改烧烟煤后燃烧器提前着火原因分析及解决措施

改烧烟煤后燃烧器提前着火原因分析及解决措施

林伟初

广东省粤泷发电有限责任公司广东罗定527200

摘要：分析本厂锅炉燃烧器提前着火原因，并提出解决措施，以提高锅炉运行的安全性和经济性。

关键词：锅炉；燃烧器；烟煤；提前着火；措施

前言

广东省粤泷发电有限责任公司2×135MW机组锅炉为东方锅炉厂设计制造的DG420/13.7-II2型一次中间再热超高压自然循环汽包炉，整体结构呈Π型布置、平衡通风、固态排渣，采用管式空气预热器、钢筋混凝土构架（单排柱）。锅炉为负压燃烧，燃烧器为百叶窗水平浓淡直流燃烧器，一次风喷嘴出口形状为矩形，出口截面已固定，四角布置，切向燃烧。假想切园直径为φ500mm和φ700mm左右。锅炉原设计煤为Vdaf＝10.6%的贫煤，校核煤种为Vdaf＝8.4%的无烟煤。原设计烧无烟煤时为提高稳燃性能燃烧器区敷设一定卫燃带，其面积为246m2，厚度为60mm的卫燃带，2012年3月大修改烧烟煤后为减少炉膛结焦，将卫燃带全部切除。

因前几年煤价快速上涨的原因，为了控制燃料成本不得不在2012年3月利用大修的机会将两台炉进行换煤种的改造，改烧价格较低挥发份高的烟煤。将锅炉适烧煤种由贫煤和无烟煤更换为烟煤（设计煤种Vdaf＝40.66%）。在改烧烟煤后两台炉均出现燃烧器提前着火情况。使得两台炉多个燃烧器烧坏，尤其是下层燃烧器烧坏特别严重。

1、燃烧器的改造

1.1燃烧器的选择和布置。根据现场条件，和原来一样，燃烧器为四角布置、切向燃烧、喷嘴固定、仍采用百页窗式水平浓淡燃烧器，组织浓淡偏差燃烧，双切圆布置方式，假想切圆直径为Φ500mm～Φ700mm左右。燃烧器与角部水冷壁之间采用高强螺栓连接，并随水冷壁一起膨胀。保留原来每角燃烧器布置的两层轻油枪，全炉8只轻油枪总出力约为20％BMCR输入热量，单只油枪出力约为800kg/h，采用原来燃油和油压。

1.2燃烧器设计参数如表

1.3燃烧器层间距调整，最下层一次风喷口标高维持不变，将各层一次风喷口平均距离调整为1375mm左右。适当调整燃烧器各层一、二次风之间的距离，降低燃烧器区域热负荷，尤其对掺混了结焦性较强的神混煤及印尼煤，以防止和减轻炉膛水冷壁结焦的风险。

2、燃烧器提前着火的原因分析

2.1、一次风压过低

正常运行应维持一次风压在3000~3200Pa左右运行，一次风压低应查看给粉机转速是否过高，二次风总门的开度，一次风压过低使燃烧器煤粉出口速度减弱，导致烟煤的挥发份较高造成燃烧器提前着火。但可随负荷增、减，一次风压应根据实际情况进行调整，但原则上要保证一次风速在正常范围（25～27m/s）运行，一旦一次风速低于20m/s时应降低相应给粉机的转速，或停止给粉机运行，防止烧坏喷口及防止一次风管堵塞。

2.2、一次风热风温度过高

一次风热风温度根据风粉混合温度或调节冷风门进行控制，风粉混合温度应维持在150±10℃，相应的热风温度约250~270℃；风温过高时导致着火的提前最终燃烧器提前着火。个别给粉机因下粉少，风粉混合温度会超过160℃，运行值班员可适当对该给粉机的一次风门进行节流（节流过程要注意一次风速不能过低应维持在25～28m/s），但不需因此而降低热风温度，以尽量降低排烟温度，提高锅炉热效率。

