浅析减少600MW超临界W直流炉结焦控制措施

浅析减少600MW超临界W直流炉结焦控制措施

邓林波吴传华

（云南能投威信能源有限公司云南威信657903）

摘要：分析我厂600MW超临界W直流锅炉在机组正常运行期间，针对炉膛两侧结焦严重情况，通过不断摸索调整，提出防止结焦扩大的控制措施。

关键词：600MW，结焦，控制，措施

1、前言

威信电厂锅炉采用了东方锅炉（集团）股份有限公司制造的型号为DG-1962/25.4-Ⅱ8型锅炉，其主要技术特征为超临界参数、W型火焰燃烧、垂直管圈水冷壁变压直流锅炉。单炉膛露天岛式布置，燃用无烟煤，一次再热，平衡通风，固态排渣，全钢架，全悬吊结构，п型锅炉。锅炉配有6台双进双出磨煤机，24只双旋风煤粉浓缩燃烧器；每台磨煤机带4只煤粉燃烧器。双旋风煤粉燃烧器顺列布置在下炉膛的前后墙炉拱上，前、后墙各12只。

燃烧器部置如图所示

2、炉膛结焦的危害

炉膛内结渣会增加受热面的传热阻力，降低辐射吸热量，使炉膛出口烟温升高。这不仅影响锅炉的水循环，还会使对流受热面因热负荷升高、对流传热量增加而导致蒸汽温度、金属壁温超温；炉膛结渣会造成因炉内空气动力场不均、燃烧偏斜发生的水冷壁管垢量超标；还会造成因炉膛受热不均而导致的炉墙撕裂；燃烧器喷口及其附近结渣，会影响到煤粉射流及改变炉内燃烧空气动力工况，直接影响风粉的混合和燃烧；同时还会影响到火检的测量，危及锅炉的安全运行；炉膛出口受热面结渣，则会影响受热面传热，甚至影响蒸汽温度，并增大通风阻力，严重时甚至造成烟气通道的堵塞而使燃烧恶化或风机发生失速；锅炉掉焦严重时会造成锅炉出渣困难，被迫降出力运行甚至停炉出渣、打焦；锅炉掉大焦时可能导致火焰拉断、局部爆燃等现象的发生，并引发锅炉灭火；灰渣脱落时，会划伤甚至砸坏水冷壁或冷灰斗；严重时发生锅炉水冷壁损坏并引发锅炉灭火、高温汽水伤人等事故。

3、结焦原因分析

3.1煤质特点

灰分高的煤容易结焦。对于灰分含量较高、灰熔点偏低的煤种，如果火焰中心区域的温度较高，灰粒容易软化或熔化而附着在受热面上而造成结焦。我公司燃烧的无烟煤，灰分在40%左右，灰渣软化温度低，属较易结焦煤。

3.2炉膛温度

燃烧区域的温度越高，灰越容易达到软化或熔融状态，产生结焦的可能性就大。炉膛容积热强度、截面积热强度、燃烧区域壁面热强度过大或运行负荷太高，都会提高炉膛或局部区域的温度水平，增加结焦的可能性。

3.3炉膛空气动力场

炉内的结焦常发生在火焰或高温烟气冲刷处。“W”火焰锅炉炉膛内的涡流区或气流的死区也是结焦易产生的部位。灰粒在这些区域中容易被分离下来，如果这些灰粒已呈融化状态，便易形成结焦。实际运行中，特别是在负荷、煤质变化时炉内空气动力场也随之改变，致使发生直接冲刷炉墙的现象，这是结焦的重要原因。

3.4燃烧过程中空气供应量不足

煤的灰熔融特性常用变形温度（DT）、软化温度（ST）与流动温度（FT）来表示，并以ST来控制煤质。煤灰是多成分的复杂化合物，同一煤种的灰渣在不同的烟气或气体介质中化学成分会发生变化，灰熔点也随着成分的改变而改变。同一煤种的灰渣，在还原性气氛中其灰熔点较低，在氧化性气氛中则较高。这是因为在不同的气体介质下，煤灰中的化学成分发生了氧化还原反应，如在弱还原性气体中，会使高熔点的三价铁（Fe2O3）还原成低熔点的二价铁（FeO）。

