一起锅炉灭火事件的分析与防范

李衍平

（华电国际莱城发电厂，山东 济南 271100）

0 引言

某厂1号机组采用SG-1113／17.50-M887型亚临界、一次中间再热、控制循环汽包炉。锅炉采用全摆动直流式燃烧器调温、四角布置、切圆燃烧；双进双出磨煤机冷一次风正压直吹式制粉系统，配3台MGS4060双进双出钢球磨煤机，单炉膛、∏型露天布置、固态排渣、全钢架结构、平衡通风。每角燃烧器风箱分为 19 层，A1、A2、B1、B2、C1、C2为6层一次风喷嘴；油燃烧器3层；二次风喷嘴6层；顶部燃烬风采用分离燃烬风技术在炉膛不同高度布置两层OFA和两层SOFA。一次风和二次风呈间隔排列。一次风采用浓淡分离宽调节比（WR）煤粉喷嘴。

1 故障现象

4 月 27 日 4∶00∶40，1 号机组负荷 168.3 MW，主汽压力 10.5 MPa，总燃料量 78 t／h，总风量 665 t／h，一次风机出口压力7.5 kPa，1A和1B磨煤机运行。1A磨煤机料位差压623.5／587 Pa，1B磨煤机料位差压 593.5／543 Pa，A侧氧量 4.3%，B侧氧量 4.5%。4∶00∶45 炉膛负压由-20 Pa 开始向下波动，4∶00∶50投入 A1和 A3油枪助燃，4∶00∶51炉膛负压最低至-1 086.3 Pa，锅炉 MFT，发生全炉膛无火［1］。

2 故障检查及原因分析

2.1 运行人员操作和系统参数情况

查阅历史数据、操作员记录、询问当时监盘人员灭火前［2］的主要操作：

4月 26日 20∶56，A磨煤机旁路风门开度由6.5%调整至17.5%。20∶51，B磨煤机旁路风门开度由11.2%调整至17.5%。

4月27日3∶50，A磨煤机A1容量风门开度由41%调整至43.3%，A2容量风门开度由43%调整至45.5%，B磨煤机B1容量风门开度由40.5%调整至46.5%，B2容量风门开度由42.3%调整至49%。4∶00∶50，运行人员发现火焰电视变黑，投 A1、A3 油枪助燃［3］。

2.2 检查锅炉MFT发生前后相关参数的历史数据

2.2.1 锅炉燃烧变化情况

4∶00∶40炉膛负压由-20 Pa开始逐步向下波动，04∶00∶45 A13 火检无火，04∶00∶47 火 检 A14、B23、A21、A23、A24 相继无火，04∶00∶48 火检 B21、B24、B11 相继无火，4∶00∶49 火检 B14、A12 无火，4∶00∶51，火检 A22、B13、B12 无火，全炉膛无火［4］，炉膛负压最低至-1 086.3 Pa，锅炉MFT。

2.2.2 风烟系统检查情况

检查引风机、送风机、一次风机电流［5］、变频、进或出口风压、挡板门开度等参数稳定，无异常变化。炉膛出口烟气氧量在4%左右，二次风总量约600 t／h，AB侧二次风风箱压力与炉膛压力压差分别为0.7 kPa和0.6 kPa，各角二次风挡板门保持稳定，无异常操作。

2.2.3 制粉系统检查情况

检查灭火前1A、1B磨煤机各参数基本稳定，无异常变化。冷风门前截门及调门已全部关闭，容量风门、旁路风门开度基本保持稳定。磨煤机料位较稳定，在正常范围内波动。检查发现A13粉管的风压、风速波动较大，风压由0至0.6 kPa、风速由0至24.8 m／s范围内波动。

2.3 原因分析

全炉膛无火保护动作是锅炉灭火的直接原因。炉内空气动力场紊乱导致锅炉燃烧不稳、抗干扰能力差，是灭火的主要原因［6］。利用机组停运机会再次核查炉内空气动力场情况，发现存在的问题：主燃烧区燃烧器设计切角1号和3号为35°，2号和4号角为47°，经测量二次风切角误差较大，大多超过了允许偏差（0.5°），造成假想切圆偏小，不利于燃烧稳定；一次风速偏差大，尤其是A1、A2层偏差数量较多，导致锅炉下层燃烧紊乱，抗干扰性能较差。

3 故障处理及防范措施

3.1 进行空气动力场调整

利用电网调停间隙对该厂1号机组锅炉空气动力场进行了核对，发现1号锅炉动力场存在严重问题：

1）12只燃烧器二次风喷嘴角度误差较大（允许偏差＜0.5°）。

2）10只火嘴一次风速偏差大，其中A1及A2层偏差数量较多（允许偏差＜5%）。对二次风喷嘴角度进行调整，调整情况见表1所示。

进行制粉系统优化调整试验及燃烧调整试验（含风煤比、二次风分配等），修订完善低负荷工况下锅炉稳定燃烧运行调整措施。重新进行空气动力场试验，加强验收和调整确认，进一步改善动力场状况。高度重视燃烧器设备检修和空气动力场试验工作，确保检修质量，冷热态燃烧调整试验工作要加强现场监控，做好效果对比分析工作。

3.2 低负荷时配风方式不当

在低负荷运行时对锅炉配风方式进行分析，发现1号炉灭火前在燃尽风全部投入的情况下，二次风配风较为分散，主燃烧器区域二次风配风少、二次风速偏低，动量不足，刚性差，卷吸高温烟气能力降低，压火、托火、补风效果差，致使燃烧稳定性进一步降低。

3.3 旁路风门开启后的扰动影响

灭火前两天连续下雨煤湿，1A和1B磨煤机出口温度持续降低，干燥出力不足，出粉逐步减少，运行人员开大旁路风门导致煤粉浓度进一步稀释降低，风速增大，着火距离变远，导致燃烧强度和稳定性进一步减弱。

表1 燃烧器二次风喷嘴切角测量及调整前后对比表 （°）

3.4 调整分离器折向挡板

在机组检修期间，消除设备存在缺陷，将所有分离器折向挡板调整至原位置；对送粉管道加装风速测量装置，全部加装煤粉浓度测量装置。细化入炉煤掺配掺烧工作，运行人员及时了解入炉煤质变化情况，做好相关运行操作调整措施。

4 结语

针对此次锅炉灭火事件进行了原因分析，调整了锅炉二次风挡板角度并通过空气动力场试验进行验证。之后的运行中保证锅炉燃用接近设计的煤种，细化煤粉掺烧，锅炉着火情况得到了很大改观，未再出现锅炉灭火的情况。