鍋爐燃燒器燒損的原因分析及預防

孫 勇，印勝偉

（儀征化纖股份有限公司熱電生產中心，江蘇 儀征 211900）

一、概述

中國石化某自備電廠有6臺自然循環、四角切圓燃燒、∏型露天布置的固態排渣的高溫高壓煤粉爐，其中1#～5#爐為HG220/100-10型，6#爐為HG220/100-YM型。鍋爐前部為爐膛，四周布滿模式水冷壁，爐膛出口處布置屏式過熱器，水平煙道裝設了兩級對流過熱器，爐頂、水平煙道兩側及轉向室設置頂棚管和包墻管，尾部豎井煙道中交錯布置兩級省煤器和兩級空氣預熱器。

二、故障經過和調查

1.故障經過

2014年1月11日10點43分，1#鍋爐7#給粉機突然自動程控報警顯示自動切手動，當班司爐立即檢查7#給粉機無異常，各風粉溫度無變化，二次風壓無變化，3#角一次風速18～20m/s左右變化，此時將7#給粉機轉速由原來633r/min減至490r/min，11點03分當班司爐發現火嘴溫度1 000℃報警，同時通過觀察鏡發現7#燃燒器處著火，于是立即停止7#給粉機運行并關閉一次風門，同時全開3#角中心風和周界風，立即采取措施對7#燃燒器進行水冷卻。11點10分左右7#燃燒器明火被撲滅，燃燒器燒損嚴重。

2.情況調查

(1)鍋爐概況。

1#爐是國產1982年制造、1984年4月投產的，主要設計參數見表1。該爐于2012年3月進行了低氮燃燒改造，燃燒器布置方式從下至上為：下層二次風燃燒器、下層外燃式微油點火燃燒器、上層濃稀相低NOx燃燒器、中層可調試二次風燃燒器、三次風燃燒器、下層可調試燃盡風裝置、上層可調試燃盡風裝置，兩層一次風燃燒器切圓直徑為400mm。中層二次風燃燒器切圓可調，可左右擺動，下層二次風燃燒器切圓為800mm。

表1 1#爐主要設計參數

(2)運行工況。

1#爐當時主汽流量200t/h，主汽壓力9.35MPa，8只燃燒器，給粉組合開關轉速上排460r/min，下排580r/min，氧量3.5%，爐膛負壓-15Pa，二次風門四角開度均為50%，周界風25%，燃盡風下層80%，上層50%負荷協調方式。1#爐燃燒器燒壞前工藝參數如表2所示。

表2 燃燒器燒壞前工藝參數

(3)燃燒器材質。

1#爐低氮燃燒改造后燃燒器噴嘴采用耐熱鋼16Cr25Ni14Si2材料，該耐熱鋼材質的化學成分如表3所示。該材料具有較高的高溫強度及抗氧化性，對含硫氣氛較敏感，在600～800℃有析出相的脆化傾向。

三、原因分析

1.煤粉著火點距離太近

從運行工況可以看出一次風速19m/s和二次風壓2 000Pa，這與低氮燃燒改造后一次風速≥20m/s、二次風壓≥2 200Pa的要求有偏差，一次風速、二次風壓偏低，這樣就造成了煤粉著火點距離太近，從而引起燃燒器噴口的過熱變形，直至最終燒損，這是主因。

2.7 #燃燒器噴口處有結焦

停運后檢查發現燃燒器噴口處有結焦，未及時清除，使其阻力增大，燃燒器風箱有煤粉沉積，這就造成了燃燒器噴口鋼材溫度達到熔點燃燒，這是事故根本原因。

3.報警設置錯誤

熱工人員將燃燒器的噴口報警溫度上限設置在1 000℃，高于《鍋爐運行規程》中≤600℃時報警的要求。

4.司爐失職

7#燃燒器噴口壁溫上升過程中的異常現象，司爐未能發現，這也是一個次因。具體溫度變化如圖1所示。

四、預防措施

1.加強監盤和巡檢

運行司爐值班人員應根據盤面分析和巡檢情況，判斷是否有結焦現象?？走M如有結焦應及時打掉，并及時調整一次風速，保證火嘴著火距離在200～300mm左右。對火嘴結焦的情況需要用打焦鉤鉤一下火嘴內部的結焦，并相應調整好引送風機擋板的開度，維持爐膛負壓20～40Pa范圍內，選擇合適的煤粉細度，調整一次風速，防止燃燒器和一次風箱內部積粉，根據火嘴溫度變化及時調整周界風壓力、冷風門和中心風的開度，防止燃燒器燒壞。

2.核對并修改報警值符合《鍋爐運行規程》的規定

3.進行動力場試驗，合理調整燃燒工況

通過試驗找出合理的配風方式和最佳的風門擋板位置，一次風速、二次風速及風壓調平，對燃燒器的安裝角度進行了嚴格校驗，并進行了重新調整，確保爐膛內火焰切圓燃燒，使爐內具有良好的空氣動力工況。適當調整一、二次風的風速和比例，使爐內火焰中心溫度和爐膛出口的煙氣溫度不致過高，并保持適當的過剩空氣系數，使燃燒充分、完全，避免缺氧燃燒，保持爐膛內火焰的均勻分布，特別是在負荷過高或過低的時候，防止火焰偏斜，造成貼墻燃燒。調整煤粉和空氣使其混合均勻，降低爐內溫度和還原性氣氛，以防結焦。

4.加強職工技能培訓

目前該廠正在進行脫硝除塵和低氮燃燒改造，加強職工《鍋爐運行規程》、《低氮燃燒操作指導書》和《SCR脫硝操作指導書》的學習，以提高職業技術水平，確保改造后各鍋爐安全、經濟運行。

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