吳成珊　樊欣　徐應(yīng)輝

摘 要：2014年5月，華電十里泉電廠大修后出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的爐膛結(jié)焦以及再熱器管壁超溫等問題。為了鍋爐機(jī)組的安全運(yùn)行，工程技術(shù)人員經(jīng)過對(duì)鍋爐結(jié)焦的原因進(jìn)行深入分析并進(jìn)行了燃燒器優(yōu)化改造，一舉解決了爐膛結(jié)焦等問題。該文章通過對(duì)這次燃燒器優(yōu)化改造的前后過程進(jìn)行了論述，希望對(duì)其他工程技術(shù)人員帶來經(jīng)驗(yàn)和啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：爐膛結(jié)焦；管壁超溫；燃燒器改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.074

1 前言

爐膛結(jié)渣是鍋爐運(yùn)行中比較常見的問題，情況較嚴(yán)重的爐膛結(jié)焦對(duì)鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性會(huì)產(chǎn)生不良的影響。爐膛結(jié)焦會(huì)導(dǎo)致爐膛出口煙溫、過熱蒸汽溫度及排煙溫度升高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起過熱器及再熱器管壁過熱、超溫，損害受熱面的安全；同時(shí)，由于爐膛內(nèi)結(jié)焦分布的不均勻，會(huì)導(dǎo)致爐膛出口煙溫偏差增加，過熱蒸汽的熱偏差增大等問題；爐膛上部結(jié)焦焦塊的掉落，還會(huì)影響燃燒的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)甚至可能造成水冷壁砸穿、爐膛滅火等安全事故。

十里泉電廠440t/h鍋爐在2014年4月至5月的鍋爐檢修后出現(xiàn)了明顯的爐膛結(jié)焦現(xiàn)象，該現(xiàn)象對(duì)鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來了十分不利的影響。

2 十里泉電廠爐膛結(jié)焦的主要現(xiàn)象和特點(diǎn)

鍋爐爐膛發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象后，運(yùn)行人員通過運(yùn)行調(diào)整嘗試緩解爐膛結(jié)焦。但并沒有明顯的好轉(zhuǎn)，在這個(gè)調(diào)整的過程中，經(jīng)過爐膛各層看火孔的觀察總結(jié)，十里泉發(fā)電廠爐膛結(jié)焦的主要特點(diǎn)如下：

a、燃燒器區(qū)域的結(jié)焦位置：下部（甲、乙煤粉燃燒器附近）明顯較上部燃燒器附近更嚴(yán)重，且下部燃燒器溫度高于上部，結(jié)焦性狀是軟化焦，內(nèi)部呈半融熔態(tài)；

b、燃燒器噴嘴背火側(cè)結(jié)焦明顯比向火側(cè)更嚴(yán)重；

c、在爐膛#2、#3號(hào)角的下部煤粉噴嘴（甲、乙煤粉燃燒器附近）射流有較明顯著火提前現(xiàn)象，并有火焰卷吸回流擴(kuò)散沖刷水冷壁狀況，#2、#3號(hào)角燃燒器附近明顯溫度較高，焦多且呈軟化狀態(tài)；

d、燃燒器下部水冷壁有明顯結(jié)焦?fàn)顩r，且背火側(cè)明顯多于向火側(cè)，主燃燒器上部至燃盡風(fēng)噴嘴之間的還原區(qū)后墻水冷壁也有成片的結(jié)焦現(xiàn)象，前墻結(jié)焦情況相對(duì)輕微，還原區(qū)結(jié)焦無(wú)軟化現(xiàn)象，呈較疏松的性狀；

e、上層燃燒器（丙丁層燃燒器）附近也有結(jié)焦現(xiàn)象，但溫度明顯低于下層燃燒器，且結(jié)焦性狀主要為疏松的灰質(zhì)，使用打焦棍輕碰即松散掉落。

