鍋爐噴燃器漏粉治理

摘要：煤粉噴燃器是燃煤鍋爐的主要燃燒設備，鍋爐的煤粉噴燃器長時間運行，一次風中的煤粉對噴燃器金屬產生磨損、漏粉現象，對文明生產和安全生產報其不利。

關鍵詞：噴燃器漏粉；噴涂；污染環境；煤粉自燃

中圖分類號：U291.4+5文獻標識碼：A

1概述

宏偉熱電廠#3、4、5爐是哈爾濱鍋爐廠生產的HG-410/9.8-FM16型鍋爐，燃用內蒙東部褐煤，采用風扇磨直吹制粉系統，六角燃燒布置，上下兩層燃燒，燃煤噴燃器設計為大口徑中心風式噴燃器，噴燃器的口徑：899*574mm，鋼板厚度為25m，呈矩形，伸入爐膛的噴燃器的金屬材質采用的是耐高溫合金鋼（ZG3OCr22ni7si2NRe），其它部分為G20鍋爐鋼，一次風的圓型管道與矩型噴燃器經天圓地方相焊接，請看示意圖：

目前，#4爐#5爐的各燃燒器，在2009至2010年運行期7個月內出現多處磨損穿孔漏粉問題。經統計，在變徑管結合部位、天圓地方部位出現問題率最高。雖然經過短時間的焊補或粘補，噴燃器漏粉卻日趨嚴重。在夏季全停期間，治理噴燃器漏粉是事在必行的一項檢修工作。

對燃燒器各部位進行取樣檢驗：

天圓地方部位進行鉆孔取樣（原壁厚為10mm）：

注：以上數據是對6臺燃燒器測量取平均值。

2 噴燃器磨損后的危害

2.1 褐煤具有高溫自燃的特性，在高溫狀態下易出現自燃現象，噴燃器向外漏粉，較粗的煤粉沉落在地面后周圍的設備處，易出現高溫自燃，燒損周圍的設備，嚴重時會出現向外噴射燃燒，易發生火災。

2.2 較細的煤粉比重較輕，隨空氣浮動，一部分細煤粉沉落在鍋爐的鋼梁、平臺、低溫管道、廠房墻壁。水泥橫梁上，形成粉塵污染廠房，增加了衛生清掃工作量。另一部分細煤粉沉落高溫高壓管道、電纜橋架上，當出現電纜橋架或高溫高壓管道處煤粉自燃時，輕者會進行滅火撲救，重者會出現因電纜著火而被迫停爐事故。

2.3 噴燃器漏粉對安全生產和文明生產是及其不利的，另外噴燃器向外漏粉，會造成部分燃料未經燃燒利用，是一種能源浪費。

3 煤粉噴燃器漏粉原因分析

3.1 金屬材質因素

噴燃器的口徑：899*574mm，鋼板厚度為25m，呈矩形，伸入爐膛的噴燃器的金屬材質采用的是耐高溫合金鋼（ZG3OCr22ni7si2NRe），其它部分為G20鍋爐鋼，并不是耐磨材料，一次風管道為圓形管道經天圓地方相焊接，此處的管道內壁形狀的改變，一次風的風粉混合物的流動阻力發生變化，沖擊力及摩擦力增大，此處的金屬磨損較為嚴重。

3.2 設備結構和煤粉沖刷因素

3.2.1 制粉系統的設計的一次風管道，在設計為上下兩層布置，各有一個垂直向下130°的彎頭，再經直管向下流動再經水平60°的彎頭與噴燃器相連接，磨煤機出來的一次風經豎井管道再經130°的彎頭，此時的一次風中的煤粉在離心力的作用下，沿著一次風外弧大量聚集，形成較高的一次風煤粉區域，經過向下的噴射，再經60°的彎頭，此時的一次風中的高濃度煤粉在慣性的作用下，噴射至噴燃器的下壁，出現的噴燃器局部磨損嚴重的現象。

