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锅炉运行方式探索 谈我厂#300MW锅炉末过结焦的原因分析 摘要 本文通过对近几年来#1锅炉未过结焦的原因进行了分析，提出了相应改进措施，以期通过治理来消灭结焦，降低因此而造成非计划停机，提高机组运行的可靠性。关键词：锅炉 结焦 治理 经济运行 #1锅炉是由瑞士苏尔寿公司提供的复合循环锅炉的一种，为低倍率复合循环锅炉，锅炉参数与热力指标如下：名称单位负荷%1032100755030锅炉蒸发量吨/时947192169046028过热器出口压力Bar18518515110232过热器出口水温545545545545545省煤器出口水温262260246225200省煤器出口水温3167再热器进口蒸汽量吨/时83428154再热器出口汽温545545545521494墙式过热器前喷水量吨/时00020183墙式过热器后一级喷水量吨/时52541269038二级过热器后二级喷水量吨/时16216119217210再热器喷水量吨/时134112000炉膛出口过剩空气系数%25253036空气预热器过剩空气系数%34344250炉膛出口CO2含量%156156149143空气预热器出口CO2含量%145145137129锅炉排烟损失%665657653648不完全燃烧损失%120120122125预热器后氧量%435768散热损失%0。450.440.580.82总损失%8.708.608.708.90锅炉效率%91.3091.4091.3091.10煤耗量吨/时214.2620916011排烟温度3炉膛容积热负荷大卡/米2时106.6×103104.2×103灰渣带走的热损失%0.400.400.580.82燃烧器壁面热负荷大卡/米2时159×103161×103送风机压头毫米水柱410引风机压头毫米水柱360汽水系统总压降公斤/厘米228.3循环倍率1.422.155.85发电机功率万千瓦32.3231.1虽然是由国外引进第一台300锅炉，但缺陷很多，可是由于我们多方面的治理，运行已有二十五、六年了，逐步趋于稳定，不足之处就是末过结焦较为严重，一直困扰着我们，特别近年来运行不到两个月, 末过就挂上厚度约200500mm焦子，很难除掉，最后，甚至达到接近只有停炉才能处理的地步。虽然经过几次治理，但效果都不尽人意，因此就此问题根据我多年运行经验，谈一谈我个人对这台炉结焦看法。要想解决不结焦，首先应了解煤粉的燃烧过程、煤粉在炉膛里的燃烧情况、以及形成结焦的过程和结焦条件。煤粉燃烧分为三个阶段：即着火阶段、燃烧阶段、燃尽阶段。对应于煤粉燃烧的三个阶段，可以在炉膛中划分出三个区（如图一所示）燃尽区燃烧区着火区 （图一） 即着火区、燃烧区与燃尽区，由于燃烧的三个阶段不是截然分开的，因而，对应的三个区也没有明显然的分界线。大致可以认为喷燃器出口附近（离喷燃器200300、最多500，太远火焰中心上移，末过容易结焦，太近烧喷燃器，喷燃器附近也容易结焦。）是着火区，炉膛中部与喷燃器同一水平的区域以及稍高的区域是燃烧区，高于燃烧区至炉膛出口的区域都是燃尽区。其中着火区很短、燃烧区也不长，而燃尽区却比较长，根据R90=50%的煤粉试验，其中97%的可燃质是在25%的时间内燃尽的，而其余30%的可燃质却在75%的时间内燃尽。所以控制好煤粉燃烧区域是关键。结焦过程和结焦条件：灰的熔化特性在没有试验条件时可以这样认为：熔点高的SIO2、AI2O3含量多，灰的熔点就越高；相反熔点低的CaO、MgO、Fe203、K2O、Na2O等氧化物存在，灰的熔点就较低。在炉膛内多数结焦的肌理就在于灰中含有熔点低的Na2O和K2O凝结在管壁上与烟气中的SO3化合生成硫酸盐：Na2O+SO3=Na2SO4或K2O+SO3=K2SO4。因为硫酸盐有粘性可以捕捉飞灰形成结焦。