达拉特发电厂#5锅炉结渣原因分析及解决措施-内蒙古达拉特旗发电厂.docx

达拉特发电厂#5锅炉结渣原因分析及解决措施|内蒙古达拉特旗发电厂(北方联合电力公司 达拉特发电厂，内蒙古 呼和浩特 014300)摘 要：文章重点介绍了引起达拉特发电厂#5炉结焦缘由 分析及解决方法。关键词：锅炉结焦；热力试验调整；达拉特发电厂中图分类号：TM621.2(226) 文献标识码：B 文章编 号：10176921(2022)150114041 设备概况达拉特发电厂#5炉是上海锅炉厂生产的HG-1018/18.55-M864型亚临界、中间一次再过热、自 然循环煤粉炉。采纳四角切圆直流燃烧器，一、二次风喷口间隔布置，在整个燃烧器组底部 设置托层二次风，顶部设置两层消旋风，一次风和二次风在炉内同心反切，一次风喷口采纳 上下浓淡分别技术。整个燃烧器组可以在肯定角度内上下摇摆，以调整再热汽温。设计火炬 高度19.2m。锅炉制粉系统采纳直吹式，配有5台HP863型中速磨煤机，4台磨煤机带锅炉额 定出力，1台备用，每台磨煤机带1层4只煤粉喷燃器。 740)this.width=740" border=undefined>锅炉燃烧系统采纳摇摆式直流燃烧器，共4组20只煤粉燃烧器，每组燃烧器包括5层煤粉喷嘴 （自下而上分别为A、B、C、D、E）；5层燃料风喷嘴（自下而上同样分别为A、B、C、D、E ，设在每个煤粉喷嘴的四周）；6层协助风喷嘴（自下而上分别为AA、AB、BC、CD、DE、EE ，与煤粉喷嘴相间布置，形成均等配风）；2层燃尽风喷嘴（自下而上分别为EF、EF， 设在各组燃烧器的顶部）。各组燃烧器均可上下摇摆，其中煤粉喷嘴（包括燃料风喷嘴）可 上下摇摆20°，协助风喷嘴可上下摇摆30°，燃尽风喷嘴可向上摇摆30°，向下摇摆6°。每组燃烧器四角布置，采纳同心反切燃烧技术，其中AA、A、B、C、D、E、EE和OFA、OFA 等二次风喷嘴和全部一次风喷嘴反切布置（逆时钟方向），其余二次风喷嘴切圆布置（顺 时钟方向）。锅炉风烟系统由送风系统和对流烟道组成，配有两台FAF20-9.5-1动叶调整轴流式送风机、 两台2022B/1120入口导叶调整离心式一次风机、两台AN30e6（V19+4°）静叶调整轴流式引 风机和两台三分仓容克式空气预热器。锅炉燃烧系统的主要设计参数及燃用煤种参数见表1。2 锅炉结渣缘由分析2.1 炉内结渣现象描述该锅炉自投运以来，炉内结渣始终比较严峻，常常引起炉膛底部出渣口堵塞、捞渣机卡死， 严峻时渣块大小可达23m，干脆盖住炉底渣口，造成锅炉无法正常排渣。在运行中，试图 通过看火孔视察结渣状况，但由于看火孔视察范围有限，无法确定结渣的详细位置；在停炉 期间进入炉内检查，由于停炉过程和停炉后炉膛温度水平降低，渣快已全部脱落，水冷壁无 任何结渣痕迹。因此，尽管该锅炉饱受结渣之苦，但始终不能确定其生长的详细位置，只是 从炉膛6m处的两侧墙中部看火孔和人孔门视察到在2号角和3号角位置从上面流下大片液态渣 。通过炉膛6m看火孔和人孔门及捞渣机出口视察到的渣样显示，该锅炉渣样粗略地可分为两种 形态，较大但相对疏松的渣快，呈灰褐色，此种类型的渣块在炉膛上部形成，生长到一 定大小后，从炉膛上部干脆掉入渣池；炉内渣呈液态从炉膛上部流下来，到炉底渣口冷 却，并结成特别致密坚硬的黑褐色玻璃体渣块，由于炉膛上部不断地流下液态渣，叠加在出 渣口斜坡上，逐步形成较大渣块。