因此在燃烧过程中，当空气量不足时，由于煤燃烧不完全，炉膛的还原性气体一氧化碳（CO）增多，使灰中的化学成分发生还原反应，从而使灰熔点降低。这时炉膛温度即使不高，也可能产生结渣。

3.5锅炉高负荷连续运行

锅炉结渣、积灰随锅炉负荷及烟气温度的增加而增加。当锅炉高负荷连续运行，特别是超负荷运行时，炉膛热负荷增加，温度升高，灰粒得不到冷却，在吹灰器吹不到的地方易形成积灰，如不及时吹灰清渣，当熔融软化的灰粘结在上面时会形成大面积结渣。

3.6一次风门与二次风门配风不当

锅炉运行的配风方式也是影响结渣或积灰的主要因素。若一次风门与二次风门调节不当，则会使炉膛内煤粉与空气的混合不好，造成煤在炉内燃烧不良、烟气温度不均匀。在烟气温度高的地方，管壁温度高，未燃烬的煤粉颗粒一旦粘结在上面继续燃烧，将形成灰的粘附。在空气少的地方，容易产生燃烧不完全，产生大量的CO，使灰熔点降低，导致结渣。

4、防止结焦的预防措施

4.1入炉煤控制

保证煤质稳定，燃用设计煤种是防止炉膛结焦最重要的措施，可以通过燃煤掺烧的方法将入炉煤掺配到达到或接近设计煤种的办法，保证入炉煤质。

4.2控制氧量，严禁缺氧燃烧

控制氧量在4%左右，二次风箱压力不低于0.5KPa。并及时到就地观察燃烧情况，控制火焰无刷墙。适当调整锅炉侧墙交界边界风，使该区域水冷壁壁面形成氧化性气氛，防止水冷壁结渣。

4.3合理配置C/F风

根据锅炉实际运行情况，将锅炉四个角的C风挡板开度不低于50%，同时控制F风挡板开度前墙不低于45%、后墙不低于35%。当C、D磨煤机停运后，其对应的C1、C4、D2、D3燃烧器F风保持20%以上的开度。通过开大四个角的风量，起到对区域局部冷却和减少缺氧的作用。

4.4定期切换燃烧器或改变磨煤机运行方式

根据机组负荷情况，在530-600MW负荷时，无法停运磨煤机时，采取对四个角燃烧器定期停运切换的方式来运行。当负荷在360-530MW时，采取停运C磨或D磨的运行方式，长期低负荷运行时，通过切换磨煤机的方式来对炉膛进行扰动。

4.5控制煤粉细度

机组负荷在低负荷时，运行磨煤机内压不超过5.2KPa，同时可适当减少C、D磨煤机内压，以减少炉膛角部区域的粉量。控制煤粉细度小于7，以缩短燃尽时间，减低炉膛出口温度，缓解炉内结焦。

4.6合理控制一次风压

合理的控制一次风压及配比一、二次风，让煤粉在炉膛燃烧时间恰当，在保证燃烧的同时缩短燃烧时间。

4.7定期吹灰

加强炉膛的吹灰工作，由两天一次改为一天一次。

4.8定期清焦

加强对观火孔的检查，发现周围结焦时及时清除，以防止结焦扩大。

5、总结

经上述方法我厂#1、2锅炉锅炉结焦情况得到有效控制，且机组运行过程中，掉小焦的频次增加，有效缓解结焦增多过程，保证了机组安全稳定运行。以上方法只是个人观点，有不足之处请多多指教。

参考文献：

[1]《威信电厂运行规程》云南能投威信能源有限公司

[2]《锅炉培训教材》云南能投威信能源有限公司

[3]王军东方W型火焰锅炉燃烧调整方法.热力发电，2004，33（12）：38-39