3.2.2 一次風管與噴口結合處不是光滑過渡，形成一變徑連接。流體在流過變徑管結合處在Ⅰ處產生負壓回旋反復沖刷，加快鋼板磨損。請看示意圖：

3.3 磨煤機制粉細度和煤質因素

3.3.1 風扇磨煤機的制粉特性

風扇磨煤機的制粉細度受磨煤機運行時間和磨煤機的打擊板。護鉤和護甲的磨損程度影響較大，大修后的風扇磨煤機其通風量較大，干燥效果較好，磨制出的煤粉較細，煤粉的均勻度及合格率較高，此時的一次風的風粉混合物對一次風管道內壁及噴燃器內壁磨損較輕。

磨煤機到運行后期，打擊板。護鉤和護甲的磨損程度較為嚴重時，風扇磨煤機其通風量減少，干燥效果減弱，磨制出的煤粉較粗，煤粉的均勻度及合格率較低，一次風的風粉混合物對一次風管道內壁及噴燃器內壁磨損增加。

當風扇磨煤機的回粉管不暢或堵塞時，磨制出的煤粉更粗，煤粉合格率極低，一次風中的粗煤粉對一次風管道內壁及噴燃器內壁磨損明顯增加。

3.3.2 燃用煤硬度

原設計燃用煤種為內蒙東部褐煤大雁煤礦和扎賚諾爾煤礦產的褐煤，由于煤炭工業燃用煤的供需緊張，燃用煤種的各項指標已偏離設計燃煤指標，目前年燃用煤量排列為：寶日希勒褐煤、伊敏褐煤、大雁褐煤、扎賚諾爾褐煤，各煤礦的煤質硬度都不一樣，寶日希勒褐煤可磨系數為46、伊敏褐煤69、大雁褐煤78、扎賚諾爾褐煤76。可磨系數越低煤質越硬越難磨，全年燃用寶日希勒褐煤量高達45%左右。這樣會造成磨煤機打擊板、護鉤及護甲磨損加快，煤粉合格率降低，一次風的粗煤粉合格率降低，對一次風管道內壁及噴燃器內壁的磨損加快。

3.4 受熱面溫度對磨損的影響

由于褐煤本身的水分比較大，褐煤爐一般采用提取高溫爐煙對褐煤進行干燥，導致一次風風溫較高，另外褐煤較易自燃，出現煤粉提前燃燒的問題。

受熱面溫度不同時會改變其表面氧化膜的組成和相態從而影響金屬的抗磨性能。隨著溫度的升高，受熱面的抗磨性能下降。致使受熱面磨損惡化。

3.5 燃燒器停運時爐內煙氣對燃燒器噴口的沖刷

當某個燃燒器停止投用時，其他燃燒器對角或者偏角運行時，在該燃燒器噴口處會產生負壓，尤其在偏角運行時。在該燃燒器噴口處產生高溫燃燒的煤粉氣流渦流，對噴口造成嚴重的沖刷。

4 煤粉噴燃器漏粉處理

4.1 首先對噴燃器內表面清潔去油預處理徹底，在進行用石英砂利用高壓噴砂機噴燃器內壁表面進行細致的除銹和表面粗化。噴砂作業完成后，要從上到下逐層吹掃工作面上的砂子和粉塵。

4.2 處理辦法：加注耐磨料。采用粉芯材料，LX-88A無須打底可形成高硬耐磨陶瓷涂層。利用超音速電弧噴涂采用燃燒于絲材端部的電弧將均勻送進的絲材熔化，經拉伐爾噴嘴加速后的超音速等離子氣流將熔化的絲材霧化為粒度細小分布均勻的粒子，噴向噴燃器內表面形成涂層，每平方米8公斤，噴涂分5次完成。具有很強的防腐耐磨性能。對噴燃器磨損較嚴重部位是耐高溫合金鋼與G20鍋爐鋼結合部的焊縫以及噴燃器的底部和兩側鋼板的下部，進行加厚處理。

參考文件

[1]何佩敖，張肅.我國風扇磨煤機制粉系統的設計問題[J].電站系統工程，1991（02）期.

[2]曲通海，宮志陽.褐煤制粉系統風扇磨煤機打擊輪判廢及疲勞壽命分析[J].機電信息2011(36).