在炉膛中心高温区域内，煤粉灰的某些（一些熔点较低的成分及一些共晶混合物）熔化成液态，另外一些难熔的成分则在火焰中心也不熔化。但是，由于灰量各种成分组成的，因而，在高温处，灰粒一般为液态或软化状态，随着烟气的流动，温度渐降，当接触到受热面时，如果灰粒仍保持软化状态，则可能粘结在受热面上形成结渣。屏式过热器（#1炉末级过热器为屏式过热器）上结渣过程，常开始于飞灰在管子上的积聚，由于灰的导热性差，使软化的灰容易粘附，因而在积聚灰外面很容易粘上一层软化渣粒，形成第一粒渣。第一层渣结上后，灰渣外壳温度更高，因而更容易结上第二层渣，如此发展下去，外壳温度越来越高，结渣越来越厚。当渣的温度达到熔化温度时，多了会流下来形成倒挂，范围越来越大，把整个屏间隔封上了，扩大了结渣的范围，因而，结渣的过程是个自动加剧的过程。显而易见，形成结渣条件：火焰温度较高和灰熔点低。比如说，锅炉超负荷运行，以致炉温度高，火焰偏斜，使高温火焰靠近过热器；由于炉底漏风等原因，使火焰中心上移，以致炉膛出口烟温增高，这些都会引起结渣。具体原因故分析如下：一、 设备本身的原因-磨煤机出口煤粉分配挡板 磨煤机出口煤粉分配挡板 （图二） 3 4 1 2 5 6 磨煤机 出口磨煤机出口分配挡板角度直接影响火焰中心位置，燃烧区域，火焰中心上移，至使末过火焰温度偏高，达到灰的熔点，粘在末过管壁上形成结渣，火焰中心下移，至使末过处火焰温度偏低，汽温保证不了（在前些年，曾有过主汽温满负荷时度左右的时候运行一段时间。）后经调整了煤粉分配挡板，主汽温是合格了，但是末过也开始结焦子了，是不是与之有关系，我认为，不能排除。建议：小范围改动，煤粉分配挡板角度来改变火焰中心位置是可以的。现在以#1磨出口煤粉分配挡板角度为例：如图2所示上喷口#1开度100%、#2开度100%；中喷口#3开度70%、#4开度100%；下喷口#5开度60%、#6开度100%。假使将下喷口#5开度调至70%这样使火焰中心稍压低一点是否可行，望有关人员进行实践论证。二、 煤质不好，煤种变化频繁最近一段时间内，煤质确实给我们带来一些麻烦，尖峰高负荷，给煤机转数达不到8MW，低谷给煤机转数35%、负荷MW还多，就此还专门对炉做一个最低转数试验，但这样是很危险的，一但煤质变差，油枪又不是那么好用，而且小时，煤种变化最多三次（上午给煤机转数，中午给煤机转数就加到，等到下午给煤机转数就降到）这样频繁变化煤种：一方面给运行人员调整也造成很大压力；另一方面使炉膛温度忽高忽低，一时半时又降不下来，势必造成越限运行，炉膛温度过高，灰熔化，结焦也就成必然。另一点，煤质不好，需要增加燃料，相应的杂质也就增多了很多，杂质主要成分还是灰份，灰份多（灰的种类很多，熔点也不一样，前面讲过。）必然有一部分灰份达到它的熔点，至使它熔化，粘在受热面，形成焦块。再一点，这样变化使炉膛压力变化较频繁，至使炉膛压力有较大摆动，负压表管也容易堵，给炉子运行安全也造成了威胁。建议；应加强燃料管理，煤种匹配，势在必行。三、 磨出力悬殊太大，煤粉粗细不均，燃烧不好现在正常运行时，磨的出力悬殊也特别大，、磨出力一直都不错，、磨当检修后还可以，运行超过300小时左右出力就不行了，、磨什么时候都不行（转数不到55）这样的六台磨匹配，要想带满负荷，是有一定困难的，要想带满就得牺牲一些条件，例如、热风量就得控制，给煤机转数也得小于，有时甚至低于，这样势必造成火焰偏斜，火焰中心改变，局部温度偏高在所难免的，局部结焦也是必然。磨煤机改造后，定检周期缩短了（原来每台磨定检需要五天、甚至一周才完成；现在多说三天，少则二天），磨出力增加，煤粉细度是否测试过，扇风能力增强了，是否相应粉粒也会变粗，粗粉就有机会进入炉膛参与燃烧，使火焰中心上移呢？另一点，磨的定检周期不固定（不能严格按小时定检）至使有的磨超服役期，特别节假日，现在法定假日又延长，七天加上周六周日到了十天，一天小时，天小时，加上后原来的多小时，等到上班后，磨定检期是超的超，到的到，即使加班、加点抢过来，那么一两天台磨能干完吗？