晁云剛

（陽(yáng)泉煤業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司發(fā)供電分公司第三熱電廠(chǎng)，山西陽(yáng)泉045000）

1 4#鍋爐、燃煤煤質(zhì)、運(yùn)行工況概述

1.1 4#鍋爐概述

4#鍋爐為濟(jì)南鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的YG270/9.8-M型、高壓、露天布置、單爐膛、燃煤固態(tài)排渣、自然循環(huán)汽包爐，“∏”型布置，煤粉懸浮燃燒。鍋爐采用吊式布置，除尾部煙道的空預(yù)器采用支撐結(jié)構(gòu)外，鍋爐本體均由擱置在構(gòu)架頂部的板梁懸吊，爐膛四面由膜式水冷壁組成，后水冷壁上部形成折焰角，在折陷角上布置高溫過(guò)熱器，上部爐膛交錯(cuò)布置了全輻射10片屏式過(guò)熱器，水平煙道布置有低溫過(guò)熱器，尾部豎井煙道里布置了上下兩級(jí)省煤器和三組空氣預(yù)熱器，采用輕型爐墻。

4#鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)：額定蒸發(fā)量270t/h，汽包工作壓力10.78MPa，過(guò)熱器出口壓力9.8 MPa，過(guò)熱器出口溫度540℃，給水溫度215℃，排煙溫度140℃。

1.2 燃煤煤質(zhì)概述

本廠(chǎng)屬于典型的坑口電廠(chǎng)，燃煤主要來(lái)源于旁邊的礦井所供給的無(wú)煙煤，其主要元素分析如表1所示。

表1 主要元素分析表

1.3 運(yùn)行工況概述

在冬季供暖期間，4#鍋爐共發(fā)生掉焦滅火10次，其中2次為底部水冷壁堵焦事故。為有效緩解結(jié)焦情況，只能將4#鍋爐主汽流量降至220 t/h運(yùn)行，每天在供電、供熱谷段進(jìn)行深度調(diào)焦2 h。

4#鍋爐引風(fēng)機(jī)達(dá)到額定電流146 A，送風(fēng)機(jī)達(dá)到達(dá)到額定電流104 A，鍋爐主汽流量只能達(dá)到250 t/h，煙氣含氧量達(dá)不到規(guī)定最低值3%的要求，飛灰可燃物含量為10%～12%，爐渣可燃物15%～18%，排煙溫度165℃，且包墻過(guò)熱器出現(xiàn)晃動(dòng)現(xiàn)象，從爐墻保溫層內(nèi)向外飄灰，致使4#鍋爐本體及尾部煙道積灰較多，為有效控制揚(yáng)塵，只能降負(fù)荷運(yùn)行。

2 原因分析、排查、確定

通過(guò)對(duì)4#鍋爐近幾個(gè)月運(yùn)行報(bào)表的查詢(xún)及相關(guān)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，我們初步判定影響4#鍋爐主汽流量達(dá)不到設(shè)計(jì)值270 t/h的可能原因?yàn)槿霠t煤煤質(zhì)偏離設(shè)計(jì)值較多、燃燒器性能降低、空預(yù)器漏風(fēng)率較高、爐墻密封不嚴(yán)漏風(fēng)較大、受熱面積灰積渣較多。就這些原因我們逐一進(jìn)行了分析、試驗(yàn)：

（1）入爐煤煤質(zhì)偏離設(shè)計(jì)值較多。查詢(xún)4#鍋爐使用說(shuō)明書(shū)，比對(duì)日?，F(xiàn)有入爐煤煤質(zhì)化驗(yàn)單與設(shè)計(jì)煤種、校核煤種，差異較少，故此原因不成立。

