锅炉熄火的原因及问题分析.doc

大连海事大学

毕 业 论 文

二○ 年 月

300MW 燃煤锅炉频繁熄火原因分析和查找

专业班级： （2号宋体）

姓 名： （2号宋体）

指导教师： （2号宋体）

内容摘要

摘要：根据燃烧理论和现场试验，研究铜陵发电厂300MW机组在El常运行过程中，由于锅炉负荷
的改变或外界供给燃料特性发生变化引起锅炉炉膛瞬间负压大幅波动，炉内燃烧极不稳定。曹多次导致锅炉MFT、机组被迫停机的事故原因。
关键词：300MW 锅炉；稳定燃烧；煤炭特性；炉膛负压
300MW coal-fired boiler frequent flameout reason analysis and search
Abstract
According to the theory of combustion and the field test, studies of 300MW in Tongling power plant unit in El often during operation, due to boiler load change or external supply characteristics of fuel boiler furnace negative pressure caused by the change of moment fluctuation, furnace combustion instability. Cao repeatedly lead to boiler MFT, set to forced shutdown reason.

目录

第一章 前言
第二章 锅炉的基本参数
第三章 燃烧的理论稳定性基础
第四章 铜陵发电厂300MW 机组锅炉燃烧稳定性试验
第五章
第六章

1 前言
由于电力用户电力消耗的不均匀性导致电网用电峰谷差日趋增大，机组参与调峰更为频繁、调峰容量日趋扩大，很多锅炉长时间在低负荷下运行，且燃煤特性变化较大，机组不稳定运行时常发生，严重者将导致机组跳闸而被迫停机。因此，在目前电力需求增长的形势条件下，如何进一步扩大发电机组锅炉的调峰能力，提高锅炉煤粉着火和燃烧的稳定性，保持企业良好的经济性已成为发电行业须解决的重要问题之一。
燃煤电厂锅炉煤粉燃烧稳定性是锅炉正常运行的基础，正确的燃烧工况不但保证锅炉达到额定参数，而且着火稳定、燃烧完全、不产生结焦、减少燃烧设备的烧损，避免“四管”爆破和其他事故。因此．为了适应外界电负荷和煤质变化的要求，研究锅炉燃烧稳定性，提高发电机组变负荷的能力，将有非常重要的现实意义和实际应用价值。本文将针对铜陵发电厂300MW强制循环燃煤汽包炉在日常运行过程中，由于锅炉负荷的改变或外界供给燃料特性发生变化引起炉膛负压瞬间大幅地波动，炉内燃烧极不稳定，曾多次导致锅炉MFT、机组被迫停机的事故，研究如何提高锅炉燃烧的稳定性。
2 锅炉的基本参数
锅炉型号：HG一1025／18．2一YM6。锅炉型式：亚临界、一次中间再热、中间储仓式、控制循环汽包炉。布置型式：单炉膛Ⅱ型、平衡通风、四角切圆、摆动燃烧器调温、固态机械排渣、全钢架、悬吊式、露天布置。定压运行保证额定汽温负荷范围：(70～100)％ MCR。滑压运行保证额定汽温负荷范围：(50～100)％ MCR。炉膛设计最大瞬间承受压力：±8 718 Pa。炉膛设计压力：±5 227 Pa。燃料量：150．1 t／h(McR)。最低不投油稳燃负荷：40％ MCR。锅炉燃烧设备技术参数如下：一次风喷口数量：4角×4层=16只，一次风喷口型式：四角喷燃直流式(其中底层一只为双通道自稳燃固定式，其他三只为带波形钝体和浓淡导流隔板WR结构的摆动式)。喷口摆动情况：a)固定式A；b)摆动式B(±20 )、C(±27。)、D(±27。)；二次风喷口数量：4角×8层=32只(包括：下端部风室、二层油风室、中间空气风室、上端部风室、三次风口冷却及助燃风)。周界风数量：4角×4层：16个(其中最下层包括双通道一次风口的周界风和腰部风两部分)。喷口摆动情况：a)固定式AA(上、下)、AB(U、M、D)、H；b)摆动式BC(±30。)、CD(±30 )、EE(±30。)、F(+ 30。～ 一5 )、G(+30。～ 一5。)；三次风喷口数量：4角> 2层=8只。喷口摆动情况：固定式。每角喷口自上而下布置方式：三、二、三、二、二、二、一、二、一、二、一、二、一、二。
3 燃烧稳定性的理论基础
要实现电站锅炉调峰或因煤种变化、煤质下降时少投助燃油并保证锅炉安全运行的关键是要保证燃烧稳定，而保证燃烧稳定的关键是进一步强化高温烟气的回流来加热未燃煤粉使它快速着火，增加燃烧的稳定性。钝体回流区内高温烟气与回流区外的低温燃料气流之间通过回流区边界进行的质量交换是它们进行热量交换的基础，而高温烟气通过回流区边界向燃料气流扩散的质量流量可以通过理论分析加以确定。根据理论分析回流区边界的热质交换与速度梯度的三次方成正比。因此强化回流区热质交换的最有效方法是增加射流速度，但增加射流速度将急剧加快管道的磨损，下粉管的阻力也会增大。在同样负荷时煤粉浓度的下降，降低了煤粉的挥发份浓度，这对着火极为不利。
4 铜陵发电厂300MW 机组锅炉燃烧稳定性试验
4．1 燃料基本特性
铜陵发电厂300MW 机组锅炉燃用的煤炭为刘桥矿、淮北混煤，其煤质主要分析成分如表1所示：

