徐柳

（安徽省淮南市大唐洛河電廠熱控分公司，安徽　淮南　232008）

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機(jī)組運(yùn)行過程中爐膛壓力突變原因分析

徐柳

（安徽省淮南市大唐洛河電廠熱控分公司，安徽淮南232008）

〔摘 要〕介紹了某發(fā)電廠機(jī)組鍋爐的概況，分析出機(jī)組運(yùn)行過程中爐膛壓力突變的原因是鍋爐折焰角上積灰突然坍塌，或是給粉機(jī)突然斷粉又下粉對爐膛燃燒造成的擾動，最后提出了針對性的預(yù)防措施。

〔關(guān)鍵詞〕爐膛壓力；折焰角；積灰塌落；給粉機(jī)

0　設(shè)備概況

某發(fā)電廠1期工程2號鍋爐系上海鍋爐廠將原1 000t/h雙爐膛UP型直流爐，改造而成的SG1025/16.96—M858型控制循環(huán)鍋爐。鍋爐為雙爐膛、倒U型布置、平衡通風(fēng)、雙四角切向燃燒、固態(tài)排渣煤粉爐。鍋爐以MCR工況為設(shè)計參數(shù)，在機(jī)組電負(fù)荷為341MW情況下，鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量為1 025t/h，機(jī)組電負(fù)荷為320MW時，鍋爐的額定蒸發(fā)量為945.9t/h。

鍋爐爐膛寬17 000mm，深8 493mm，為矩形單爐體雙爐膛結(jié)構(gòu)。四角直流式燃燒器采用雙切圓布置，假想切圓直徑分別為400mm和600mm。鍋爐制粉系統(tǒng)采用鋼球磨中間儲倉式乏氣送粉制粉系統(tǒng)，磨煤機(jī)型號為原來的DTM350/600，共4套；排粉風(fēng)機(jī)4套；共有32臺給粉機(jī)。

2014年，為了進(jìn)一步降低鍋爐煙氣中的NOx，采用空氣分級低NOx燃燒技術(shù)對燃燒器進(jìn)行改造，同時兼顧飛灰可燃物等對鍋爐效率方面的影響。燃燒器改造后，熱損失增加小于0.4％，NOx排放量不大于300 mg/Nm3（O2=6％）。

1　運(yùn)行中發(fā)生的異?，F(xiàn)象

從2013年起，在機(jī)組各方面都正常情況下，該發(fā)電廠2號鍋爐陸續(xù)發(fā)生幾次爐膛壓力突然下降然后再上升的情況，造成機(jī)組自動控制系統(tǒng)全部切換為手動運(yùn)行，爐膛燃燒失穩(wěn)，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全運(yùn)行。

2　故障原因分析

鍋爐的爐膛結(jié)構(gòu)和爐膛負(fù)壓測點的安裝位置如圖1所示。

從圖1可以看出，鍋爐折焰角是一個前凸的傾斜角，爐膛負(fù)壓測點安裝在折焰角偏上方。

圖1　鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)和負(fù)壓測點安裝位置

根據(jù)異?，F(xiàn)象的趨勢分析，認(rèn)為壓力突變是由于鍋爐折焰角上的積灰突然塌落造成的。因為鍋爐折焰角的前凸，造成煙氣在折焰角上方形成回流，從而產(chǎn)生大量積灰。當(dāng)積灰累積達(dá)到一定高度時，由于折焰角有一個30°的傾斜角，大量積灰突然塌落造成爐膛內(nèi)壓力增大。由于爐膛負(fù)壓測點安裝在折焰角偏上方的位置，當(dāng)折焰角上的積灰突然塌落時，爐膛負(fù)壓測點后面的通風(fēng)突然暢通，再加上測點下面的落灰造成的阻力，使得爐膛壓力測點測到的爐膛壓力突然下降（不是爐膛真實壓力）。隨后由于爐膛測量壓力下降造成引風(fēng)機(jī)出力迅速減小，加上塌灰造成的爐膛內(nèi)壓力增大，導(dǎo)致爐膛壓力又突然升高。對鍋爐折焰角積灰情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)由于原來折焰角部分不進(jìn)行吹灰，積灰比較嚴(yán)重。因此，該廠恢復(fù)了折焰角吹灰器定期吹灰制度，此后一段時間沒有再發(fā)生此類情況。