（2）燃燒器性能降低。冬季供暖結(jié)束后，對(duì)4#鍋爐燃燒器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)三次風(fēng)噴嘴因長(zhǎng)期高溫烘烤出現(xiàn)變形、燒損現(xiàn)象，尤其2#角出現(xiàn)嚴(yán)重的位移現(xiàn)象；一次風(fēng)噴嘴內(nèi)濃淡分離撞擊塊出現(xiàn)變形、脫落現(xiàn)象；下二次風(fēng)噴嘴內(nèi)存有部分積渣、框體出現(xiàn)變形。以上原因疊加，致使一次風(fēng)、二次風(fēng)氣流剛性銳減，煤粉濃淡效果減弱，三次風(fēng)強(qiáng)化擾動(dòng)弱化，燃燒工況惡化。4#鍋爐空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)，一次風(fēng)切壁現(xiàn)象較為嚴(yán)重，二次風(fēng)反向切圓擾動(dòng)強(qiáng)弱不一，1#、3#角三次風(fēng)風(fēng)向與風(fēng)速等同，2#、4#角風(fēng)向嚴(yán)重不相符，2#角風(fēng)向與設(shè)計(jì)相比下降1°；同時(shí)，4#燃燒器自投運(yùn)至今已使用4年，使用周期較長(zhǎng)，此原因是4#鍋爐主汽流量偏低的根本原因。

（3）空預(yù)器漏風(fēng)率較高。對(duì)4#鍋爐空預(yù)器前后煙氣過(guò)量空氣系數(shù)進(jìn)行測(cè)算，發(fā)現(xiàn)空預(yù)器漏風(fēng)較高，漏風(fēng)率達(dá)到8%，因空預(yù)器漏風(fēng)率較高，致使燃燒工況惡化，引風(fēng)機(jī)無(wú)用功耗能增加，這是4#鍋爐主汽流量偏低的主要原因。

（4）爐墻密封不嚴(yán)漏風(fēng)較大。經(jīng)查詢(xún)技術(shù)圖紙與現(xiàn)場(chǎng)拆解保溫層，4#鍋爐包墻過(guò)熱器為光管式過(guò)熱器，在運(yùn)行中，管與管之間密封不嚴(yán)部位隨著煙風(fēng)系統(tǒng)正負(fù)壓向外噴灰、向內(nèi)吸入空氣，因此造成煙道處揚(yáng)塵較大，同時(shí)引風(fēng)機(jī)無(wú)用功耗能增加，此原因是4#鍋爐主汽流量偏低的次要原因。

（5）受熱面積灰積渣較多。4#鍋爐停運(yùn)后，對(duì)水冷壁、過(guò)熱器、空預(yù)器、省煤器等部位積灰進(jìn)行檢查，均無(wú)明顯積灰積渣，故此原因也不成立。

3 整改措施

通過(guò)原因判斷、分析、認(rèn)定，結(jié)合現(xiàn)有煤質(zhì)情況、運(yùn)行情況，且考慮運(yùn)行中不得頻繁出現(xiàn)掉焦滅火現(xiàn)象，重新核算鍋爐整體熱力系統(tǒng)、風(fēng)煙阻力，制定以下整改方案：

（1）燃燒器性能下降問(wèn)題。經(jīng)過(guò)對(duì)相鄰電廠(chǎng)鍋爐燃燒器使用情況進(jìn)行調(diào)研、分析，決定將現(xiàn)有使用年限較長(zhǎng)的燃燒器改造成著火穩(wěn)定、快速和煤種適應(yīng)性好的新型PRP燃燒器；同時(shí)，將原有固定二次風(fēng)噴嘴改造成可調(diào)擺動(dòng)式噴嘴，在運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)煤質(zhì)變化、結(jié)焦情況予以調(diào)整，以此保證燃燒器剛性度，具備更廣的煤種適應(yīng)性，優(yōu)化燃燒工況，確保燃燒效率達(dá)到最佳。

