張軍

(陜西國華錦界能源有限責(zé)任公司，陜西 神木 719300)

空氣預(yù)熱器簡稱為空預(yù)器，是鍋爐尾部煙道中的煙氣通過內(nèi)部的散熱片將進(jìn)入鍋爐前的空氣預(yù)熱到一定溫度的受熱面。一般多用于燃煤電站鍋爐，目的是提高鍋爐的熱交換性能，降低能量消耗，可分為管箱式、回轉(zhuǎn)式兩種，目前電站鍋爐較常采用回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器。但由于回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器結(jié)構(gòu)復(fù)雜和自身特點(diǎn)，在運(yùn)行中易出現(xiàn)燒損事故，若不妥善處理，將對鍋爐安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。本文結(jié)合電廠機(jī)組鍋爐空氣預(yù)熱器的一起燒損事故，對如何防范這類事故提出一些對策，以供同行參考。

1 概述

某電廠機(jī)組鍋爐為亞臨界參數(shù)自然循環(huán)汽包爐、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、半露天布置、固態(tài)排渣。鍋爐爐膛斷面尺寸為13328.6mm×13994.5mm，采用螺紋管作為爐膛高熱負(fù)荷區(qū)域水冷壁。鍋爐為擺動(dòng)式直流燃燒器切圓燃燒方式，5套中速磨直吹式送粉系統(tǒng)，5層一次風(fēng)噴嘴布置，燃用設(shè)計(jì)煤種時(shí)4層運(yùn)行帶B-MCR，布置3層點(diǎn)火油槍，并在下層一次風(fēng)噴口設(shè)有微油點(diǎn)火系統(tǒng)。

2 鍋爐空預(yù)器燒損事故原因分析

2.1 鍋爐點(diǎn)火能量不足

鍋爐點(diǎn)火能量不足，油和煤粉均燃燒不完全，未燃盡的可燃物在空預(yù)器蓄熱元件內(nèi)沉積。

機(jī)組進(jìn)行鍋爐吹管工作時(shí)，鍋爐采用微油點(diǎn)火方式投A套制粉系統(tǒng)運(yùn)行，點(diǎn)火初期通過就地看火孔觀察，煤粉著火距離較遠(yuǎn)，煙囪冒不正常的黑煙，A煤層4只火檢信號(hào)波動(dòng)大，經(jīng)常出現(xiàn)2只火檢信號(hào)同時(shí)小于10%。隨即進(jìn)行磨入口一次風(fēng)和二次風(fēng)調(diào)整：降低磨煤機(jī)一次風(fēng)量，關(guān)小上層輔助風(fēng)風(fēng)門及周界風(fēng)風(fēng)門，增大分離器轉(zhuǎn)速，使煤粉變細(xì)。同時(shí)開大微油點(diǎn)火暖風(fēng)器氣源門開度，從而提高磨出口一次風(fēng)溫度使煤粉更容易燃燒。但從就地觀火孔和火焰電視觀察，燃燒情況沒有明顯改善。

鍋爐設(shè)計(jì)用煤為貧煤（低位發(fā)熱量20.54MJ/kg，干燥無灰基揮發(fā)份為14%），而4只微油點(diǎn)火油槍（單只油槍出力為250kg/h）根本無法滿足本機(jī)組入爐貧煤的點(diǎn)火能量要求，造成爐內(nèi)燃燒不良，并且由于爐內(nèi)為油煤混燃，煤油搶風(fēng)導(dǎo)致油和煤粉燃燒均不完全，殘油粘附未燃盡煤粉沉積在水平煙道、受熱面和預(yù)熱器波紋板上。點(diǎn)火初期入爐煤質(zhì)和在煙道尾部取樣的灰樣工業(yè)分析結(jié)果對比，可以證實(shí)當(dāng)時(shí)大量未燃盡煤粉的存在。

鍋爐點(diǎn)火約3h以后，由于爐內(nèi)燃燒狀況沒有明顯好轉(zhuǎn)，煙囪持續(xù)冒黑煙，投入微油點(diǎn)火系統(tǒng)輔助油槍（單只輔助油槍出力200kg/h）。投入4只微油點(diǎn)火的輔助油槍，此后無論是圖像火檢電視、還是就地看火孔，燃燒情況大有改觀，微油點(diǎn)火4只火檢信號(hào)穩(wěn)定，強(qiáng)度均維持在90以上。

