山西興能發(fā)電有限責任公司 馬海軍

電廠鍋爐指的是電廠用來發(fā)電的鍋爐，通常分為煤粉爐與循環(huán)流化床鍋爐兩大類，具備結構復雜、效率高等特點。電廠鍋爐在實際運行過程中易出現(xiàn)一些事故問題，進而影響鍋爐的正常、安全運行。如：電廠煤粉爐易出現(xiàn)燃燒器燒損事故問題，需在了解設備工況、燃燒器燒損情況的基礎上分析燒損的原因，并給出有效的解決對策。

電廠鍋爐燃燒器燒損會影響電廠鍋爐的正常、安全運行，進而影響電廠鍋爐工作效率及質量的提升。因此有必要深入分析電廠鍋爐燃燒器燒損事故發(fā)生的原因，采取有效預防處理對策，提升電廠鍋爐運行質量及安全性。本文以電廠燃燒鍋爐工作原理為切入點，進一步結合具體案例，對典型鍋爐燃燒器燒損的實際情況、原因進行分析，并提出相關預防處理對策，以及電廠鍋爐燃燒器檢修質控策略。

1 電廠燃燒鍋爐工作原理概述

電廠相關操作工作人員，基于鍋爐操作期間需熟悉電廠鍋爐的基本工作原理，充分熟悉材料相關要素，包括材料輸送、材料動能與熱能燃燒方式的選擇、燃燒能量的轉化等。電廠鍋爐運行的基本原理為：電廠相關操作人員負責煤炭等材料的選擇，利用相關機械設備把材料輸送至設備以后，通過燃燒的模式使煤炭等材料基于電廠鍋爐爐膛內進行劇烈地燃燒，以此使材料的化學能得到有效產(chǎn)生，進一步使材料的化學能轉化成所需熱能與動能，為其他相關汽輪機設備提供所需能量。值得注意的是，將構成電機運行除外，采取上述方式轉化形成的熱能效率頗高。

在電廠鍋爐燃燒過程中，需對煤炭等材料的各種復雜成分合理利用，在化學反應以后，使溫度極高的煙氣有效構成，由煙氣形成的大量熱能煙氣基于運行過程中在電廠的鍋爐內部運作，把爐溫溫度偏高的熱氣部分通過鍋爐再熱加熱處理之后，形成的高溫煙氣以熱量的傳遞能力為依據(jù)，使處于工作狀態(tài)的部件在逐步傳遞煙氣的情況下，經(jīng)持續(xù)高溫加熱，將熱量輻射出來，對流換熱以后產(chǎn)生一定的壓力、水蒸氣等。在水蒸氣流進的基礎上，利用汽輪機進行氣噴嘴使水蒸氣的熱能轉化成動能，使汽輪機正常運作。值得注意的是，所產(chǎn)生的水蒸氣能夠在煙氣當中，在熱量吸收的作用向汽輪機部分傳遞，并在轉化水蒸氣里面的熱能的基礎上，進一步將一定的電能產(chǎn)生出來。

此外，值得注意的是，對于火力發(fā)電鍋爐來說，由于受到強制循環(huán)作用影響，使得和別的鍋爐內部形成的工作物質存在明顯的差異?；趦炔垦h(huán)驅動力作用條件下，外部循環(huán)泵才能夠處于正常穩(wěn)定且安全性的工作狀態(tài)當中。

2 電廠鍋爐燃燒器燒損事故的實際情況及原因分析

2.1 案例分析

本次以某電廠的1000MW級燃煤鍋爐為例，采取前后墻對沖燃燒模式，前、后各為3層，每層配置煤粉燃燒器各8支。考慮到油耗能夠有效節(jié)省，對鍋爐燃燒器點火系統(tǒng)采取了改造措施，即：前墻底層改成采取等離子點火模式，后墻底層則采取微油點火模式。然而，基于鍋爐第一次點火之后，至吹管完成大概1個星期的時間當中，整層煤粉燃燒器都出現(xiàn)了燒損事故。在燃燒器燒損的情況下，使檢修工作量及成本大大增加，同時使鍋爐內燃燒工況受到嚴重破壞，進而引發(fā)水冷壁結焦及高溫腐蝕等一系列問題，進而使鍋爐運行的經(jīng)濟性及安全性受到很大程度的影響。為了解決此類問題，便需對發(fā)生燒損事故的原因進行深入分析。

