锅炉掉焦灭火的原因分析及措施

甘为河

【摘要】分析宁夏某电厂锅炉频繁发生掉焦灭火的原因，并有针对性的采取措施，解决了该锅炉易掉焦灭火问题。

【关键词】电站锅炉；结焦；掉焦；灭火；预防措施

宁夏某电厂锅炉2006年年底投产至2007全年在高负荷运行时多次发生掉焦灭火的情况，全年共12次，投用了大量燃油。这不仅严重影响了锅炉机组的安全经济运行，也给设备安全，人身安全带来了许多隐患，因此急需找到引起炉膛结焦和锅炉燃烧稳定性差的主要原因，以便有针对性的采取措施加以解决，从而保证机组安全、稳定、经济运行。

为进一步分析主要原因，以便加以调整和预防改进，从如下几个方面开展了深入细致的调查、改进和预防工作。

一、核对运行中锅炉是否有过负荷现象。

1、机组蒸汽流量准确性计算

该电厂机组蒸汽流量测量采用长径喷嘴测量，相关设计参数如下

设计编号 FE-0201 节流装置名称 主蒸汽流量 数量 1 套

节流件形式 长颈喷嘴 取压方式 径距取压 安装方式 垂直

流体名称 主蒸汽 流体密度 39.5423 kg/m3 等熵指数 1.27350

工作温度 540 ℃ 动力粘度 0.0000315kg/m.s 相對湿度 %

工作压力 13.400000 MPa（表压）

刻度流量 550000 kg/h 流出系数 C=0.995321

最大流量 480000 kg/h 刻膨胀性系数 ε=0.982958

常用流量 479950 kg/h 流量系数 α=1.095920

最小流量 133480 kg/h 设计工况下喷嘴开孔 d=179.220mm

直管段长度 L1≥10700 mm L2≥4350 mm Lo≥8000 mm

差 压 值 400 KPa

二、核对锅炉是否有超温现象

炉膛温度高的原因：（1）锅炉过负荷，本身炉膛温度过高。（2）四角喷燃烧器运行中存有变形情况，造成切圆偏大或偏心，局部水冷壁超温易结焦，如果煤质含硫量偏高，结焦加剧，易掉大焦，掉焦时易造成锅炉灭火。2007年多次灭火均是因掉大焦负压波动大造成。

针对本炉膛四周看火孔处水冷壁附近烟温过高现象，采取如下措施：（1）锅炉在额定工况下运行。（2）利用大修更换、校正了喷燃器。（3）利用大修重做冷态空气动力场实验，调整好了切圆，增强了锅炉抗干扰性。

三、核对运行中一次风压、风速，二次风压、风速是否满足需要。

3.1、一次风压及风速：

在燃烧现有煤种和高负荷的情况下，经统计一次风调节挡板开度较大甚至全开，一次风速过高（在投产燃烧调整试验中确定一次风速在35m/s左右）。通过一次粉管运行不到一年磨损严重且经常泄露，可以证实一次风速确实长时间过高。这样在煤粉细度正常的情况下会造成进入炉膛的煤粉着火推迟，锅炉经济性下降，同时各粉管煤粉分布不均匀性突显。

运行过程中对磨煤机出口一次风调平时发现：A、C磨组的#1、#2、#3、#4煤粉管的煤粉浓度不同，偏差较大（最大偏差可达49%），可以判断磨煤机出口煤粉分配不均匀。由于A、C磨组的各根粉管的煤粉浓度不同偏差较大，易造成锅炉炉膛着火紊乱，各喷燃器出口温度不同，导致喷燃器出口局部容易结焦。

针对一次风压及风速偏差较大，造成锅炉炉膛着火紊乱，各喷燃器出口温度不同，导致喷燃器出口局部容易结焦的情况，进行了如下改进：

（1）、控制入炉煤煤质的稳定，煤场严格控制了入炉煤的煤矸石量，保证磨煤机的正常出力。

（2）、将煤粉不均匀情况与磨煤机厂家进行了分析、沟通，并对磨煤机出口分离器进行了检查和调整，使同层燃烧器的热负荷相对均匀，锅炉燃烧得到改善。

在以上条件满足的情况下适当降低了一次风速。调整的范围为：一次风量为22Km3/h左右时对应的一次风速为26m/s。调整后经过测量和观察，各粉管煤粉分布均匀性加强，进入炉膛的煤粉着火有所提前，既保证了锅炉的安全稳定运行又提高了锅炉的经济性。

3.2、二次风压及风速：

运行过程中统计发现：锅炉在三台磨运行，负荷在130MW左右和四台磨运行负荷为150MW时，单台磨煤机的给煤量控制在25t/h以下，这时锅炉的经济性较好。当锅炉在三台磨运行负荷在140MW左右时，单台磨给煤量较大，单台燃烧器火嘴负荷高，无论是采取均等配风方式还是采取正塔式配风方式，此时送风机调节挡板全开，但炉膛较黑。由此判断在燃用现有煤种的情况下由于送风机调节挡板已经没有调节余量，使得对应的各台燃烧器的二次风量不足，底层二次风不能起到完全托住煤粉的作用，送风机最大风量不能满足锅炉高负荷运行的要求。

针对二次风压及风速不足的情况，采取了如下预防措施：

1）锅炉在额定工况下运行，防止高负荷烧坏喷燃器，同时磨组备用时，喷嘴冷却周界风门适当打开。2）启停、正常运行过程中，调整好燃烧器内一次风风速、油压、煤粉浓淡的关系对着火温度的影响，燃烧器壁温始终保持在400℃以下。3）运行时注意：油枪启动前，对一次风管必须吹扫，一次分管（特别是燃烧器内）不能有积粉。4）根据运行实际情况重新计算二次风量，更换送风机，以提高二次风喷口速度来减小切园直径，改善炉内动力场状况。严禁长时间超负荷运行，以免损换设备。

四、加强煤质控制，避免波动过大造成炉内烟温突变，易结焦、掉焦

本锅炉主要燃烧无烟煤。媒质稳定，对燃烧至关重要。在以往运行中，由于低位发热量、全硫含量波动较大，造成锅炉渣量、灰量较大，多次出现过大面积掉焦、灭火的情况。因此，根据现场实际情况，为稳定运行，要求煤质控制如下：

低位发热量：4500-5000Cal/g 灰份：30%左右

全硫：〈2% 挥发份：25% 左右 灰熔点：1500℃左右

另：煤质不能过硬，石子煤量少。

五、加强运行中磨组的调整和维护

运行中发现：磨组A、B、C或B、C、D组合较利于燃烧，但A、B、C方式时，渣量较大，炉膛结焦情况较严重；B、C、D方式时渣量相对较小，但此种方式导致火焰中心上移，前屏处气温较高（500℃左右），有导致炉膛上部结大焦的可能性，故应在这两种方式下切换运行。另根据结焦的严重性，日常应尽量降低火焰中心，在负荷较高时，应富氧燃烧，保护各磨组均匀配风，停运磨组辅助风门应保持较小开度。

结语

在采取上述各项综合治理、预防措施后，本锅炉安全经济运行水平有了很大提高，最近以来没有再发生锅炉掉焦灭火的事故，这说明所采取的措施和方案是行之有效的。

参考文献：

[1] 容銮恩、刘志敏等 《电站锅炉原理》 中国电力出版社。