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04 2027th“W”型火焰锅炉结焦、积渣分析.doc

04 2027th“W”型火焰锅炉结焦、积渣分析

无与伦比的美丽牛仔
2017-10-06 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《04 2027th“W”型火焰锅炉结焦、积渣分析doc》,可适用于高等教育领域

th“W”型火焰锅炉结焦、积渣分析th“W”型火焰锅炉结焦、积渣分析全国火电大机组(MW级)竞赛第届年会论文集锅炉th“W”火焰型锅炉结焦、积渣原因分析秦占峰黄贵臣李道波(山东中华发电有限公司聊城发电厂)摘要:关键词:结焦积渣原因措施设备简介山华电聊城发电厂一期工程×MW汽轮发电机组#机组于年月日顺利完成试运行移交试生产。锅炉采用英国三井巴布科克公司产品型号为MBEL型型式为亚临界、自然循环、W火焰、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣汽包炉锅炉采用高强度螺栓全钢架悬吊结构。锅炉炉膛四周布满水冷壁水冷壁组成了循环系统的主要部分。在炉拱区域以下炉膛横断面为八边形上部炉膛横断面为矩形。炉膛尺寸(长×宽×高mm):××(上部)××(最大)。水冷壁是由下联箱引出的鳍片管组成的膜式水冷壁。后墙水冷壁在炉后标高mm处分叉一部分水冷壁垂直向上形成后墙的上部悬吊管而另一部分未分叉的水冷壁管内折后组成锅炉折焰角。组成折焰角的水冷壁管在水平烟道底部成扇形分布形成水平烟道底部水冷壁和出口对流管束。另外前、后墙水冷壁在标高mm左右处分叉一小部分向上形成炉墙的下部悬吊管另一部分水冷壁管内折形成炉拱。为保证循环的安全可靠在炉底部到前廊入口位置采用内螺纹水冷壁管其余部分水冷壁为光管。前、后墙水冷壁下部形成(与水平面的夹角)V型炉底构成冷灰斗。汽包的下部接出根集中下降管然后由根分散供水管与水冷壁各下联箱连接。锅炉顶棚及尾部烟道(省煤器以上)的前、后墙两侧墙及顶部分别由顶棚过热器管和包覆过热器管所包覆以保证炉顶和烟道的严密性。在炉膛上部垂直布置了前屏过热器和末级过热器水平烟道上布置了再热器在尾部烟道竖井内由上而下分别布置了低温过热器和省煤器烟气经省煤器后转向流经空预器、电除尘器由引风机通过烟囱排出。全国火电大机组(MW级)竞赛第届年会论文集锅炉W火焰锅炉结构示意图见图:图W火焰锅炉结构示意图过热器采用二级喷水减温分别布置在低温过热器与前屏过热器、前屏过热器与末级过热器之间减温水来自给水泵出口电动门后的管路。再热器采用自炉底注入热风的调温方式并在再热器入口处的再热蒸汽管道上设置了再热蒸汽喷水减温器其减温水来自给水泵级间。锅炉配有二台三分仓回转式空气预热器预热器中烟气自上而下流动空气自下而上流动设计的一次风二次风出口温度为。锅炉配有台动叶可调轴流式送风机、台离心双吸式引风机、台离心双吸式一次风机及台双室四电场静电除尘器。由于本锅炉燃用无烟煤故采用W型火焰燃烧方式在炉膛前后火拱上均匀布置了只缝槽式下射分配燃烧器喷口二次风喷口与一次风喷口间隔布置的助燃空气作为三次风从前、后墙的下部开口进入炉膛。为了清除锅炉受热面上的积灰在炉膛四周布置了支V型短伸缩式吹灰器在屏式过热器、末级过热器、再热器和初级过热器的两侧壁布置了支RKSL型长伸缩式吹灰器在省煤器全国火电大机组(MW级)竞赛第届年会论文集锅炉两侧墙布置了支RKSB型半伸缩式吹灰器。吹灰介质是来自屏式过热器出口联箱的蒸汽。