2.2 鍋爐設備及燃燒器燒損情況分析

在鍋爐設備方面，屬于高效超臨界參數(shù)變壓直流爐，并且屬于全懸吊結構II型鍋爐，采取固態(tài)排渣、平衡通風、一次再熱作業(yè)模式；在燃燒器燒損情況方面，站在燒損前采取等離子點火啟動，運行一段時間后，燃燒器的外筒壁溫度從230℃快速上升到大概1300℃，導致等離子發(fā)生器出現(xiàn)斷弧停運的狀況，經(jīng)分析判斷發(fā)現(xiàn)此燃燒器被燒毀。

2.3 發(fā)生燒損事故的原因分析

針對上述電廠鍋爐燃燒器燒損事故，從以下方面進行了原因分析：

燒損之后及時采取了一次風調平試驗，經(jīng)試驗顯示：等離子點火層的一次風管（8支），在風壓偏差上均比較小，不需要調平處理；由此可知燃燒器燒損和一次風調平?jīng)]有關系。

在DCS燒損燃燒器壁歷史曲線分析方面，發(fā)現(xiàn)外筒由于比內筒更加靠近爐膛，從而呈現(xiàn)更高的溫度，即外筒壁溫曲線位置相對更高?；谌紵鳠龘p過程角度來看在0點左右，燃燒器出現(xiàn)了回火狀況，導致內筒與外筒熱負荷同時發(fā)生驟然上升的情況，進而使壁溫突然上升，導致等離子發(fā)生斷弧的狀況。在斷弧之后，煤粉氣流不會受到等離子弧高溫火核影響而被點燃，最終的燃煤粉經(jīng)內筒被冷卻，進而導致內筒溫度突然降低；這個時候外筒與爐膛接近，但依舊在回火的范圍當中，因此在沒有獲得充分冷卻的情況下而發(fā)生降溫的情況。斷弧之后，在短暫的時間范圍內內筒壁溫度再次出現(xiàn)突然上升的情況，從中可知燃燒器回火火焰再一次覆蓋到內筒部位。最終受到冷卻風閥與二次風通風的影響，導致燃燒器壁溫降低。

結合以上分析不難發(fā)現(xiàn)，在回火的影響下導致燃燒器燒損。從回火發(fā)生的機理層面分析即：火焰面?zhèn)鞑ニ俣缺蕊L粉氣流流動速度更大，進一步使燃燒過程中，朝燃燒器內部發(fā)展。當然，使燃燒器出現(xiàn)回火的原因諸多，總結起來，包括：此次所使用的燃燒器二次風分為兩類，一種是內二次風，另外一種是外二次風，也稱“旋流風”。在旋流風的旋流強度增大的情況下，即旋流風開度處于偏小狀況，高溫回流區(qū)會朝內延伸，進而導致回火更加嚴重；如果回流火焰靠近燃燒器噴口，易使燃燒器壁溫出現(xiàn)超限的情況，進而導致被損壞；因煤粉燃燒器旋流風兩個開度值，即為燃油開度與燃煤開度，在投粉狀態(tài)下即轉換至燃煤開度進行運作。當旋流風門選擇氣動門，倘若傳動機構出現(xiàn)故障導致旋流風開度偏低，便易使相對應燃燒器旋流風強度增高，在回流嚴重的情況下導致燃燒器被燒損。

3 相關預防處理對策分析

為了使電廠鍋爐燃燒器燒損事故的發(fā)生得到有效預防控制，則有必要重視預防處理措施的實施。總結起來，具體預防處理措施如下。

3.1 合理安裝燃燒器設備

在燃燒器內筒與外筒熱電偶溫度探頭安裝過程中，需對其安裝位置加以明確，確?？梢詫⑷紵魈淄舱w溫度情況如實反映出來[1]。比如，對于測點位置需與爐膛側靠近；與此同時合理增設熱電偶的數(shù)量；可以基于膨脹縫分割開的每一段筒體外壁將探頭安裝設置好，使由于分膨脹縫導致導熱受到影響的狀況避免出現(xiàn)。如此，燃燒器內、外套筒金屬溫度能夠獲得有效監(jiān)控；倘若有超溫狀況發(fā)生則落實有效處理策略，比如可以增設一次風壓或使等離子功率減弱，亦或對旋轉分離器轉速進行降低處理，以此使燃燒器燒損事故的發(fā)生得到有效預防控制。

3.2 在線監(jiān)測進入爐膛相關參數(shù)值

基于8支等離子燃燒器一次風管道當中，進行文丘里管的安裝，然后對進入爐膛前一次風粉氣流的流速及流量進行在線監(jiān)測，倘若其中的一支或者若干支管道的流速、流量呈現(xiàn)偏低的情況，則需落實有效處理對策，比如使一次風壓增加，使燃燒器燒損事故的發(fā)生得到有效預防控制。此外，在全部管道流量及流速恢復到正常值之后，再執(zhí)行運行作業(yè)[2]。

