火電廠鍋爐運(yùn)行中爐內(nèi)結(jié)焦預(yù)防

于俊霞 于宗波 南山集團(tuán)有限公司

引言：大量實(shí)例表明，火電廠鍋爐在運(yùn)行中普遍存在結(jié)焦問題，雖然通過改造燃燒器、調(diào)整燃燒量，使得鍋爐結(jié)焦問題得到一定緩解，但隨著燃煤質(zhì)量的降低，發(fā)電運(yùn)行機(jī)組負(fù)荷率不斷提升，鍋爐結(jié)焦問題一直沒有得到有效解決。鍋爐受熱面不均勻，結(jié)焦量也不盡相同，使得火電廠鍋爐熱平衡發(fā)生變化，嚴(yán)重降低鍋爐的運(yùn)行效率和安全性。基于此，本文結(jié)合實(shí)例，對(duì)火電廠鍋爐運(yùn)行中爐內(nèi)結(jié)焦預(yù)防做了如下分析。

1 、案例分析

某火力發(fā)電廠，3#和4#鍋爐為單汽包、循環(huán)流化床燃燒方式，于2016年8月投入使用。投產(chǎn)后3#和4#鍋爐一直保持預(yù)期效率運(yùn)行。但到2017年6月，4#鍋爐流化狀態(tài)明顯降低，并具有持續(xù)惡化趨勢(shì)，在2017年7月～8月發(fā)生了3次大面積結(jié)焦事故，停工檢修長(zhǎng)達(dá)12天，為避免同類事故再次發(fā)生，檢修部門對(duì)4#鍋爐的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了全面系統(tǒng)的分析整理，找到了導(dǎo)致3次結(jié)焦事故發(fā)生的主要原因，并采用了相應(yīng)的防范措施，現(xiàn)如今4#鍋爐已經(jīng)可以正常運(yùn)行。

2 、火電廠鍋爐運(yùn)行中爐內(nèi)結(jié)焦產(chǎn)生的原因

2.1 一次流化風(fēng)量不足

在2017年6月的機(jī)組設(shè)備大規(guī)模檢修中，4#鍋爐中一次流化風(fēng)量就明顯降低，并具有逐步惡化的趨勢(shì)，在8月停機(jī)檢修中，發(fā)現(xiàn)鍋爐空氣預(yù)熱器的風(fēng)管管口大量結(jié)焦堵塞，從而導(dǎo)致一次流化風(fēng)量下降，影響循環(huán)流化床正常流化速率，從而發(fā)生結(jié)問題。

2.2 布風(fēng)板阻力降低

在3#和4#鍋爐設(shè)計(jì)安裝中，都采用了大直徑風(fēng)帽，雖然在一定程度上解決了風(fēng)帽磨損和漏渣問題，但會(huì)降低布風(fēng)板阻力，特別是4#鍋爐在安裝時(shí)，為便于安裝特意將風(fēng)帽和布風(fēng)板之間的距離增加了4cm，進(jìn)一步降低了布風(fēng)板阻力。再受到一次流化風(fēng)量不足問題的影響，導(dǎo)致該火電廠鍋爐在運(yùn)行中只能采用低料位的方法減少對(duì)流化風(fēng)量的需求，使得布風(fēng)不均勻性更加明顯。甚至在周期發(fā)生溫床測(cè)點(diǎn)不準(zhǔn)確的問題，從而形成大面積結(jié)焦。

2.3 返料系統(tǒng)穩(wěn)定性不足

4#鍋爐從2017年5月到8月，返料溫度和循環(huán)流化床的溫度一直高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到溫床的影響，一直難以實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行。使得返料壓力和返料溫度以及床溫呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性，如果床溫一直超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，就比會(huì)在鍋爐的爐膛表面形成大量結(jié)焦，從而發(fā)生結(jié)焦事故。

2.4 燃煤粒度偏大，矸石和鐵含量比較高

在4#鍋爐中，采用了風(fēng)水聯(lián)合冷渣器，和單一風(fēng)冷或者水冷冷渣器相比，聯(lián)合冷渣器對(duì)燃煤粒度的反應(yīng)更加敏感。但在具體運(yùn)行中，忽略燃煤粒度對(duì)冷渣器的影響，在選煤時(shí)沒有進(jìn)行篩分處理，從而進(jìn)一步增加了鍋爐床層流化狀態(tài)的惡化程度，導(dǎo)致床層發(fā)現(xiàn)結(jié)焦問題。除此之外，從停機(jī)檢修清理床料時(shí)發(fā)現(xiàn)，燃煤中含有較高的矸石和鐵，使得風(fēng)帽堵塞比較嚴(yán)重，從而影響了床層流化效率。