无至可否。即使一起定检完的磨运行，煤粉是否变化太大，影响着火速度，灰易达到熔点，结焦是可能的，再说这样大起大落，磨打出的粉是不一样的，火焰中心位置也是不一样的，火焰中心位置改变了，势必造成结焦，局部一旦结焦，即使你有回天法力也无济于事，因为底子打上，只能眼看“焦如春起之苗，不见其增日期有所长”了。建议：磨的定检周期，应由运行人员与制粉人员结合实际运行情况来定，不应由节假日等原因改变定检周期，提前或滞后，以保证火焰中心位置不改变。另一点打焦子人员素质需要提高，他们为了减少抽炉烟口结焦，减少劳动量，经常将抽烟口大门敞开，或采取用打焦子铁管给门支上措施。抽炉烟口的作用，其中一个作用就是抽去一部分炉膛火焰中心的热炉烟使火焰中心温度达设计值（1050度）。另一方面作用烘干煤粉、除去煤中水份。若将停止的磨抽烟口大门敞着会使大量冷风进入炉膛，挚必造成火焰中心上移，末过容易结焦。四、 吹灰质量不高吹灰器在炉子运行当中占有很重要位置，特别是燃用灰份较大褐煤来讲，占有举足轻重的位置。运行几个小时后有一大量的灰份会存留在管子正上方，若不及时吹掉，温度达到了灰份熔点，灰份就会熔化，粘在管壁上，时间一长顺着管壁流下，同时，一部分燃料又被粘住，局部温度会达很高，达灰熔点，这样下去，就形成焦块，再吹灰也很难吹掉，所以及时吹灰且保证质量的吹灰是防止屏式过热器结焦的一个主要因素。建议：、吹灰器的盘根应定期更换；、吹灰器盘根漏泄应得到及时处理；、吹灰器小车等故障选掉时，应得到及时的更换，不应人为因素，某个吹灰器缺少吹灰次数。、节假日吹灰器缺陷，应当当大事来抓，否则假期过后再处理，焦子已结，无法吹掉。五、 风煤配比要想煤粉迅速而完全燃烧，那么就需要合理的进行风煤配比，按运行设计要求氧量为准，及时调整风量，符合燃烧过程：风煤配比首先将一二次风配比好，一二次风量以能满足挥发分的燃烧为原则，一次风和一次风速提高都对着火不利，一次风量增加使煤粉气流加热到着火温度所需热量加多，着火点推迟。一次风速高，着火点靠后，一次风速低会造成一次风管堵塞，而且着火点过于靠前，还可能烧坏喷燃器，一次风温度高，煤粉气流达到着火点所需热量少，着火点提前。二次风混入一次风要合适，如果着火前混入，等于增加了一次风量，使着火点延迟；如果二次风混入过迟，又会使着火缺氧，所以着火后二次风及时混入。要想完成上述问题：应按规程规定范围，根据煤质、磨出力、火焰的充满程度进行调整，当然这需要有相当的运行经验，风煤配比还要依据氧量，不能过大也不能过小。风量过大，火焰中心上移，炉膛出口温度升高，火烟偏斜大，末过易结焦，风量不足，燃料与空气混合的不能充分，会在炉内生成较多的还原性气体，降低灰分熔点引起或加剧结焦。加强锻炼运行人员调整能力，理论与实际相结合，提高运行人员实际操作水平，也是必要的，不可忽视的。综上所述；影响炉结焦的原因很多，要想彻底解决，不是一朝一夕的事情，是需要专业技术人员研究试验和运行人员的配合调整才能达到彻底解决的目的。建议：#1炉未解决末过结焦问题之前，负荷最好控制在900吨汽量以内即负荷不大于290MW。这样运行完全百天之内不结焦，有待于试验。这样说的原因：因为满负荷即汽量921吨时汽温在535度以下，而二再烟温却达750度以上，火焰中心更高与535度相比温差更大，原因不是换热不好，就是汽量超出吸热能力。汽量在900吨时汽温是合格的即545度左右，而二再烟温却在750度以下，这样的换热应该是符合设计原理的。 参考文献：1、«锅炉运行规程»98年版由元宝山发电厂生技部主编。 2、«火电厂锅炉设备及运行»教材，作者:樊泉桂 等编著，中国电力出版社 3、«发电厂集控运行»初级、中级、高级工，由山西电力工业局编。 4、«全能值班员技能指导丛书»大唐国际发电股份有限公司编。