锅炉喷燃器烧损的原因分析及采取的措施.doc

锅炉喷燃器烧损的原因分析及采取的措施
霍国生 贺世雄
（山西柳林电力有限责任公司 033314）
摘要：柳林电力有限责任公司投产以来，喷燃器频繁烧损变形，曾因此停机四次之多,严重影响机组的安全运行，特别是2000年和2001年，尤其厉害。针对这一问题，2002年以来，柳电组织生产人员进行了烧损的原因分析，并多次进行试验，采取了多方面的措施，解决了锅炉喷燃器烧损这一难题，为解决锅炉喷燃器烧损提供了很好的借鉴。
关键词：锅炉喷燃器 烧损 烟煤 燃烧调整
0 前言
山西柳林电力有限责任公司（以下简称柳电）均为北京巴威锅炉厂生产，为B&BW-410/9.8型自然循环、单汽包、固态排渣、半露天π形布置煤粉锅炉。投产以来，喷燃器频繁烧损变形，特别是2000年和2001年，喷燃器烧损变形由为突出，每次停炉检修更换喷燃器多达20多个，曾因此停机4次之多,严重影响机组的安全运行。针对这一问题，2002年以来，柳电组织生产人员进行了烧损的原因分析，并多次进行试验，采取了多方面的措施，解决了锅炉喷燃器烧损这一难题，为解决锅炉喷燃器烧损提供了很好的借鉴。
1 设备简介
1.1 设备概况
柳电锅炉为北京巴威锅炉厂生产的B&BW-410/9.8型自然循环、单汽包、固态排渣、半露天π形布置煤粉锅炉。配套100MW汽轮发电机组。锅炉配套有2套钢球磨煤机中间储仓式制粉系统。每套制粉系统装有1台DTM320/580型钢球磨煤机、1台M5—36—11No201/2型排粉机、1台MG—40A型给煤机、1台HW—CW—Ⅱ型粗粉分离器和HW—XBY—Ⅱ型细粉分离器。
锅炉配套有2台Y4—2×60—01—No25F型引风机和G4—73—12No23.5F型送风机。
锅炉12根一次风管各装有1台GF—9型给粉机，分别对应各个一次风煤粉燃烧器。锅炉4角的各个角布置有一组燃烧器，每组燃烧器的布置从上至下分别为三次风、上上二次风、上二次风、上一次风、中间一次风、中二次风、下一次风和下二次风喷嘴。
1.2 锅炉规范
额定蒸发量 410 T/h
过热蒸汽压力 9.8 MPa
过热蒸汽温度 540 ℃
汽包压力 11.3 MPa
给水温度 227 ℃
冷风温度 30 ℃
热风温度 347 ℃
锅炉效率 91.5 %
1.3 设计煤种
项 目
符号
单 位
设计煤种
校核煤种
60%原煤+40%洗中煤
原煤
洗中煤
接收基低位发热值
Qnet.ar
kJ/kg
20770
22790
17880
工业分析

接收基全水份
Mt
%
10
10
10
接收基灰份
Aar
%
27.08
21.49
35.15
干燥无灰基挥发份
Vdaf
%
23.84
22.63
29.15
接收基碳
Car
%
53.16
58.54
45.26
接收基氢
Har
%
3.32
3.45
3.14
接收基氧
Oar
%
4.62
4.35
5.35
接收基氮
Nar
%
0.82
0.87
0.65
接收基硫
Star
%
1.0
1.3
0.51
哈氏可磨系数
HGI
-
1.286
1.423
1.286
灰熔点
DT
℃
1450
1450
1450