缝槽式下射燃烧器的主要特性:上部煤粉浓缩及低速一次风燃料混合物以便于快速加热和提前点火高速二次风以促进长火焰展开非旋流空气送入以限制初始紊流支持逐渐混合低速三次风以使整个火焰展开并限制燃烧产物中NOx形成每喷燃器组四道煤粉槽布置以保持外部再循环模式和TH过热蒸汽压力:BMCR工况MPaTMCR工况MPa过热蒸汽温度:再热蒸汽流量:BMCR工况THTMCR工况TH再热汽进口压力:BMCR工况MPaTMCR工况MPa再热汽出口压力:BMCR工况MPaTMCR工况MPa再热汽进口温度:BMCR工况TMCR工况再热汽出口温度:省煤器入口压力:BMCR工况MpaTMCR工况MPa给水温度:BMCR工况TMCR工况锅炉保证效率:燃烧方式:采用双进双出钢球磨煤机配旋风分离式煤粉浓缩型燃烧器W结构火焰燃烧。调温方式:过热器:两级喷水减温再热器:炉底注入热风加事故喷水调温。空预器型式:三分仓回转式运行方式:定压或滑压运行不投油最低稳燃负荷:全国火电大机组(MW级)竞赛第届年会论文集锅炉燃料特性:电厂主要燃料是煤(无烟煤和贫瘦煤混合)设计煤源为山西阳泉煤矿号轻柴油用于锅炉启动和稳定燃烧。锅炉采用北京克莱德设计制造的湿式除渣系统。每台炉设有一台水浸式刮板捞渣机运行时捞渣机壳体内注满水依靠补水、溢流保持稳定水位。冷灰斗底部装有防溅板和水封板水封板浸入捞渣机壳体内的水中形成锅炉底部密封。燃煤在炉膛内燃烧后落下的灰渣进入捞渣机的水中得到冷却由刮板将其刮出送入双辊式碎渣机内破碎然后由A、B两条输渣皮带将渣输送至渣仓用专用运渣车将渣运走。捞渣机、碎渣机采用液压马达驱动配有专用油站提供动力油。全国火电大机组(MW级)竞赛第届年会论文集锅炉结焦、积渣情况年月份以来我厂#机组负荷经常连续高负荷运行多次出现运行中炉内掉大焦、大渣故障造成捞渣机、碎渣机多次停运排渣困难甚至不得不采取旁路排渣、人工拉渣的方式进行除渣。更为严重的是落下的大焦、大渣将捞渣机砸得严重变形致使多处多次漏水因受大焦冲击炉底防溅板脱落块多次将碎渣机卡死。月日因炉膛内落下巨大焦块将炉底靠近右侧墙处冷灰斗前墙水冷壁管砸漏而被迫停炉处理。仅这一块大焦重量就接近吨八个人用了两天两夜的时间才破碎、清理完。炉内结焦、积渣集中在下炉膛的卫燃带上尤以四个小角部最为严重喷燃器喷口上方挂焦、渣也比较严重炉膛水冷壁、屏过等处没有发现挂焦、渣现象。这次事故仅清焦就用了天夜的时间清除的焦、渣量多吨。更换砸坏的水冷壁管根炉底防溅板多块渣斗刚性梁根共停机天。可见#锅炉的结焦、积渣严重威胁着我厂的安全经济运行而且旁路排渣工作量、劳动强度极大并且严重污染环境影响了我厂的形象。解决结焦、积渣问题已经成为摆在我们专业技术人员面前的首要问题。为此我们从结焦、积渣的危害入手深入调查研究从结焦、积渣形成的现象、条件和过程努力寻求结焦、积渣形成的原因并针对不同的原因采取相应的措施以保证我厂#机组的安全经济运行。下表是#锅炉结焦、积渣造成的问题统计:全国火电大机组(MW级)竞赛第届年会论文集锅炉结焦的危害所谓结焦是指在煤粉炉的炉膛中熔融的灰渣粘结在受热面上的现象粘结物硬度大、密度大积渣是指熔融的灰渣不断积聚在受热面上的现象积聚物松软。结焦、积渣形成有两个条件一是温度过高二是灰熔点过低。锅炉结焦、积渣的危害主要有以下几个方面:)降低锅炉效率。受热面上结焦、积渣时工质吸热少烟温升高排烟损失q增加燃烧室出口结焦、积渣堵塞通道以致锅炉通风不足。燃烧器出口结焦、积渣气流偏斜这些都会使不完全燃烧损失q、q增加。因此结焦、积渣会降低锅炉热效率η。)降低锅炉出力。燃烧器喷口周围结焦、积渣逐渐向四周蔓延挂在锅炉水冷壁上造成传热不良直接影响锅炉蒸发量。有时由于炉膛出口烟温高使过热汽温升高以致被迫降低出力。全国火电大机组(MW级)竞赛第届年会论文集锅炉结焦、积渣严重时大量炉焦、渣落入冷灰斗严重时砸坏冷灰斗和除渣设备并且冷灰斗的焦、渣出不来越积越多必须降低锅炉负荷甚至停炉除焦、清渣。)