3 、火電廠鍋爐運(yùn)行中爐內(nèi)結(jié)焦措施

3.1 加強(qiáng)對(duì)一、二次風(fēng)系統(tǒng)的檢查力度

通過上述分析可以看出，一次流化風(fēng)量不足是導(dǎo)致爐內(nèi)結(jié)焦的主要原因，因此，火電廠鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中，必須加強(qiáng)對(duì)一、二次風(fēng)系統(tǒng)的檢查和維護(hù)力度，發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)問題及時(shí)處理，以便為床層正常運(yùn)行提供個(gè)充分的流化風(fēng)量。鍋爐在運(yùn)行過程要定期檢查，通過爐膛上的火孔，觀察爐內(nèi)火焰變化情況，查看著火氣流是否存在沖刷爐壁的現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)結(jié)焦，及時(shí)清除。同時(shí)還要嚴(yán)格控制爐膛出口煙溫，確保出口煙溫在設(shè)計(jì)范圍值以內(nèi)，如果調(diào)整厚煙溫仍然高于設(shè)計(jì)值，則要考慮造降符合處理，為鍋爐運(yùn)行營(yíng)造一個(gè)良好的環(huán)境。

3.2 確保床層料位高度和床溫的均衡性

火電廠鍋爐在運(yùn)行中床層料位高度，要以床溫的均衡性為參考。比如：鍋爐床溫變化起伏不定，則可適當(dāng)提升位料高度，或者增加一次流化風(fēng)量，以提升鍋爐中流化效果。同時(shí)還要定期清理床料，以保證床料質(zhì)量，如果發(fā)現(xiàn)風(fēng)帽磨損超出標(biāo)準(zhǔn)，則要及時(shí)更換，以滿足整個(gè)鍋爐安全、穩(wěn)定運(yùn)行的實(shí)際需求。

3.3 定期檢查返料系統(tǒng)

返料系統(tǒng)運(yùn)行效果，對(duì)整個(gè)鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和控制結(jié)焦問題都有嚴(yán)重影響。因此，每隔3～5天，就要對(duì)返料系統(tǒng)進(jìn)行一次全面檢查和調(diào)整，同時(shí)還要及時(shí)清理返料器中掉落的雜物，提升床料返回爐膛的效率。

3.4 加強(qiáng)燃煤質(zhì)量管理

鍋爐操作人員和管理人員要熟練掌握在燃煤質(zhì)量情況，并在現(xiàn)場(chǎng)值班班長(zhǎng)調(diào)度下，及時(shí)調(diào)整燃煤質(zhì)量。為確保煤炭燃燒的充分性，在煤炭添加時(shí)，粒徑超過10mm的煤炭不能超過煤炭總量的6%。并做好詳細(xì)，如果煤炭顆粒超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，要及時(shí)通知上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，進(jìn)行分析調(diào)整。近年來，我國(guó)煤炭供應(yīng)愈發(fā)緊張，很多不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的煤炭進(jìn)入火力發(fā)電廠，因此，需要按照煤炭質(zhì)量的不同進(jìn)行分類堆放，根據(jù)不同煤炭特性和數(shù)量進(jìn)行合理調(diào)配，確保煤炭在燃燒時(shí)能更加接近設(shè)計(jì)煤質(zhì)。燃料化驗(yàn)部門需要對(duì)煤炭的工業(yè)性進(jìn)行試驗(yàn)分析，并提供混煤的灰熔點(diǎn)。不同煤炭其含有的礦物質(zhì)也不相同，這些礦物在高溫高壓的作用下會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而形成新的共熔體，從而導(dǎo)致混煤的熔融性發(fā)生變化。為更好的滿足鍋爐運(yùn)行需求，需要通過試驗(yàn)對(duì)混煤的熔融性進(jìn)行全面測(cè)定，從而為燃煤管理提供真實(shí)有效的參考依據(jù)。

4 、結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合實(shí)際案例，分析了火電廠鍋爐運(yùn)行中爐內(nèi)結(jié)焦預(yù)防，分析結(jié)果表明，導(dǎo)致爐內(nèi)結(jié)焦的因素非常多，如：一次流化風(fēng)量不足、布風(fēng)板阻力降低、返料系統(tǒng)穩(wěn)定性等，都會(huì)導(dǎo)致鍋爐發(fā)生結(jié)焦問題。為有效解決這一問題可以從加強(qiáng)對(duì)一、二次風(fēng)系統(tǒng)的檢查力度、確保床層料位高度和床溫的均衡性、定期檢查返料系統(tǒng)、加強(qiáng)燃煤質(zhì)量管理等方面同時(shí)入手，才能為鍋爐安全可靠運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。