鍋爐飛灰含碳測量裝置堵灰原因分析和解決措施

寧勢其

摘 要：針對我廠鍋爐飛灰含碳測量裝置在運行過程中出現的故障，根據實際消缺過程中發(fā)現的問題進行分析。結果表明：主要的故障是堵灰問題，堵灰的原因是旋流分離器溫度低于露點。通過采用防雨罩、維護好加熱裝置和防堵裝置可解決堵灰問題。

關鍵詞：鍋爐；飛灰含碳量；堵灰；解決措施

1.前言

鍋爐飛灰含碳量是反應火力發(fā)電廠燃煤鍋爐燃燒效率的主要運行經濟指標和技術指標之一，直接反應鍋爐燃燒效果的好壞，也是電廠開展運行經濟考核、計算鍋爐效率一項必不可少的原始數據。實時檢測和衡量飛灰含碳量，不僅有利于指導燃燒調整以降低煤耗，還有利于提高機組運行的經濟性和安全性。以300MW鍋爐為例，一個百分點的飛灰含碳量，其直接經濟效益可達70萬元/年。而且，如果合理控制好飛灰含碳量的品質，還可以提高煤粉灰的經濟利用價值。近年來，各發(fā)電廠對于飛灰含碳量均給予高度重視。因此，保證鍋爐飛灰含碳測量裝置的正常運行，確保精準的飛灰含碳量數值，對于電廠經濟運行有很高的應用價值。

2.裝置結構及測量原理

我廠兩臺1000MW機組的鍋爐為超超臨界參數變壓直流本生型鍋爐，一次再熱，單爐膛，前后墻對沖方式，尾部雙煙道結構，采用擋板調節(jié)再熱汽溫，固態(tài)排渣，全鋼構架，全懸吊結構，平衡通風，露天布置。飛灰含碳測量裝置為北京華清優(yōu)然公司提供的HQCT-1智能型飛灰測探儀表設備，設備安裝于空預器出口和電除塵器入口之間的尾部煙道，其結構如圖1所示。

該裝置運行時，取樣槍采集到高速、高溫煙灰混合物，經高效旋流集塵器進行煙灰分離后，煙氣通過排煙管重新回到煙道中，分離出來的灰經過充分混合后進入飛灰測量儀表機柜進行測量。測量結束后，多余的灰和分析測量過的灰通過壓縮空氣吹掃經旋流集塵器、排煙管重新回到煙道中。

HQCT-I智能型飛灰測碳儀表是利用飛灰中的碳粒能夠吸收微波能量的機理進行測量。鍋爐尾部煙氣中的飛灰由于煤粉燃燒不完全而含有碳粒，這些碳粒能夠吸收微波能量，引起微波能量的衰減；同時由于飛灰中其他成分對微波的吸收不敏感，因此通過微波諧振測量技術，獲取衰減的微波能量和含碳量的關系，就可以分析確定飛灰中碳的含量。

3.故障情況

在運行過程中，HQCT-I智能型飛灰測碳儀表常見的故障是堵灰。經現場檢查發(fā)現，從取樣嘴，取樣管，旋流集塵器直到過濾器一路積灰嚴重，這就造成了管路堵灰，測碳裝置不能正常地進行取灰測量，反饋回DSC畫面的參數變零，使得運行人員不能正常觀察飛回含碳量。

正常運行的情況，鍋爐A/B兩側的飛灰含碳參數都在某一個相近的正常值范圍內晃動。HQCT-I智能型飛灰測碳儀表測量的結果，如圖3所示：

運行過程中，鍋爐A側飛灰含碳裝置發(fā)生堵灰。調DCS曲線，從曲線上可以看出，堵灰是逐漸性的，積灰的過程中參數出現階躍跳變，最終整個管道堵實之后，A側裝置無法測量，參數最終顯示為零。故障曲線如圖4所示：

4.故障原因分析

飛灰中含有水蒸氣，而HQCT-I智能型飛灰測碳儀表的旋流集塵器位于煙道外面的大氣中，飛灰進入旋流分離器時因為溫度的急劇下降而發(fā)生結露現象，水分與飛灰發(fā)生粘結，在旋流分離器下口部造成積灰。旋流分離器積灰堵實之后，最終取樣管，連同下灰管，諧振腔測量用軟管全部堵灰，使得測探儀表無法正常使用。所以保持飛灰的溫度是控制堵灰的關鍵。

5.解決措施

5.1增加合理位置的防雨罩：

臺州地處中亞熱帶季風區(qū)，雨水充沛，氣候潮濕。旋流集塵器位于煙道外面，一旦雨霧侵襲，飛灰溫度降低產生凝結。因此，應該在機柜上邊加裝防雨罩，防雨罩的插入深度必須直達保溫層內部，盡量避免旋流集塵器受潮。

5.2加強對加熱設備的檢查：

溫控儀通過控制電熱管，確保空氣加熱器達到一定的溫度，對流經空氣加熱器的壓縮空氣進行加熱，這有利于保證空氣反吹管道中的干燥和溫度。為了維持旋流集塵器的溫度，采用特型電伴熱套進行加熱，并在外部裹覆保溫層。這有助于旋流集塵器收集到適當的飛灰，并且防止因溫度下降引起旋流集塵器堵灰。為了整個系統的正常運行，需要定期察看壓縮空氣加熱和集塵器保溫系統的運行情況，發(fā)現故障及時處理。

5.3防堵過濾裝置維護：

防堵過濾裝置位于諧振腔下部，用于隔離飛灰管路和壓縮空氣管路。使用一段時間之后，防堵過濾裝置容易粘灰，造成反吹壓力不足。因此，需要定期更換防堵過濾裝置，周期通常3-4個月左右。具體情況要根據現場灰量及其儀用空氣干燥程度決定。如果在運行期間出現反吹壓力不足，則必須立刻更換新的防堵裝置。

6.結語

本文深入分析了鍋爐飛灰含碳測量裝置堵灰的原因，并提出了通過加裝防雨罩、保證加熱裝置和防堵裝置的正常運行等措施來避免裝置堵灰，保證運行人員可以觀察到正確的飛灰含碳數據，及時有效的調整鍋爐運行，提高機組運行的效率。

參考文獻：

[1]樊泉桂，閻維平，等.鍋爐原理.北京：中國電力出版社，2008

[2]陳炳花，張頡，孫銳，等.運行參數對鍋爐煤粉著火燃燒和飛灰含碳量影響的數值研究【J】 .動力工程學報，2004，24（4）：470-476