2.2 空預(yù)器吹灰效果不好

空預(yù)器的吹灰器和水沖洗裝置是為消除空預(yù)器堵灰和防止發(fā)生二次燃燒而專門設(shè)置的，當(dāng)空預(yù)器蓄熱元件內(nèi)沉積了未燃盡的可燃物時(shí)，如果吹灰器能夠正常投入使用并且效果良好，將不至于造成可燃物長時(shí)間的大量積存。而水沖洗在吹灰器不能達(dá)到理想效果時(shí)，將成為唯一積極的和行之有效的防止發(fā)生二次燃燒的方法。

2.3 對二次燃燒判斷不及時(shí)

鍋爐在著火不良、煙囪持續(xù)冒黑煙的情況下運(yùn)行3h，未投大油槍助燃，造成點(diǎn)火初期大量未燃盡燃料在尾部煙道的沉積。后來空預(yù)器入口煙溫不正常升高、空預(yù)器電機(jī)電流快速上漲至跳閘，空預(yù)器抱死。運(yùn)行人員立即關(guān)閉空預(yù)器前后所有煙氣、空氣擋板，防止受熱不均勻引起空預(yù)器變形，燜預(yù)熱器。此后空預(yù)器入口煙溫開始緩慢回落，可見空預(yù)器的二次燃燒得到了有效的控制。但是后來運(yùn)行人員為了冷卻預(yù)熱器，開啟引風(fēng)機(jī)出入口擋板讓其自然通風(fēng)，結(jié)果入口煙溫急劇升高，空氣進(jìn)入預(yù)熱器補(bǔ)充了燃燒用的氧氣，加劇了空預(yù)器的二次燃燒。

3 防范對策

該爐微油點(diǎn)火系統(tǒng)不能達(dá)到冷態(tài)點(diǎn)爐的要求，今后鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)應(yīng)先投大油槍運(yùn)行，建立起一定的爐膛溫度及二次風(fēng)溫度時(shí)再投入制粉系統(tǒng)運(yùn)行。

鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火前進(jìn)行主油槍、微油油槍的霧化試驗(yàn)，確保油槍霧化良好，對存在漏油、霧化不良的油嘴應(yīng)及時(shí)予以更換。鍋爐在投油或低負(fù)荷運(yùn)行階段，尤其應(yīng)注意油的完全燃燒，根據(jù)燃料性質(zhì)、鍋爐過?？諝庀禂?shù)及霧化顆粒及霧化角度調(diào)整好燃燒工況，保持最佳的霧化狀態(tài)。

鍋爐在點(diǎn)火前，檢查了電除塵極板、灰斗積灰情況，并進(jìn)行大風(fēng)量爐膛吹掃，確保極板清潔、輸灰管道暢通，待煙囪內(nèi)排出的空氣干凈無灰時(shí)方才進(jìn)行點(diǎn)火工作。

定期檢查空預(yù)器火災(zāi)報(bào)警裝置和水沖洗設(shè)備，確保其可靠性。發(fā)現(xiàn)預(yù)熱器二次燃燒，應(yīng)立即手動(dòng)MFT，立即停用所有吸風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行。如出現(xiàn)空氣預(yù)熱器抱死情況，在燜空氣預(yù)熱器的過程中，關(guān)閉油系統(tǒng)的所有閥門，停止油循環(huán)；關(guān)閉所有煙風(fēng)通道上的門和擋板，盡可能地避免空氣進(jìn)入預(yù)熱器。打開蒸汽吹灰裝置對空預(yù)器吹掃，同時(shí)打開水沖洗系統(tǒng)閥門進(jìn)行水沖洗，打開空預(yù)器下部灰斗排水口排水。為防止導(dǎo)向軸承油室著火，應(yīng)采取措施對導(dǎo)向軸承油室進(jìn)行水澆降溫。只有確認(rèn)二次燃燒已被徹底撲滅后，才能停止蒸汽吹掃和關(guān)閉水沖洗閥門。在進(jìn)入空預(yù)器內(nèi)部檢查時(shí)，應(yīng)手持滅火器材，撲滅殘存火源。