ST
℃
1500
1500
1500

HT
℃
1600
1600
1600
1.4 燃烧器设计数据
设计一次风出口面积f1为0.216m2、一次风风速为29m/s，一次风风率为25%，一次风温t1为246 ℃；二次风出口面积f2为243 m2、二次风风速为43m/s，二次风风率为50%，二次风温t2为345 ℃；三次风风速为50m/s，三次风风率为23%；燃烧器采用四角切圆布置，直流式燃烧器，其假想切圆直径￠600mm。
2 燃烧器烧损原因分析
由于锅炉设计是介于烟煤和贫煤之间考虑的，因此，锅炉采用上、中一次风集中布置方式，这对于煤粉的着火、燃尽以及低负荷的稳燃十分有利，有利必有弊。由于着火区域的集中，如果二次风相应配比不当，则喷口区域吸热少，进入着火区域的热量积聚，不能被有效吸收，炉膛温度会急剧上升，在着火区域的炉膛中心温度往往在1500℃以上，高负荷时高达1600℃。这样，熔融的灰粒易粘结在喷燃器附近。由于柳电排烟温度高，为了降低排烟温度，采取了提高热风温度的办法，造成了煤粉的提前着火，再加上柳电空预漏风大，一次风刚性小，造成刚性较弱的一次风射流将比二次风偏离更大的角度，从而使一、二次风分离。由于一、二次风分离，煤粉在缺氧状态下燃烧，在射流下游喷燃器区域附近燃烧，形成了还原气氛，这都为锅炉结焦和煤粉提前燃烧创造了条件。
而燃用一些含硫高的煤种时会产生大量的二氧化硫，它会造成灰熔点降低约200℃；对于高挥发份的煤，由于着火迅速，使着火区域放出热量相对较多，在吸热量相同的情况下，势必造成炉膛温度进一步上升，引起炉膛结焦加剧，引起喷燃器烧损或变形。
3 采取的措施
3.1 从源头抓起，保证入炉煤的稳定性
燃料公司注意上煤的配比，保证入炉煤质的稳定性。运行人员要及时了解入仓煤位、粉位情况，煤的发热量、挥发份（化学每班进行化验，班长做好记录，前后夜班接班后由运行负责采煤粉样）根据煤仓煤位、粉仓粉位情况估计出进入锅炉燃烧的时间。对进入锅炉燃烧的煤粉，要心中有数。并加装燃料在线监测系统，并加强维护，保证其完好可靠。
3.2 加强燃烧调整
a. 结合机组所带负荷和燃煤挥发份，调整一次风温。
负荷MW
挥发份%
65—70
70—85
85—100
16-19
300
290
280
19—22
290
280
270
22-26
280
270
260
b. 并根据喷口的着火情况，适当调整各角的给粉机转速。一次风速控制在 26—32M/S。
c. 二次风以调门开度为准，二次风总门执行原制度，各二次风门从上至下调整为80—100% 、80—100%、 40 % 、60 %；
d. 给粉机转速控制在300—600r/min。
3.3加强运行管理
a. 交接班粉位不低于2.5米，磨煤机出口温度控制要根据挥发份和原煤的水份进行（副司炉负责对给煤机内的原煤每班至少进行两次检查），挥发份超20%、水份低于3.5%时，磨煤机出口温度不可超80℃，加大通风量，保证煤粉湿度在合格的范围内，煤粉细度控制在12—15%，其他按规定执行抽粉、加钢球、清理箅子、降粉等措施。
b. 加强对喷口的打焦工作，除规定的中班进行打焦外，其余时间根据需要进行。及时观察喷口的着火情况，每班各司炉、助手至少每人看火两次，发现异常，及时调整一次风温和给粉机转速。
3.4 其它
a． 利用大小修时检查校核各喷燃器角度,并做空气动力场试验,以确保各喷燃器角度的正确无误。
b． 保证排粉机停后三次风冷却风门联开的连锁，保证三次风喷燃器的良好冷却。
c． 热工保证一次风压表、二次风压表、一次风速指示正确可靠。每月核对一次给粉机转速，每月1、10、20日联系热工对一次风压表管吹扫校对。
4 结论和建议
经过柳电两年来的努力，在燃烧调整中摸索出了自己的一套办法，彻底解决了喷燃器频繁烧损的问题，为同类型锅炉的燃烧调整提供了一些建议借鉴。
参考文献：
（1） 黄新元 电站锅炉运行与燃烧调整 北京：中国电力出版社，2003
（2） 林宗虎、需通模 实用锅炉手册 北京：化学工业出版社，2001
作者简介

霍国生（1968-），男，工程师，太原电力专科学校毕业,山西柳林电力有限责任公司,从事锅炉技术管理工作.
贺世雄（1966-），男，工程师，太原电力专科学校毕业,山西柳林电力有限责任公司,从事锅炉技术管理工作.