（2）空預(yù)器漏風(fēng)率較高問(wèn)題。經(jīng)過(guò)檢查，中級(jí)、下級(jí)空預(yù)器與煙道隔板出現(xiàn)變形、脫落現(xiàn)象，空預(yù)器管束出現(xiàn)少量破損。經(jīng)計(jì)算，破損管束數(shù)量較少，還能夠滿(mǎn)足換熱需求，即對(duì)破損的管束進(jìn)行盲堵處理，對(duì)中、下級(jí)空預(yù)器管箱分別進(jìn)行拆除，對(duì)管箱與管箱間隔板、管箱與煙道間隔板進(jìn)行全部更換且全部密封焊接，重新安裝到位后，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)壓試驗(yàn)，檢查無(wú)泄漏。

（3）爐墻密封不嚴(yán)漏風(fēng)較大問(wèn)題。因包墻過(guò)熱器原有設(shè)計(jì)為光管型式，密封性能較差、剛性度較低，在運(yùn)行過(guò)程中，因煙氣系統(tǒng)正負(fù)壓就會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)、噴灰現(xiàn)象，不符合現(xiàn)場(chǎng)文明整治要求，也不符合環(huán)保要求。從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，為徹底消除此現(xiàn)象，決定對(duì)包墻過(guò)熱器進(jìn)行改造，將現(xiàn)有光管式包墻過(guò)熱器改造成膜式包墻過(guò)熱器，整體提升爐墻密封性能，降低爐墻漏風(fēng)率。

（4）為了緩解結(jié)焦情況，將原有衛(wèi)燃帶進(jìn)行部分改動(dòng)，主要是將原有布置在燃燒器中下部的衛(wèi)燃帶提高0.5 m，使得衛(wèi)燃帶中心位置高度與假想切圓中心位置高度相平，同時(shí)將每面墻中間衛(wèi)燃帶拆除了1 m，以此來(lái)提高燃燒區(qū)域溫度，改善燃燒工況；同時(shí)，也能避免因衛(wèi)燃帶偏低造成底部水冷壁處堆渣、積渣，造成底部水冷壁堵焦停爐。

4 改造效果

通過(guò)以上方案的實(shí)施，在4#鍋爐啟動(dòng)后，對(duì)4#鍋爐主要指標(biāo)進(jìn)行改造前后統(tǒng)計(jì)、對(duì)比，經(jīng)對(duì)比、分析，效果如下：

（1）4#鍋爐主汽流量能長(zhǎng)時(shí)間保持在270 t/h運(yùn)行，相比改造前，鍋爐負(fù)荷得到了極大的提升，鍋爐主汽流量提升50 t/h，機(jī)組發(fā)電量每小時(shí)增加11 MW，尤其在冬季供熱期間，為集團(tuán)公司冬季供暖提供了可靠?jī)?yōu)質(zhì)熱源。

（2）4#鍋爐性能、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大幅度提升，相比改造前，飛灰可燃物含量降低4%，爐渣可燃物降低8%，排煙溫度降低10℃，鍋爐熱效率提升1%以上，噸汽耗電量降低了3.29 kW·h/t，噸汽標(biāo)煤耗降低了9.7 kg/t。

（3）4#鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行系數(shù)得以提升，相比改造前，掉焦次數(shù)大幅度減少，基本杜絕了堵焦事故，且包墻過(guò)熱器再未出現(xiàn)晃動(dòng)、飄灰現(xiàn)象，基本抑制了揚(yáng)塵污染，作業(yè)環(huán)境得以極大改善，現(xiàn)場(chǎng)文明整治得以維持保障。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)燃燒器改造、空預(yù)器查漏堵漏、包墻過(guò)熱器改造、衛(wèi)燃帶位置變化，解決了發(fā)供電分公司第三熱電廠(chǎng)4#鍋爐主汽流量偏低的問(wèn)題，杜絕了底部水冷壁堵焦事故，緩解了爐膛結(jié)焦情況，極大地降低了飛灰可燃物、爐渣可燃物、排煙溫度等指標(biāo)，提升了鍋爐熱效率，提高了4#鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行系數(shù)。