除按運(yùn)行規(guī)程做好防止空氣預(yù)熱器著火的反事故措施外，還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題:(1)提早介入，掌握鍋爐廠空預(yù)器吹灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、吹灰器功能、設(shè)計(jì)院吹灰蒸汽管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，確保吹灰器及輔汽系統(tǒng)滿足鍋爐啟動(dòng)初期低負(fù)荷運(yùn)行的要求。

(2)鍋爐首次點(diǎn)火前，要求空氣預(yù)熱器水沖洗系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢，并經(jīng)通水試驗(yàn)，水量充足，水壓滿足空氣預(yù)熱器消防要求，確保一旦空氣預(yù)熱器著火，必要的消防措施能及時(shí)到位，避免事故擴(kuò)大。

(3)對空氣預(yù)熱器的安裝質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督檢查，做好空預(yù)器蓄熱元件的保護(hù)工作，防止異物落入波形板內(nèi)。鍋爐點(diǎn)火前，還應(yīng)組織對空預(yù)器進(jìn)行全面檢查、清理異物。

(4)空預(yù)器吹灰器的作用是有限的，例如空預(yù)器中間層下部傳熱元件易堵灰，吹灰器一般不能清除。另外，某些可燃物結(jié)垢也只能用水沖洗來清除。因此，鍋爐首次點(diǎn)火吹管后，應(yīng)再次組織對空預(yù)器吹灰進(jìn)行全面檢查，如有必要，應(yīng)對吹管結(jié)束后空預(yù)器進(jìn)行1次空預(yù)器堿沖洗。已經(jīng)投入運(yùn)行的鍋爐也應(yīng)定期進(jìn)行堿沖洗，周期為1～2次/年。水清洗后一定要烘干空預(yù)器，否則空預(yù)器將很快發(fā)生腐蝕、堵灰。

(5)盡量避免僅1-2支油槍長期運(yùn)行，且嚴(yán)禁在爐膛溫度較低時(shí)頻繁試投油槍。油槍投入初期，應(yīng)派專人到看火孔觀察油槍燃燒狀況，確保霧化質(zhì)量，避免尾部低煙速積油。

(6)保證霧化蒸汽壓力、吹灰蒸汽壓力及過熱度，確保油槍霧化質(zhì)量和吹灰效果。鑒于激波吹灰器對尾部積油吹灰效果不及蒸汽吹灰器，更要注意鍋爐點(diǎn)火初期及煤、油混燒階段空氣預(yù)熱器的安全。

(7)要投入一定數(shù)量的油槍，保證有一定的爐膛溫度后，才能投入煤粉燃燒器運(yùn)行。嚴(yán)禁在低爐膛溫度下過早投運(yùn)煤粉火嘴，確保煤粉著火燃燒，避免未著火煤粉進(jìn)入空氣預(yù)熱器沉集。

8 )加強(qiáng)監(jiān)視，準(zhǔn)確判斷，果斷處理在運(yùn)行過程中，要加強(qiáng)對排煙溫度、空氣預(yù)熱器電流、阻力，吹灰蒸汽參數(shù)、爐膛燃燒等運(yùn)行情況的監(jiān)視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故預(yù)兆，果斷采取措施，及時(shí)消滅空氣預(yù)熱器局部著火，避免大面積著火的發(fā)生。建議有條件的單位，裝設(shè)空氣預(yù)熱器著火探測系統(tǒng)，及時(shí)探測出早期局部著火情況，將事故消滅在萌芽狀態(tài)。

結(jié)語

總之，鍋爐空氣預(yù)熱器燒損事故對鍋爐安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著嚴(yán)重威脅，電廠鍋爐運(yùn)行人員切不可對燒損事故的防范掉以輕心。為了確?？疹A(yù)器的安全運(yùn)行，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視煙氣溫度、空預(yù)器電流和前后壓差等重要參數(shù)，一旦事故發(fā)生，必須果斷按規(guī)章制度進(jìn)行處理，這樣才能避免空氣預(yù)熱器燒損面積的擴(kuò)大，減少事故損失。

[1]劉建國，29-型回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器燒損的分析及處理[J].華東電力，2003(02).

[2]段學(xué)農(nóng) 陳文 雷霖 徐湘滬，回轉(zhuǎn)式空預(yù)器局部燒損事故分析及預(yù)防[J].湖南電力，2008(05).