火。這不僅嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也給設(shè)備安全、人身安全帶來(lái)了許多隱患，因此，急需找到引起爐膛大量結(jié)焦的原因，以便采取針對(duì)性的措施加以解決，從而保證機(jī)組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
1、鍋爐結(jié)焦主要原因分析
1.1煤質(zhì)的變化
煤質(zhì)的部分特性如揮發(fā)分、硫分、水分、灰熔點(diǎn)等直接影響鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)。湛江電廠設(shè)計(jì)燃用煤種為無(wú)煙煤和貧煤各半的混煤，由于燃煤的供應(yīng)關(guān)系，后來(lái)改燃用澳洲混煤。這種含硫量大，灰熔點(diǎn)低，較容易結(jié)焦。2種煤種的指標(biāo)比較見(jiàn)表1。
(1)由于澳洲混煤的含硫量，為0.61%，根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)及燃燒含硫煤的大量運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，隨著含硫量的增加，鍋爐的結(jié)渣現(xiàn)象加劇。
(2)澳洲混煤的灰熔融特性較差，其DT=1 120℃．ST =1 250℃，HT =1340℃。從“七五”期間提出的我國(guó)煤種的結(jié)焦判別指數(shù)來(lái)看，ST >1390℃，結(jié)焦程度輕微；1260℃<ST<1 390℃，結(jié)焦程度中等；ST<1260℃，結(jié)焦程度嚴(yán)重。澳洲混煤ST =1250℃；結(jié)焦程度屬?lài)?yán)重類(lèi)型。
(3)設(shè)計(jì)燃煤灰熔化溫度HT為1500℃，爐膛出口煙溫為l 156℃，但澳洲混煤灰熔化溫度HT為1 340℃，根據(jù)爐膛實(shí)測(cè)結(jié)果表明，當(dāng)鍋爐全燒澳洲混煤，而且負(fù)荷在220 MW以上，從鍋爐18.9—42m處爐膛內(nèi)各段溫度均高于澳洲混煤的灰熔化溫度HT=1240℃，燃燒器周?chē)目椿鹂捉Y(jié)焦已呈流體狀，說(shuō)明在弱還原性后氣氛中鍋爐容易結(jié)焦。
1.2加設(shè)衛(wèi)燃帶的影響
4號(hào)爐爐膛寬度為12.8 m，爐膛深度為12.22m。鍋爐的爐膛設(shè)計(jì)時(shí)，假想切圓較大，為Ø800 mm。根據(jù)設(shè)計(jì)煤種，爐膛火焰靠近爐墻燃燒，爐膛未敷設(shè)衛(wèi)燃帶，鍋爐設(shè)計(jì)爐膛容積熱負(fù)荷qv =429×103 kj/( m3．h)，爐膛斷面熱負(fù)荷qF=18. 26×106 kj/( m3．h)，能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)煤種要求。由于近2年來(lái)燃煤供不應(yīng)求，來(lái)煤質(zhì)量不穩(wěn)定，經(jīng)常燃用熱值及揮發(fā)分較低的非設(shè)計(jì)劣質(zhì)煤種，2004年底在燃燒器周?chē)考釉O(shè)了100 1112的衛(wèi)燃帶，以提高燃燒器區(qū)域壁面熱負(fù)荷，加強(qiáng)爐膛著火狀況及穩(wěn)定燃燒。由于衛(wèi)燃帶起絕熱作用，衛(wèi)燃帶上的的溫度與爐膛中心溫度相差無(wú)幾，燃燒器區(qū)域壁面熱負(fù)荷過(guò)大，使衛(wèi)燃帶上溫度很高，超出灰熔化點(diǎn)溫度，容易結(jié)焦。另外，4號(hào)爐的直流燃燒器噴口鈍體易讓煤粉氣流在燃燒器周?chē)a(chǎn)生回流，處于熔融或半熔融狀態(tài)的粉粒和灰粒就很容易粘附在高溫的衛(wèi)燃帶上，形成結(jié)焦，而且燃燒器周?chē)诿嫔弦坏┬纬闪私梗蜁?huì)惡性循環(huán)，結(jié)焦會(huì)愈來(lái)愈嚴(yán)重，因此，4號(hào)爐頻繁結(jié)焦而形成渣斗堵渣。