4．2 锅炉各工况燃烧试验
为了掌握机组的燃烧稳定性，研究锅炉在变负荷和燃料特性改变时所产生的炉膛瞬间负压大幅波
动，导致锅炉MFT事故发生的原因，探讨解决的有效方法，及时对锅炉进行了燃烧试验。试验条件和主要结果如下：
1)220MW 负荷试验
试验煤质：Wy =8．46％；Ay =37．23％；Vy=11．95％；Qnet,ar =17．53 MJ／kg
锅炉调整前各二次~w'-J开度(--次风箱差压为900 Pa，氧量4．2％)：

调整前用红外高温仪(Paytek牌，型号为RAYA312MSCO，￡设定为0．93，以下同)测出的炉膛看火
孔温度(最高值)：
燃烧器下部看火孔温度：

多次调整后的各给粉机转速（B、D制粉系统运行，一次风种风样为3650Pa）:

多次调整后炉膛看火孔温度（最高值）：

燃烧器下部看火孔温度：

燃烧器上部看火孔温度：

(2)190MW 负荷试验情况(蒸汽射流投用)试验煤质：w =7．79％，A =32．46％，V =13．52％，Q． =19．60 kJ／kg。各二次风门开度(-次风箱差压为386 Pa，氧量4．3％)：

各给粉机（A、D制粉系统运行，一次风总风压为3430Pa）:

用红外高温仪测出的炉膛看火孔温度（最高值）：

燃烧器下部看火孔温度：

燃烧器上部看火孔温度：

(3)一次风调平试验情况
试验时机组负荷260MW 以上。
试验时将16只给粉机的转速调整至基本一致，安装好16只靠背管，并装好“U”型玻璃管，调整前的各靠被动管压值如下（一次风总风压为3750Pa）：

经反复调整后各靠被动管压值如下（一次风总风压为3500Pa）：

B2可调缩孔已卡死，C2、C4可调缩孔失去调节功能。
(4)160MW 负荷试验情况
试验煤质：Wy=5．0％，Ay=35．51％，Vy =12．97％，Qnet,ar =19．29 MJ／kg。
21：O0机组负荷为280 MW，省调用AGC方式以3 kW／min的速率开始降负荷，21：48机组负荷降至160 MW。
8月2日22:00时的各二次风门开度：

此时，锅炉氧量为4.7%，二次风箱差压为270Pa，A、D制粉系统运行，一次风总风压为3400Pa，锅炉总风量为643km3/h,10只给粉机运行，各给粉机转速和CRT一次风动压分别如下：