细致视察渣样，部分渣有一面存在水冷壁的印痕，而且有约101mm厚度的渣结构疏松，说明 结渣起先时是由于积灰引起的，水冷壁旁边由于积灰造成传热受阻，温度上升，不断的使积 灰成熔融状态，最终粘结成大块渣，掉入渣池；在温度更高的区域，部分熔融的灰渣，溶化 为液态渣，顺着水冷壁始终流到出渣口。740)this.width=740" border=undefined> 2.2 锅炉结渣缘由分析2.2.1 锅炉燃烧调整前各种测量结果2.2.1.1 为了了解锅炉运行的煤粉细度，在磨煤机出力约40t/h、磨煤机进口一次风量投自 动状况下，在5台磨煤机出口粉管进行煤粉取样并筛分煤粉细度，5台磨煤机调整前原始煤粉 细度及取样量见表3，其中各粉管煤粉取样时间均为240s。2.2.1.2 调整前一次风量测量结果在煤粉取样的同时，对5台磨煤机出口粉管进行一次风量测量，测量结果见表4，从表4测量 结果可以看出，各粉管一次风量除D1号粉管外，风速和风量偏差不大；但风速偏高，风煤比 较大。2.2.1.3 日常运行氧量测量结果分别在330MW、250MW和200MW负荷日常工况实测了空气预热器进口氧量，并记录了表盘总氧 量，结果见表5和图1，从表5和图1可以看出，在250MW以下负荷，表盘氧量高于实测氧量； 在250MW以上负荷，表盘氧量小于实测氧量。换句话说，锅炉日常在高负荷运行，氧量偏小 ；在低负荷，氧量偏大。740)this.width=740" border=undefined>2.2.1.4 日常运行二次风门开度记录结果由于锅炉运行初期燃烧器二次风门在自动方式常常出现炉内结渣现象，因此电厂为减轻锅炉 结渣倾向，利用该锅炉燃烧器设计“风包粉”思路，日常运行二次风门开度采纳手动方式， 将燃尽风门开度关到最小值，开大协助风门，同时关小燃料风门，目的是增加炉膛水冷壁面 氧量，降低水冷壁面温度，见表6。740)this.width=740" border=undefined>2.2.1.5 炉膛温度场记测结果在330MW负荷、投运ABCD磨煤机、表盘总氧量4.1%运行工况下，采纳红外温度测量仪，通过 看火孔进行了锅炉炉膛火焰温度场测量，测量结果见图2。图5说明：1）3号角温度高于其他 角；2）27.2m层（燃烧器出口）炉膛温度最高；3）与同类型锅炉、采纳同样测量方法测量 结果相比，炉膛最高温度不算高。740)this.width=740" border=undefined>2.2.2 锅炉炉膛结渣缘由分析。综合考虑诊断试验结果，初步认为5号锅炉炉膛结渣的缘由为：1）锅炉燃煤为易结渣性煤种 ，其灰变形温度1090.0、灰软化温度1168.0、灰溶化温度1189.0，说明该煤种在较低 的炉膛温度下有可能出现结渣现象，这是该锅炉结渣的主要缘由；2）部分粉管煤粉偏粗、 粉量偏大，而且煤粉偏粗、粉量偏大的粉管均出现在1、4号粉管，在炉内烟气气流旋转的作 用下，再加之一次风速偏大，导致较粗煤粉在2、3号角旁边从旋转的烟气流中离析，靠近水 冷壁旁边出现燃烧现象，使炉膛燃烧中心偏离炉膛几何中心，这是炉内出现液态渣的主要原 因；3）协助风偏大引起燃烧切圆偏大，增加了煤粉贴壁的倾向；4）表盘氧量指示在高负荷 大于实际运行氧量，出现误导，运行人员误以为运行氧量合适，实际运行氧量偏小，增加了 炉内还原性气氛；5）依据炉膛火焰温度场和通过看火孔观测表明，结渣位置应在燃烧器出 口锅炉（2730）m位置。3 解决锅炉炉膛结渣的措施鉴于该锅炉燃烧煤种不行能变更的现实，确定通过变更运行方式解决该锅炉炉内结渣问题， 即：1）改善煤粉在各粉管的重量安排，改善煤粉细度；2）增加反切风量，减小切圆风量， 缩小燃烧切圆；3）尽量提高运行氧量。