造成事故。水冷壁结焦、积渣使各部分受热不均以致膨胀不均或水循环不良都会使受热面管子损坏。大块焦落下也会损坏管子。炉内结焦、积渣炉膛出口烟温升高使过热器管壁超温炉内结焦、积渣不匀也会造成过热器有严重热偏差这些都可能导致过热器损坏。结焦严重可能造成锅炉灭火。大块焦落下也可能造成锅炉灭火。因燃烧器喷口结焦、积渣会造成空气动力工况破坏而形成燃烧不完全还可能发生尾部烟道受热面二次燃烧事故。炉底积焦严重有可能损坏除渣设备甚至会造成锅炉被迫停运。由于我厂锅炉结构特殊:没有打焦孔看火孔面积小且数量少几乎无法在运行中观察炉内的结焦、积渣情况这使得炉内结焦、积渣带有很大的隐蔽性造成事故具有突发性和破坏性。)污染环境。由于每台锅炉仅有台捞渣机、台碎渣机燃烧器喷口周围及卫燃带结焦、积渣后结焦、积渣现象会越来越严重。燃烧器周围及下炉膛小角部大焦块积到一定程度随负荷的变化扰动或炉膛前墙的振动(由于设计原因造成的一直未能彻底解决)而脱落下来掉进渣斗造成焦量、渣量急剧增加捞渣机捞出后碎渣机极易堵塞、卡涩只能进行旁路排渣严重污染锅炉房的环境卫生同时给清理工作造成了很大困难耗费了大量的人力、物力和财力。总之锅炉结焦、积渣对我厂#锅炉的安全、经济运行构成了严重威胁。结焦、积渣形成的过程及条件在炉膛中心高温区域内煤粉灰的某些成分(一些熔点低的成分以及一些共晶混合物)熔化成液态另外一些难熔的成分则在火焰中心也不熔化。但是由于灰是由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降低当接触到受热面或炉墙等处时如果灰粒仍保持软化状态则可能粘附在受热面或炉墙上形成结焦或积渣。结焦、积渣形成以后由于焦、渣的导热性差其外表面温度升高又因为焦、渣的表面粗糙度增大使软化的灰更容易粘附结果更容易结上第二层焦、渣如此发展下去外表温度越来越高结焦、积渣就越来越严重当焦、渣的温度达到熔化温度时熔焦就会流动扩散扩大了结焦、积渣的范围。因而结焦、积渣的过程是一个自动加剧的过程。显而易见形成结焦、积渣的条件是温度过高和灰熔点过低。结焦、结渣原因分析针对以上现象对照锅炉结焦形成的过程和条件分析我厂#锅炉结焦、积渣的原因主要有以下方面:(一)负荷的影响一方面年月份以来我厂#机负荷率与以往相比高出很多月平均负荷率达以上#炉连续高负荷运行时间较长使炉膛温度水平持续偏高。在煤种相同的情况下炉膛温度愈高愈容易引起结焦、积渣。另一方面在高负荷运行时燃烧器二次风风量增大、扰动增强使燃烧器上部产生飞边发生贴壁燃烧现象从而引起燃烧器喷口四周结焦、积渣。(二)煤种变化。煤种愈差灰熔点越低越容易引起结焦、积渣现象同时锅炉燃烧不好全国火电大机组(MW级)竞赛第届年会论文集锅炉飞灰含碳量增大飞灰变粗。我厂#锅炉设计煤种较好热值较高(见燃料特性)。但是由于#机试运后受电煤供应市场影响燃煤供应非常紧张尤其是对应于我厂锅炉的山西阳泉煤无法正常供应。为满足生产需要进了一部分淄博王村煤该种煤热值低、灰份高、灰熔点低极易结焦、积渣。#锅炉运行实践证明即使是阳泉煤与王村煤按:的比例掺烧炉EBBBABBDABBFAAA全国火电大机组(MW级)竞赛第届年会论文集锅炉图喷燃器及启动油枪布置简图喷燃器结构简图标注红色的位煤粉喷口上部三个为浓煤粉下部两个为淡煤粉每组煤粉喷口两侧为二次风口。油枪插入在二次风口中前后墙各支油枪,油枪插入到具有个二次风喷口的外侧第二个喷口。图喷燃器结构布置简图(四)锅炉送风量的影响。煤粉在炉膛中燃烧需要足够的风量如果风量不足炉内生成较多的还原性气体将使灰熔点降低引起或加剧结焦、积渣。就#锅炉来说低负荷运行时不存在氧量偏低、风量不足的问题。