1.3實(shí)際切圓偏移、偏大
4號(hào)爐停爐后實(shí)地觀察，爐膛C、D角的結(jié)焦情況較A、B角嚴(yán)重，且焦塊較大。根據(jù)廣東中試所對(duì)4號(hào)爐假想切圓的測(cè)量及空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)表明，切圓向爐膛CD面偏移中心400 mm，切圓擴(kuò)散為+880 mm。經(jīng)檢查，切圓偏移、偏大是由于2004年大修期間，對(duì)所有燃燒器及一次風(fēng)管更換后，未對(duì)假想切圓校正所引起。由于切圓較偏向爐膛CD面，粉粒和灰粒更容易在C、D角燃燒器周?chē)剑虼薈、D角燃燒器周?chē)Y(jié)焦更嚴(yán)重。由于切圓偏大，爐內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)動(dòng)量矩變小，煤粉氣流更容易刷墻，旋轉(zhuǎn)氣流中較粗的煤粉顆粒、灰粒更容易甩到墻壁，形成結(jié)焦。另外，切圓變大，加劇了一次氣流的偏轉(zhuǎn)，這些都增加了結(jié)焦的機(jī)會(huì)。
1.4爐膛吹灰的影響
當(dāng)鍋爐受熱面有少量結(jié)焦時(shí)，及時(shí)吹灰，可以加強(qiáng)受熱面的換熱效果，避免燃燒惡化和加劇結(jié)焦。因?yàn)樵谑軣崦娼Y(jié)焦的初始階段，生成的焦尚呈不連續(xù)、疏松狀態(tài)，若及時(shí)吹灰清除，可減輕結(jié)焦程度，否則結(jié)焦較多后，會(huì)使受熱面的傳熱系數(shù)降低，爐膛溫度進(jìn)一步提高，更容易引起惡性循環(huán)結(jié)焦。但由于湛江電廠規(guī)定的吹灰次數(shù)過(guò)少，也顯得不及時(shí)。因此，4號(hào)爐結(jié)焦嚴(yán)重性不可避免。
1.5運(yùn)行工況的影響
運(yùn)行工況如煤粉細(xì)度、一次風(fēng)、二次風(fēng)的風(fēng)速、燃燒所需的風(fēng)量，即過(guò)量空氣系數(shù)、爐膛出口煙溫等對(duì)鍋爐的結(jié)焦有較大的影響，由于煤種改變后對(duì)燃燒非設(shè)計(jì)煤種經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)燃用非設(shè)計(jì)煤種時(shí)運(yùn)行工況調(diào)整有所欠缺，因而加大了鍋爐運(yùn)行中的結(jié)焦程度。
2、防止鍋爐結(jié)焦措施
2.1優(yōu)化配煤，提高燃煤的灰熔點(diǎn)