但是后來該異?，F(xiàn)象又一次發(fā)生了，且與前幾次一樣，爐膛負(fù)壓突變造成機(jī)組自動控制系統(tǒng)全部切換為手動運(yùn)行，爐膛燃燒失穩(wěn)。對現(xiàn)場進(jìn)行實際檢查，并未發(fā)現(xiàn)折焰角積灰嚴(yán)重，也未發(fā)現(xiàn)鍋爐結(jié)焦；而且運(yùn)行人員按規(guī)定要求按時對鍋爐左右兩側(cè)折焰角進(jìn)行吹灰，折焰角塌灰的情況不可能發(fā)生。

通過對機(jī)組運(yùn)行參數(shù)曲線的分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)爐膛壓力先下降后上升突變后，汽包水位也是先下降后上升，同時汽包壓力也隨之下降。這充分說明汽包內(nèi)部的能量發(fā)生了變化，即鍋爐燃燒發(fā)生了變化。

經(jīng)過查看排粉機(jī)出口壓力、給粉機(jī)轉(zhuǎn)速以及各煤粉管的一、二次風(fēng)速等與燃燒相關(guān)的運(yùn)行曲線，發(fā)現(xiàn)B爐膛8號角的B8風(fēng)速不正常，發(fā)生變化較大。因為當(dāng)給粉機(jī)正常輸送煤粉時，一次風(fēng)（送粉風(fēng)）的風(fēng)速應(yīng)該變化不大，當(dāng)給粉機(jī)中斷輸送煤粉時，阻力減小，風(fēng)速增大；當(dāng)給粉機(jī)再次輸送煤粉進(jìn)入粉管時，阻力突然增加，風(fēng)速就會下降。即B8給粉機(jī)有時斷時續(xù)不均勻地向爐內(nèi)輸送煤粉的現(xiàn)象發(fā)生（可能煤粉倉內(nèi)的煤粉有結(jié)塊），即B8給粉機(jī)下粉不正常。當(dāng)突然斷煤粉的情況發(fā)生時，爐膛壓力下降，引風(fēng)機(jī)動葉關(guān)小；后又因再來粉，發(fā)生爐膛局部爆燃，加上引風(fēng)機(jī)動葉關(guān)小，所以造成爐膛壓力突升。同時，由于這次采用的是新技術(shù)低氮燃燒器，本來爐膛火焰中心溫度就不高，而此時鍋爐給水流量并沒有變化，因此鍋爐水冷壁吸收的熱量就下降，給水溫度降低。由于大量的冷水進(jìn)入汽包內(nèi)，使得汽包水位中的汽泡數(shù)大量減少，從而使得汽包水位迅速降低，產(chǎn)生了虛假水位；而后水位又快速上升，同時汽包壓力也有所下降。通過以上分析，認(rèn)為這次異常是由于給粉機(jī)突然斷粉又下粉，對爐膛燃燒造成擾動而引起的。

3　預(yù)防措施

（1）運(yùn)行人員要注意煤質(zhì)的變化，盡快熟悉低氮燃燒器的性能，及時調(diào)整燃燒，特別是低負(fù)荷時盡量不要停運(yùn)底層給粉機(jī)，以防止燃燒工況惡化。

（2）要定期檢查折焰角的積灰情況，合理確定折焰角的吹灰周期，防止折焰角積灰塌落。按規(guī)定要求按時對爐膛進(jìn)行吹灰，防止發(fā)生鍋爐結(jié)焦，掉大焦塊的情況。因為如果鍋爐結(jié)焦嚴(yán)重，而且有較大的焦塊掉下，會使得爐膛壓力產(chǎn)生較大的變化，影響鍋爐的燃燒工況。

（3）要定期對鍋爐煤粉倉進(jìn)行降粉，防止煤粉倉內(nèi)煤粉結(jié)塊影響給粉機(jī)下粉，造成給粉不均勻。加強(qiáng)對運(yùn)行給粉機(jī)的檢查，發(fā)現(xiàn)給粉機(jī)斷銷、卡澀等異常情況，要及時聯(lián)系檢修處理。

（4）檢修人員要做好運(yùn)行設(shè)備的維護(hù)工作，保證設(shè)備可靠運(yùn)行。

（5）熱控人員應(yīng)對風(fēng)煙調(diào)節(jié)系統(tǒng)的邏輯進(jìn)行優(yōu)化，在引風(fēng)機(jī)的控制輸出上增加速率限制，防止?fàn)t膛負(fù)壓突變造成引風(fēng)機(jī)執(zhí)行器超調(diào)。

收稿日期：2015-08-05；修回日期：2016-02-08。

作者簡介：

徐柳（1972-），男，高級工程師，主要從事火力發(fā)電廠熱控自動化工作，email：2198213471@qq.com。