2.3、二次风配风不合理

正常运行中要保证周介风全开状态，以保证喷口有适当的周界风冷却。当周界风过低，一次风过高时，炉膛高温烟气被大量卷吸到一次风喷嘴周围，挥发极高的烟煤迅速提前着火，并且周界风不足时使得煤粉刚性不足燃烧越来越近最终燃烧器提前着火。二次风匹配不合理时有可能会导致火焰中心如偏斜，加重结焦。

2.4、燃烧器结焦

燃烧器结焦的原因有多种多样但最终燃烧器结焦时会使一次风速降低，出粉受阻积粉严重，燃烧器内温度升高，对高挥发份的烟煤更会出现提前着火。

3、针对燃烧器提前着火采取的措施

3.1、严格控制一次风压在3000~3200Pa左右，根据不同的负荷规定一个一次风压，因为一次风压过高时会造成托粉造成下粉不均。容易造成负荷波动。一般规定90MW负荷一次风压不能低于2600pa，100MW负荷一次风压不能低于3000pa，100MW负荷以上一次风压不能低于3000pa运行值班员要注意燃烧器温度变化，当燃烧器温度达400°并有上升的趋势或运行中发现燃烧器已经提前着火时应立即对该给粉机转速进行调整并减小落粉量，必要时停止该给粉机运行，对该一次风管子进行吹扫冷却，并派人就地检查该喷燃器是否提前着火以及出现风管烧红现象，如发现风管有烧红现象，应尽量长时间维持对一次风管进行吹扫冷却直到风管烧红现象消失以及将燃烧器温度降下来，才允许投入该给粉机运行，并派人就地检查喷燃器口着火是否正常。如发现还提前着火的应立即停止该给粉机运行，继续对一次风管进行吹扫冷却。绝不允许喷燃器提前着火运行，防止烧坏喷燃器及一次风管。

3.2、针对下层喷燃器结构特殊容易出现提前着火现象，正常运行中在满足带负荷允许情况下，下层喷燃器尽量保持较低的转速运行防止喷口提前着火而烧坏喷燃器，正常运行中要特别注意下层给分机，当给粉机转速超过400转/s时应加强对其喷口着火情况的检查，及时发现问题及时处理。防止烧坏喷燃器。

3.3、一次风速的要求最低不得低于20m/s，当风速低于15m/s时立刻停止给粉机进行吹扫，直至风速上升至25m/s后才可启动相应的给粉机运行并且要现保留低转速就地检查有粉出和没有提前着火，值班员观察一段时间各参数正常时才能增加给粉机转速。燃烧器温度也要控制在450°以内，否则应降低该给粉机转速或停止该给粉机进行吹扫。在实际运行中，由于燃用煤种偏离设计煤种较大或单台制粉运行时炉膛火焰偏斜，会出现结焦现象，尤其是燃烧器的喷燃口结焦时，使喷口截面变小，阻力增大，一旦超过450°时应派人到就地检查燃烧器的着火情况发现提前着火立刻停止给粉机进行吹扫并将燃烧器内的焦除去。

3.4、正常运行时周界风全开保证出粉的刚性，二次风的配风要观察炉内各参数的变化和火焰中心是否偏斜进行调整

3.5、加强就地检查，巡查时仔细观察燃烧器出粉的变化，燃烧器是否有变形瓷片有无掉落，如有结焦应及时清除，发现燃烧器提前着火时及时向值班员汇报，将该燃烧器转速降低或停止运行。

4、结语

改烧烟煤后的锅炉，燃烧器提前着火是一个较为多见的问题，原因也多种多样，通过严格执行各项规定，控制好各参数在正常范围，加强生产管理，定能保证设备的安全，结合上诉已经解决燃烧器提前着火所带来的系列问题，使机组保证在安全、经济、稳定运行。

参考文献：

[1]柳成亮.防止锅炉结焦及其水平浓淡燃烧器改造[J]．热力发电，2005，45（12）：63-65

[2]朱松森，温智勇.某发电厂锅炉燃烧器喷嘴着火和结焦分析[J]．广东电力，2012，29（4）

[3]广东省粤泷发电有限责任公司锅炉运行技术标准，内部资料，2012.09.28