8月2号22:30时用红外高温仪测出的炉膛看火孔温度（最高值）为：

燃烧器下部看火孔温度：

燃烧器上部看火孔温度：

8月3号0:00时用红外高温仪测出的炉膛看火孔温度（最高值）为：

燃烧器下部看火孔温度：

燃烧器上部看火孔温度：

(5)260MW 负荷时炉膛温度测量
8月4日9：O0时用红外高温仪测出的炉膛看火孔温度(最高值)：

燃烧器下部看火孔温度：

燃烧器上部看火孔温度：

(6)300MW 负荷时的炉膛温度
8月4日9：40时用红外高温仪测出的炉膛看火孔温度(最高值)：

燃烧器下部看火孔温度：

燃烧器上部看火孔温度：

(7)炉膛温度与负荷的关系燃烧器上部温度的平均值与负荷的关系如下：

在220MW 试验工况下，调整前的燃烧器上部平均温度为1 240℃ ，调整后的燃烧器上部平均温度为l 271℃ ，提高了31℃。结合上述分析，影响锅炉燃烧稳定性的因素有很多，其主要因素如煤炭品质，煤挥发分较低特别是灰分、水分较高，当热值较低时，着火热增
高，着火温度上升，难以着火，燃烧不稳定。这时如果煤粉过粗，一次风速过高，燃烧区过剩空气系数较大，着火热和着火温度将更高，着火区更远，更难稳定燃烧，一旦风、粉有所波动，即使此时锅护带高负荷运行，也可能出现燃烧不稳定和锅炉灭火的现象。另一方面，通过调整炉内空气动力场的切圆大小可起到对炉内燃烧的稳定作用。调整一、二次风的风速、风率，使锅炉保持良好的炉内空气动力特性，使燃烧过程处于最佳状况。当燃料品质变差时，在保证不堵管的条件下，应尽量减少一次风速和风率，提高燃烧区的煤粉浓度，从而降低着火热和着火温度，使煤粉气流的着火时间提前，着火距离缩短，增强燃烧稳定性，达到稳燃的目的。对于四角切圆燃烧锅炉炉内实际切圆大小对煤粉着火和燃烧稳定的影响很大。当切圆直径较小时，上游邻角火焰在炉膛较中心的地方与下游一次风煤粉汇合，使煤粉着火较晚，容易使燃烧不稳定；当切圆直径较大时，上游邻角火焰在煤粉气流的根部进行点燃，但此时容易引起水冷壁或燃烧器周围结焦；而当切圆直径大小适中时，上游邻角火焰在煤粉气流的根部进行点燃，使煤粉着火和燃烧稳定，且又不会导致炉内结焦。因此对于四角切圆燃烧锅炉炉内实际切圆直径应维持最佳值，才能保证锅炉的正
常安全地运行。

5 提高铜陵发电厂#3炉燃烧稳定的措施

由于铜陵发电厂300 MW 机组炉内瞬间负压大幅波动，曾多次导致锅炉MFT事故的发生，为此对
锅炉实际运行工况进行了一系列试验，得出了提高锅炉燃烧稳定性的技术措施。
(1) 机组正常运行中，禁止锅炉吹灰、排渣、启停制粉系统同时进行。
(2) 锅炉吹灰、排渣应该在机组负荷210MW以上进行。
(3) 锅炉排渣前投入AB2、AB4油舱稳油
(4) A层给粉机转速保持在650rpm运行；B、C层给粉机转速保持在620rpm左右运行；无论负荷高低，长时间运行转速不应低于350rpm；正常情况下严禁缺角运行。
(5) 保持较低的一次风压，提高锅炉稳定燃烧性能。
(6) 鉴于我厂长期燃烧煤种：Q=20MJ/kg、V=10~12%、A=27~35%，现锅炉整体配风方式更改为束腰型配风，各负荷段风门开度保持如表2值。
(7) 锅炉氧量应根据机组负荷的大小，维持在3~5%左右，低负荷时氧量应该提高，高负荷时氧量应保持较低。
(8)为减少锅炉各部漏风，在保持炉膛不出现正压的前提下，将炉膛负压的设定值设为一35 Pa。
(9)为保证低负荷时锅炉燃烧稳定，机组负荷180 Mw 及以下或煤质差时投入蒸汽引射，机组负荷
180 Mw 以上或煤质好转时退出蒸汽引射。

6 结论
锅炉燃烧稳定性问题是燃煤火力发电机组普遍存在的重要问题之一，研究燃烧稳定性问题对于提高锅炉安全稳定经济运行具有显著的实际应用价值。通过对四角切圆燃烧锅炉燃烧稳定的研究，得出了维持锅炉稳定燃烧的技术措施。
(1)影响锅炉燃烧稳定性的因素有很多，其主要因素如煤炭品质，煤挥发分、灰分、水分和热值。
(2)采用先进的燃烧器，利用燃烧器的结构造成一次风煤粉气流的特殊分布，以利用煤粉的着火燃
烧，并对一、二次风的混合进行控制，使之有利于煤粉的着火和稳燃。
(3)对锅炉进行燃烧调整，通过调整炉内空气动力场的切圆大小可起到对炉内燃烧的稳定作用。调
整一、二次风的风速、风率，使锅炉保持良好的炉内空气动力特性，使燃烧过程处于最佳状况。
(4)对于四角切圆燃烧锅炉煤粉的着火是利用上游邻角火焰点燃下游煤粉气流，故实际切圆直径大小对煤粉的点燃有很大的影响，应维持合适的切圆直径。
参考文献：
[1]铜陵发电厂．对铜陵发电厂#3锅炉运行的几点建议[R] 铜陵发电厂，2002．
[2]铜陵发电厂．铜陵发电厂#3炉试验主要试验结果[R]．铜陵发电厂，2002．
[3]辽宁省电力工业局、锅炉运行[M]．北京：中国电力出版社，1995．
[4]东南大学．电厂锅炉原理[M]、北京：中国电力工业出版社，1980．
[5]西安交通大学．锅炉手册[M]．北京：机械工业出版社，1989、