张书位，申 旭

（山东中实易通集团公司，山东 济南 250002）

0 引言

锅炉空气预热器是利用锅炉尾部的烟气余热来加热空气的换热设备。回转式空预器是目前我国大容量机组采用的主要型式。回转式空预器的蓄热元件被紧密的放置在扇形隔仓内，由于流通空间狭小很容易造成可燃物的沉积，发生二次燃烧。特别对于新安装的锅炉，由于需要做各种试验或进行长时间的低负荷运行，更容易发生二次燃烧[1]。

某电厂300 MW机组锅炉空气预热器在锅炉吹管过程中发生二次燃烧事故，造成大部分蓄热元件被烧坏，机组投产工期受到严重影响，现就事故发生过程原因分别进行分析，并提出应对措施以防止类似事件再次发生。

1 设备概述

机组锅炉为东方锅炉厂生产的1 027 t/h亚临界参数自然循环汽包炉、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、半露天布置、固态排渣。

锅炉炉膛断面尺寸为12 801.6mm×12801.6mm，炉膛高热负荷区域水冷壁采用内螺纹管水冷壁。锅炉为单炉膛四角布置的摆动式直流燃烧器切圆燃烧方式，采用5套中速磨直吹式送粉系统，5层一次风喷嘴布置，燃用设计煤种时4层运行带B-MCR，布置3层点火油枪，并在下层一次风喷口设有微油点火系统。

2 锅炉空预器二次燃烧事故原因分析

2.1 锅炉点火能量不足

锅炉点火能量不足，油和煤粉均燃烧不完全，未燃尽的可燃物在空预器蓄热元件内沉积。

机组进行锅炉吹管工作时，锅炉采用微油点火方式投A套制粉系统运行，点火初期通过就地看火孔观察，煤粉着火距离较远，烟囱冒不正常的黑烟，A煤层4只火检信号波动大，经常出现2只火检信号同时小于10%。随即进行磨入口一次风和二次风调整：降低磨煤机一次风量，关小上层辅助风风门及周界风风门，增大分离器转速，使煤粉变细。同时开大微油点火暖风器气源门开度，从而提高磨出口一次风温度使煤粉更容易燃烧。但从就地观火孔和火焰电视观察，燃烧情况没有明显改善。

锅炉设计用煤为贫煤（低位发热量20.54MJ/kg，干燥无灰基挥发份为14%），而4只微油点火油枪（单只油枪出力为250 kg/h）根本无法满足本机组入炉贫煤的点火能量要求，造成炉内燃烧不良，并且由于炉内为油煤混燃，煤油抢风导致油和煤粉燃烧均不完全，残油粘附未燃尽煤粉沉积在水平烟道、受热面和预热器波纹板上。表1为点火初期入炉煤质和在烟道尾部取样的灰样工业分析结果对比，可以证实当时大量未燃尽煤粉的存在。

表1 点火初期入炉煤和飞灰工业分析结果对比

锅炉点火约3 h以后，由于炉内燃烧状况没有明显好转，烟囱持续冒黑烟，投入微油点火系统辅助油枪 （单只辅助油枪出力200 kg/h）。投入4只微油点火的辅助油枪，此后无论是图像火检电视、还是就地看火孔，燃烧情况大有改观，微油点火4只火检信号稳定，强度均维持在90以上。但半个小时内，锅炉汽侧的参数急剧上升过热器出口蒸汽温度最高至504℃，分析原因为当时炉内燃烧良好，随着炉膛温度的升高，积聚在水平烟道和受热面上的煤油混合物氧化燃烧引起汽侧参数的急剧上升。可见此时尾部烟道已经发生二次燃烧。

2.2 空预器吹灰效果不好

空预器的吹灰器和水冲洗装置是为消除空预器堵灰和防止发生二次燃烧而专门设置的，当空预器蓄热元件内沉积了未燃尽的可燃物时，如果吹灰器能够正常投入使用并且效果良好，将不至于造成可燃物长时间的大量积存。而水冲洗在吹灰器不能达到理想效果时，将成为唯一积极的和行之有效的防止发生二次燃烧的方法[2]。

该炉吹管阶段空预器吹灰蒸汽来自临炉辅助蒸汽，吹灰器前母管压力约在0.7 MPa，而设计空预器吹灰压力为1.0 MPa左右。吹灰蒸汽压力不足，吹灰效果不良，引起了大量未燃尽燃料在空预器蓄热元件的沉积。空气预热器着火报警系统失灵，锅炉点火至事故发生期间，尽管报警系统一直投入，火报警系统始终未发着火信号，从而错失及时发现空预器着火的时机。由于该炉处于建设安装阶段，锅炉水冲洗设备不能正常投用，在发现空预器发生二次燃烧的初期没有有效的灭火手段，失去了预热器冲水灭火的最假时机，造成事故的进一步加剧。

2.3 对二次燃烧判断不及时

锅炉在着火不良、烟囱持续冒黑烟的情况下运行3 h，未投大油枪助燃，造成点火初期大量未燃尽燃料在尾部烟道的沉积。后来空预器入口烟温不正常升高、空预器电机电流快速上涨至跳闸，空预器抱死。运行人员立即关闭空预器前后所有烟气、空气挡板，防止受热不均匀引起空预器变形，焖预热器。此后空预器入口烟温开始缓慢回落，可见空预器的二次燃烧得到了有效的控制。但是后来运行人员为了冷却预热器，开启引风机出入口挡板让其自然通风，结果入口烟温急剧升高，空气进入预热器补充了燃烧用的氧气，加剧了空预器的二次燃烧。

3 事故处理及预防措施

该炉微油点火系统不能达到冷态点炉的要求，今后锅炉点火启动时应先投大油枪运行，建立起一定的炉膛温度及二次风温度时再投入制粉系统运行。

锅炉启动点火前进行主油枪、微油油枪的雾化试验，确保油枪雾化良好，对存在漏油、雾化不良的油嘴应及时予以更换。锅炉在投油或低负荷运行阶段，尤其应注意油的完全燃烧，根据燃料性质、锅炉过剩空气系数及雾化颗粒及雾化角度调整好燃烧工况，保持最佳的雾化状态。

锅炉再点火前，检查了电除尘极板、灰斗积灰情况，并进行大风量炉膛吹扫，确保极板清洁、输灰管道畅通，待烟囱内排出的空气干净无灰时方才进行点火工作。

定期检查空预器火灾报警装置和水冲洗设备，确保其可靠性。发现预热器二次燃烧，应立即手动MFT，立即停用所有吸风机、送风机和一次风机运行。如出现空气预热器抱死情况，在焖空气预热器的过程中，关闭油系统的所有阀门，停止油循环；关闭所有烟风通道上的门和挡板，尽可能地避免空气进入预热器。打开蒸汽吹灰装置对空预器吹扫，同时打开水冲洗系统阀门进行水冲洗，打开空预器下部灰斗排水口排水。为防止导向轴承油室着火，应采取措施对导向轴承油室进行水浇降温。只有确认二次燃烧已被彻底扑灭后，才能停止蒸汽吹扫和关闭水冲洗阀门。在进入空预器内部检查时，应手持灭火器材，扑灭残存火源。

4 结语

空预器二次燃烧事故不会频繁发生，一些电厂可能从未发生过，对它的防范往往掉以轻心，但空预器一旦发生二次燃烧，往往造成设备的巨大损坏。因此，运行中电厂的运行人员要严密监视烟气温度、空预器电流和前后压差等重要参数，加强对二次燃烧事故的防范。一旦事故发生，必须果断按规章制度进行处理[3]。