而在高负荷运行时如果采用大风量运行势必要提高二次风压力反而会使结焦、积渣加剧。同时风量太大送、吸风机动叶开度和电机电流太大存在着风机喘振的危险如果风量太低氧量偏低一方面容易因造成缺氧使还原性气氛增强灰熔点降低引起结焦、积渣另一方面锅炉燃烧不充分炉膛内冒黑烟使飞灰含碳量增加。通过一段时间的低氧量运行进行观察发现飞灰含碳量在以上绝大多数都是负荷大于MW氧量值较低的情况。全国火电大机组(MW级)竞赛第届年会论文集锅炉(五)卫燃带耐火砖的影响。由于下炉膛水冷壁大面积耐火砖的敷设使得燃烧区域炉膛热负荷偏高炉膛温度水平高熔融的煤粉极易粘附在耐火砖上结焦、积渣。停炉后检查发现主要是耐火砖上和敷设耐火水泥的部位结焦、积渣严重尤其是四个小角部最为严重。(六)一次风压力和磨煤机出口温度的影响。在同样煤种条件下一次风压力越低磨煤机出口温度越高着火点离燃烧器喷口越近越容易使燃烧器喷口周围温度升高燃烧器喷口周围越容易结焦、积渣。(七)燃烧器周围耐火层不光滑当飞灰积聚时软化的灰很容易粘附也容易引起结焦、积渣。结焦、积渣开始时渣质疏松如果不能及时予以清除由于温度升高将会使锅炉燃烧工况恶化结焦、积渣加剧而且会越来越严重。(八)磨煤机运行方式的影响。由于#锅炉为矩形断面结构的炉膛各组喷燃器布置在前后炉拱上只有在台磨煤机全部运行时炉CRT一定要注意监视各粉管风压并注意其变化趋势。发现异全国火电大机组(MW级)竞赛第届年会论文集锅炉常要立即就地检查并实测燃烧器温度。若温度偏高应立即停运并进行吹扫。若燃烧器就地温度正常其它参数也无异常变化应联系热控检查粉管压力测点。c)磨煤机正常停运(包括正常减负荷停单侧)后运行人员要就地检查分离器出口挡板、旋风子煤粉出口挡板、乏气出口挡板在关闭位置。d)磨煤机停运后其相应的二次风控制挡板应保持的开度以保证对狭缝式喷燃器的冷却防止喷燃器烧坏。)坚持锅炉定期吹灰工作根据汽温变化、炉膛出口烟温及两侧烟温差变化可适当增加吹灰次数。a)减温水量不正常地升高。b)两侧任一侧烟温不正常高于。c)过热器、再热器管壁温度比正常值偏高。d)省煤器、空气预热器部位温度不正常升高时应进行吹灰。)加强燃烧调整严防缺氧燃烧在缺氧状态的还原性气氛中灰熔点会大幅下降诱发严重的结焦、积渣。)燃料上煤煤质发生变化时要及时向值长汇报清楚。值长要通知到机组长及值班人员并做好记录以便值班人员提前做好预想烧至变化煤种时能及时调整。除灰运行防止锅炉堵渣的技术措施:)经常检查输渣皮带的运行情况发现运行皮带上无渣或渣量明显减少时应立即汇报值长。)确保渣斗水位正常严防因渣斗缺水造成的结大焦现象。)运行中加强巡回检查发现渣斗漏水等缺陷及时联系检修处理。)每小时通过炉南、北侧米处观察孔用观火眼镜观察炉膛底部灰斗落渣情况。发现异常应立即汇报值长采取措施。结焦情况严重时每半小时观察一次。)煤质特差灰份较大时适当调整捞渣机速度。)联系检修定期进行碎渣机、捞渣机的维护工作。减少下炉膛卫燃带耐火砖的敷设面积。年月日因掉大焦砸坏水冷壁停炉后经MBEL锅炉设计工程师的计算确认:为解决结焦、结渣严重问题可以打掉下炉膛四个小角部的耐火砖对锅炉的性能影响不大。在此次停炉过程中进行了实施从启动起来的运行情况看:结焦、结渣现象明显缓解但对燃烧稳定性造成了负面影响同时还加剧了再热气温达不到设计值的问题。年月份大修时发现燃烧器上方和小角部结焦、积渣依然严重经认真分析研究把燃烧器上方的耐火水泥去掉同时把小角部的卫燃带面积进一步减小修后运行情况证明有明显效果。年小修时发现炉膛前后墙结焦、积渣仍然严重经分析研究确定:在前墙中间部位的卫燃带上开出*米的槽使其露出水冷壁进行试验。年春节#机调停检查发现:开槽有效地防止了大焦、大渣的形成。