由于湛江電廠現(xiàn)在燃煤不是設(shè)計(jì)煤種，來(lái)煤多為澳洲煙煤和越南無(wú)煙煤。澳洲煙煤的熱值高、揮發(fā)分高，但是灰熔點(diǎn)低，易著火也易結(jié)焦；越南無(wú)煙煤熱值低，揮發(fā)分低，但是灰熔點(diǎn)高，不易著火也不易結(jié)焦。要根據(jù)當(dāng)時(shí)2種來(lái)煤的煤質(zhì)進(jìn)行摻煤燃燒，摻混后煤種的熱值、揮發(fā)分與設(shè)計(jì)煤種的熱值、揮發(fā)分愈接近愈好，因?yàn)檫@樣不僅能保證鍋爐安全運(yùn)行的要求，而且能滿(mǎn)足鍋爐負(fù)荷的要求；而混和煤的灰熔點(diǎn)應(yīng)愈高愈好，這樣可以防止鍋爐結(jié)焦。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，澳洲煙煤與越南無(wú)煙煤按1：1或3:2比例摻和，燃燒狀況穩(wěn)定，結(jié)焦程度較輕微，鍋爐運(yùn)行良好。
2.2對(duì)衛(wèi)燃帶改造
對(duì)衛(wèi)燃帶的改造，要與配用的煤質(zhì)相適應(yīng)，兼顧鍋爐燃料的經(jīng)濟(jì)性和安全性。在提高燃燒穩(wěn)定性和強(qiáng)化著火的同時(shí)，防止鍋爐大面積結(jié)焦。針對(duì)湛江電廠現(xiàn)在幾乎完全燃用越南無(wú)煙煤和澳洲煙煤的混煤，其水分大，揮發(fā)分低，因此，應(yīng)減少衛(wèi)燃帶面積，即把衛(wèi)燃帶的面積從原來(lái)的100m2減少為15m2。衛(wèi)燃帶采用分隔布置，只保留一次風(fēng)噴口周?chē)糠郑渌糠秩咳サ簟Ｓ捎谛l(wèi)燃帶的銷(xiāo)釘分布較密，易形成掛焦，衛(wèi)燃帶去掉后，其銷(xiāo)釘也應(yīng)全部清除干凈。
2.3矯正切圓的偏離，使切圓符合設(shè)計(jì)值
用紅外線(xiàn)檢測(cè)儀重新對(duì)四角燃燒器的一、二、三次風(fēng)噴口及風(fēng)管進(jìn)行精密調(diào)整，讓假想切圓的中心位于爐膛中點(diǎn)，其最大的切圓為∮800mm，正偏差為零，負(fù)偏差10mm之內(nèi)。
2.4合理加強(qiáng)吹灰
吹灰是防止?fàn)t膛結(jié)焦的重要手段，吹灰應(yīng)考慮既保證吹灰效率，也應(yīng)避免吹灰過(guò)多影響受熱面管子。要求每天對(duì)鍋爐受熱面全面吹灰4次，特別是易結(jié)焦的部位要加強(qiáng)吹灰。
2.5適當(dāng)調(diào)整運(yùn)行方式
(1)由于燃燒非設(shè)計(jì)煤種，為防止鍋爐結(jié)焦，應(yīng)合理調(diào)整過(guò)量空氣量，控制氧量在5%~6%，防止在爐膛受熱面附近產(chǎn)生還原性氣氛，特別是要控制爐膛出口煙氣溫度不高于設(shè)計(jì)值l 156℃，避免爐膛出口結(jié)焦。
(2)如燃燒器周?chē)_(kāi)始有結(jié)焦現(xiàn)象，應(yīng)適當(dāng)增加易結(jié)焦部位二次風(fēng)量，保證燃燒區(qū)域受熱面附近處于氧化性氣氛下。
(3)根據(jù)配煤的情況，選擇適當(dāng)?shù)囊弧⒍物L(fēng)速，一次風(fēng)速應(yīng)達(dá)到22.5 m/s，二次風(fēng)速應(yīng)達(dá)到44.5 m/s；減少煙氣回流，防止不完全燃燒造成灰粉在高溫軟化狀態(tài)粘附在受熱面上繼續(xù)燃燒，形成惡性結(jié)焦。
3、結(jié) 語(yǔ)
湛江電廠在采取上述幾項(xiàng)措施對(duì)鍋爐的嚴(yán)重結(jié)焦情況治理后，其安全、經(jīng)濟(jì)水平有了很大提高，1年多以來(lái)，鍋爐結(jié)焦?fàn)顩r較輕微，沒(méi)有再發(fā)生過(guò)掉焦滅火事故，渣斗堵渣現(xiàn)象也消除了，這說(shuō)明所采取的措施是行之有效的。
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