3.3 定期校準旋流風門閥位，做好結焦處理

一方面，對旋流風門閥位進行定期校對處理，保證其實際開度和DCS制定開度保持一致性，避免由于旋流風門開度偏低、旋流強度偏高導致回流區(qū)偏大的狀況出現(xiàn)。另一方面，如果燃燒器噴口位置發(fā)生結焦，需第一時間增設一次風量并降低煤量；在必要條件下，采取暫停鍋爐運行進行清理作業(yè)的措施，以此避免煤粉氣流基于燃燒器內發(fā)生劇烈燃燒情狀況的發(fā)生，進而使燃燒器被燒損事故的發(fā)生得到有效預防控制[3]。

4 電廠鍋爐燃燒器檢修質控策略分析

如前所述，對電廠鍋爐燃燒器燒損事故的相關預防處理對策有了一定程度的了解。而從電廠鍋爐燃燒器檢修工作質量水平全面提升角度考慮，則需落實有效的質控策略?？偨Y起來，具體質控策略如下。

4.1 檢修準備環(huán)節(jié)質控

基于檢修準備環(huán)節(jié)，相關檢修工作人員需將檢修工作所需的各類工具、材料、照明設備準備好，然后在檢修區(qū)域范圍內將防火棚蓬布鋪設好。與此同時，需將檢修設備電源線敷設完好，將腳手架等裝置搭設好之后，以檢修現(xiàn)場的具體情況為依據(jù)，對焊機的位置充分明確。并且，針對上述設備及裝置的穩(wěn)固性、安全性實施安全檢查，并確保合格之后，需將外圍保溫棉拆除，然后實施檢修作業(yè)[4-5]。在拆除鍋爐燃燒器過程中，基于一次風筒作業(yè)期間，相關檢修工作人員需利用槽鋼材料（12#規(guī)格），對煤粉管進行加固處理，同時實施有針對性的防護干預，并動態(tài)監(jiān)測煤粉管的具體位置，確保能夠對煤粉管位置變化的實時情況詳細掌握。在煤粉管加固施工完成之后，相關檢修工作人員需拆除一次風筒的中心連接彎頭。

4.2 檢修作業(yè)環(huán)節(jié)質控

基于作業(yè)期間，需以“先上后下”的順序針對連接彎頭部位的螺栓進行拆解處理，將連接彎頭移除之后，需將施工現(xiàn)場留下的洞口封堵好[6-7]。在拆解風筒當中的中心密封圈時，需采取氧氣炔火焰切割設備進行切割操作，同時采取環(huán)鏈葫蘆設備將風筒抽出，并在平臺上放置好。倘若錐形擴散器當中的風筒部分需更換處理，相關檢修工作人員可采取等離子切割設備對其卡槽外部進行切割處理，取出之后對擴散器設備進行更換檢修，然后恢復卡塊的位置，進一步使用焊接方式使其充分固定。

基于鍋爐燃燒器分離板變形位置校正過程中，需及時更換脫落的部分。基于檢修期間需及時更換風筒，相關檢修工作人員需結合實際磨損、變形情況，對更換的位置充分明確。倘若檢修過程，需更換風筒前部，相關檢修工作人員需利用等離子切割設備對風筒前部進行切除處理，然后針對開出坡口打磨、清理處理，在金屬光澤露出來之后，進一步對更換部分進行焊接牢固處理。

4.3 其他作業(yè)質控

基于焊接期間需對焊接的質量進行嚴格控制，比如嚴格控制收弧、接頭焊接質量等[8-9]?；谑栈∵^程中，需確保熔池填滿。倘若需針對風筒實行整體更換處理，相關檢測工作人員需基于廠內對原風筒拆除之后的放置位置充分明確，并對更換部件的安裝位置充分明確，進一步嚴格檢查風筒設備焊接部位，保證表面無質量缺陷，在嚴格執(zhí)行相關操作的基礎上，使新部件的更換、安裝質量得到有效保障。

5 結語

電廠煤粉燃燒器燒損的原因需具體情況具體分析，本次研究發(fā)現(xiàn)發(fā)生回火是導致電廠鍋爐燃燒器燒損的主要原因，因此需合理安裝燃燒器設備，對進入爐膛相關參數(shù)值進行在線監(jiān)測，并采取有效處理措施；同時，定期校準旋流風門閥門，針對結焦現(xiàn)象做好相應的處理，以此使燃燒器燒損事故的發(fā)生得到有效預防控制，進一步保證電廠鍋爐運行的可靠性及安全性。