因而确定依法在前、后墙卫燃带上各开条同样的槽以防止大焦、大渣的形成。事后证明效果明显。考虑对锅炉燃烧区域炉膛进行结构改造:一是适当增加贴壁风风量减少熔融的灰渣接触受热面的机会二是在结焦、积渣严重的炉膛部位增加吹灰器在结焦、积渣初期将其吹掉从而防止结焦、积渣。这两个措施经论证成熟时实施。全国火电大机组(MW级)竞赛第届年会论文集锅炉解决结焦、积渣问题的困难针对我们聊城发电厂#锅炉燃烧器喷口周围、卫燃带耐火砖上结焦、积渣严重问题通过深入调查研究尽管找出了影响锅炉结焦、积渣的因素但是由于影响结焦、积渣的原因十分复杂如果要从根本上解决我厂#锅炉的结焦、积渣问题在当前情况下还存在以下困难:()锅炉燃烧调整没有成熟经验。由于我厂锅炉结构的特殊性使得燃烧调整很难在炉内形成较为稳定的燃烧动力场也就不能够彻底解决局部热负荷过高的问题。这仍需要运行人员继续摸索经验不断积累逐步总结针对我厂锅炉实际的燃烧调整方式。()氧量调节困难。锅炉在高负荷时一般氧量较低如果提高氧量势必增加二次风风量这就引起二次风压力升高而二次风压力的升高必然引起燃烧器二次风扰动强度增大使燃烧器喷口周围结焦、积渣加剧如果要降低二次风压力势必引起锅炉风量、氧量降低这又可能造成锅炉缺氧燃烧炉内还原性气体增多灰熔点降低也会加剧锅炉结焦、积渣。如何才能找到一个最佳氧量这又是一个难题。经验证明锅炉负荷越高炉膛内温度越高越容易引起锅炉结焦、积渣。我们曾试图通过改变氧量来改变这一现状效果不是太明显。()下炉膛卫燃带耐火砖打掉一部分后虽然缓解了炉内结焦、积渣问题但随之而来的燃烧稳定性差、再热气温偏低问题加剧等负面影响同样对机组的安全经济运行造成很大影响目前为止还没有可行的办法综合考虑以解决这些问题。()为避免结焦、积渣理论上要求我们的锅炉燃用固定煤种避免燃料品种多变。但是由于我厂锅炉设计对煤种变化的适应能力太差并且单机容量较大确确实实是燃煤大户哪有那么大的一个煤矿能满足你的煤炭供应,就算有那么一个煤矿可以满足你的燃料需求也不能保证煤种不发生变化。更何况煤炭市场竞争越来越激烈煤炭供应越来越紧张能满足所需燃料量就不错了。不能保证煤质相对不变煤种变化大这又是一个解决结焦、积渣问题遇到的难题。总而言之由于锅炉结构设计本身的问题锅炉的煤种变化适应能力差、炉内燃烧动力场不稳定等给我们的结焦问题的彻底解决带来了很多的困难。如果要从根本上彻底解决我厂#锅炉的结焦、积渣问题有必要对燃烧器、配风方式等的布置进行改进对炉膛吹灰器进行改造。但这需要的费用、需要实践验证恐怕很难变成现实。现在市场上有几家推销锅炉除焦、除渣剂的厂家宣传的效果不错但没有成功和成熟的实践证明不能盲目使用但可以作为解决结焦、积渣问题的一个途径去考虑。结论通过采取以上措施我厂#锅炉的结焦、积渣问题基本得到控制。但是通过以上分析要从根本上解决锅炉结焦、积渣问题关键是适应负荷率和煤种变化对炉内燃烧进行合理调节严格控制燃煤煤种偏离设计煤种过多。我们计划在对燃烧器配风进行重新调节或增加贴壁风改造炉膛吹灰器跟踪炉内除渣、除焦剂的发展、应用成果等几方面综合考虑解决结焦、积渣问题。由于我厂th“W”火焰型锅炉运行时间较短经验比较欠缺而锅炉结焦、积问题又是一个十分复杂的问题所以要保证在任何情况下锅炉都不结焦还需要有关专家、专业技术人员共同努力一起献计献策最终解决这一问题。全国火电大机组(MW级)竞赛第届年会论文集锅炉参考文献:范从振:《锅炉原理》中国电力出版社年版第页。樊泉桂、魏铁铮、王军:聊城发电厂MW机组培训教材《锅炉设备及运行》第页。英国MBEL公司:《锅炉运行维护手册》相关部分。

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