3 結(jié)焦原因分析

爐膛結(jié)焦的過程和原因與鍋爐燃用的煤質(zhì)情況、燃燒設(shè)備本身的特點(diǎn)及安裝情況、運(yùn)行方式等多種復(fù)雜因素有關(guān)，單就十里泉電廠的情況來看，爐膛結(jié)焦的主要因素從以下幾點(diǎn)進(jìn)行分析：

a、煤質(zhì)：檢修前后的煤質(zhì)并無(wú)明顯改變，爐膛結(jié)焦與煤質(zhì)有一定的關(guān)系。但主要原因并不是由于煤質(zhì)變化引起的；

b、一次風(fēng)速偏低：從結(jié)焦現(xiàn)象上看底層燃燒器附近結(jié)焦較嚴(yán)重，經(jīng)過分析底層燃燒器噴口面積偏大從而導(dǎo)致燃燒器出口一次風(fēng)風(fēng)速偏低、著火提前，是引起底部燃燒器附近結(jié)焦嚴(yán)重的重要原因；

c、局部熱負(fù)荷高：燃燒器穩(wěn)燃及強(qiáng)化著火措施導(dǎo)致的著火提前，燃燒器附近的局部熱負(fù)荷高，是引起燃燒器附近結(jié)焦的重要原因；

d、燃燒實(shí)際切圓偏大：水平濃淡分離的煤粉燃燒器的濃側(cè)反切角度選擇偏大，引起燃燒實(shí)際切圓偏大，未燃盡煤粉容易貼壁，也是引起爐膛結(jié)焦的重要原因；

e、燃燒過程中空氣量不足：低氧量運(yùn)行使煤粉不易完全燃燒，產(chǎn)生大量一氧化碳，較高含量的CO會(huì)使灰熔點(diǎn)降低，這也是造成爐膛結(jié)焦的原因之一；

f、火焰偏斜：2、3號(hào)角結(jié)焦情況更嚴(yán)重，這是由于燃料和空氣分布不均導(dǎo)致的火焰偏斜引起的，火焰偏斜使火焰中心移向某一側(cè)水冷壁或某個(gè)角部，從而引起局部的溫度上升，加劇局部結(jié)焦現(xiàn)象。

4 解決爐膛結(jié)焦問題的優(yōu)化改造措施

為了改善爐膛結(jié)焦情況，保證鍋爐的安全運(yùn)行。經(jīng)分析研究后，制定如下優(yōu)化改造措施，以解決爐膛結(jié)焦問題。

a、底層燃燒器：為保證燃燒器噴口風(fēng)速達(dá)到28m/s，將噴口面積重新校核改造，同時(shí)改進(jìn)該層周界風(fēng)，使其不影響一次風(fēng)射流；

b、燃燒器噴口改造：切除穩(wěn)燃齒結(jié)構(gòu)，并校核噴口面積，保證一次風(fēng)速；濃側(cè)一次風(fēng)反切角度由12°減小為5°；

c、燃燒器切圓改造：燃燒器安裝切圓改為#1，#3角600mm，#2，#4角400mm；

d、二次風(fēng)均勻間距布置，并將貼壁二次風(fēng)切除；

e、改造為墻式切圓的燃盡風(fēng)噴嘴，優(yōu)化低氮燃燒系統(tǒng)；

f、運(yùn)行時(shí)避免火焰偏斜現(xiàn)象，運(yùn)行人員應(yīng)及時(shí)調(diào)整。

5 優(yōu)化改造后的效果

十里泉發(fā)電廠440t/h鍋爐經(jīng)過優(yōu)化改造后，已經(jīng)徹底解決了爐膛結(jié)焦的情況。同時(shí)也解決了由于爐膛結(jié)焦引起的再熱器超溫等其他問題。目前鍋爐運(yùn)行情況良好，沒有再出現(xiàn)爐膛結(jié)焦現(xiàn)象，優(yōu)化改造后的低氮燃燒器及墻式切圓燃盡風(fēng)風(fēng)系統(tǒng)也運(yùn)轉(zhuǎn)良好，鍋爐爐膛出口的NOX排放達(dá)標(biāo)，保障了鍋爐機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

6 結(jié)語(yǔ)

十里泉發(fā)電廠的爐膛結(jié)焦問題隨著燃燒器優(yōu)化改造的實(shí)施而得到了很好的解決，但仍有一些電廠的爐膛結(jié)焦問題長(zhǎng)期困擾這電廠的技術(shù)人員。隨著我國(guó)科技的飛速發(fā)展，鍋爐燃燒技術(shù)方面的研究也越來越透徹，對(duì)爐膛結(jié)焦的機(jī)理也更加的清楚，這非常有利于鍋爐燃燒技術(shù)的發(fā)展，對(duì)以后的技術(shù)改進(jìn)也多了很多手段，但鍋爐燃燒的控制是一個(gè)系統(tǒng)性的復(fù)雜過程，今后仍需要更加細(xì)致的鉆研。

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