由于一次风量为反切风量，而且其风量在各粉管安排比较匀称，因此未对其进行调整。3.1 煤粉细度调整鉴于磨煤机D、E煤粉细度比较合适，因此主要对磨煤机A、B、C进行煤粉细度调整，调整结 果见表7。740)this.width=740" border=undefined>由表7可以看出，随着分别器挡板开度的增加，煤粉细度R90和R200值在下降，各粉管粉量分 配也趋向匀称。在B磨煤机调整的基础上，对A、C磨煤机进行了调整，结果见表8。740)this.width=740" border=undefined>3.2 运行氧量调整该锅炉炉内结渣主要在高负荷，但由于空气预热器堵塞严峻，在330MW负荷引风机调门开度 达到101%状况下，表盘运行总氧量指示在煤质较好时最高能达到4.5%，煤质较差时约为4.0% ，引风机没有裕度。因此表盘运行氧量确定的原则是，高负荷尽量提高运行氧量，低负荷为 了减小锅炉排烟热损失，提高运行经济性，适当减小氧量，同时考虑风箱炉膛差压的选取， 运行总氧量指示举荐运行方式见图3和计算式（1）。740)this.width=740" border=undefined>表盘总氧量计算式： Y=（330-X）/101+4.5 （1）其中Y：表盘总氧量指示值（%）；X：机组电负荷（MW）。3.3 二次风门开度调整二次风门开度调整包括燃料风门、燃尽风门和风箱炉膛差压调整。由于炉膛结渣过程须要一 段时间，很难通过测量某些参数精确推断炉内是否结渣，因此，二次风门开度调整在增加反 切风量，减小切圆风量，缩小燃烧切圆的指导思想下，采纳边视察边调整的方法，通过约1 周的摸索试验，最终确定各风门运行方式见图4图6及计算式（2）式（4）。740)this.width=740" border=undefined>燃尽风门开度计算式： Y=（X-180）×30/150+40 （2）其中Y：燃尽风门开度（%）；X：机组电负荷（MW）。740)this.width=740" border=undefined> 燃尽风门开度计算式： Y=50X/31 （3）其中Y：燃料风门开度（%）；X：磨煤机出力（t/h）。740)this.width=740" border=undefined>风箱炉膛差压计算式：Y=(X-210)×190/110+390 101MW （4）Y=200 101MW其中Y：风箱炉膛差压（Pa）；X：机组电负荷（MW）。4 调整试验效果该锅炉燃烧调整试验完成后，将调整结果修改相应DCS组态后，经过3个多月的运行实践，5 号锅炉结渣大为减轻，。又通过一次停机小修，彻底处理了空预器堵塞问题，使得炉内氧量 调整能够满意锅炉大负荷要求。5 结论通过锅炉燃烧调整试验，基本解决了#5炉的炉膛结渣问题。锅炉结渣问题成因困难，既与燃用煤种有关，又关系到锅炉设计、安装、调试、运行、检修 及管理等各个环节。对于采纳四角切圆燃烧的锅炉来说，因同层四个喷燃器出口气流相互关联、相互影响，精确 测量并调平同层四个喷燃器出口风粉气流速度和浓度，改善煤粉在各粉管的重量安排，改善 煤粉细度；增加反切风量，减小切圆风量，缩小燃烧切圆；大负荷下尽量提高运行氧量，不 能缺氧燃烧；对保证锅炉平安、经济运行具有重要意义。 参考文献1 池作和，周昊，蒋啸，岑可法.锅炉结渣机理及防结渣机理探讨M. 第10页 共10页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页