赖培灿

(福建华电可门发电有限公司，福州 350512)

锅炉燃烧器烧损原因分析与防范措施

赖培灿

(福建华电可门发电有限公司，福州 350512)

通过对锅炉燃烧器烧损原因的分析，发现与燃烧器磨损、运行调整及燃烧煤种均存在相关性，提出了防范措施，避免了燃烧器烧损现象再次发生。

燃烧器；烧损；原因；防范措施

1 锅炉概述

#1、2锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉、单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、Π型露天布置、固态排渣、全钢架悬吊结构。锅炉燃烧用神府东胜煤。锅炉燃烧室蒸发受热面采用膜式水冷壁，有三级过热器，二级再热器。在后屏过热器进、出口分别布置一、二级喷水减温器，在低温再热器入口布置事故喷水减温器。制粉系统配置6台ZGM113G型中速磨煤机，冷一次风、正压直吹，R90=18%。5台磨煤机运行，1台备置。采用低NOx同轴燃烧系统，主风箱设6层强化着火煤粉喷嘴，在煤粉喷嘴四周布置燃料风。每相邻2层煤粉喷嘴之间布置1层辅助风喷嘴，包括上、下2只预置水平偏角的辅助风CFS喷嘴，1只直吹风喷嘴。主风箱下部设有1层火下风UFA喷嘴，主风箱上部设有2层紧凑燃尽风CCOFA喷嘴和5层可水平摆动的分离燃尽风SOFA喷嘴。采用轻柴油点火系统。燃烧器摆角±30°，SOFA喷嘴上下摆角±30°，SOFA水平摆角±15°。锅炉最大连续蒸发量1 913 t/h，一次风速(喷口速度)25 m/s，一次风率19.8%。

2 燃烧器喷管烧损异常工况

第一，2014年9月20日 9:15， #1锅炉C2燃烧器处护板烧坏，停磨检查发现C2燃烧器喷管左侧中部偏下有1个孔洞，导致煤粉泄漏燃烧，护板过热烧损。第二，2014年9月22日13：00 ，#1锅炉F2粉管入炉膛处有火星冒出，停磨检查发现F2喷管的右侧有1个孔洞，底部有2个孔洞。第三，2014年10月17日 9：23，#2锅炉C4燃烧器喷管外护板烧红，停磨检查发现燃烧器喷口有结焦，喷管内部左侧无明显磨损。第四，2014年10月21日 3：55，#2锅炉F4燃烧器区域护板烧坏，停磨检查发现燃烧器喷口烧坏，喷管背火侧全部烧坏，附近燃烧器摆角连杆、电缆烧损。第五，2014年10月21日20:03，在2F磨出口处F4粉管插板门后加装堵板，启动2F磨煤机运行，21：32F2燃烧器区域护板烧坏，停磨检查发现燃烧器喷口烧坏，喷管背火侧全部烧坏，附近电缆烧损。

3 原因分析

第一，#1锅炉C2和F2燃烧器烧损分析。喷管长时间磨损，导致喷管穿孔造成煤粉泄漏引起燃烧，导致护板烧损。第二，#2锅炉C4燃烧器喷管外护板烧损分析。可能是一次粉刚性不足导致喷口结焦，烧损的区域离喷口的距离较远，并有燃烧迹象，有可燃物存在才会导致燃烧，另外喷管内没有燃烧的痕迹，外护板和喷管内间隙应有15～20 cm，同时该区域还有一定的周界风风量，如需把外护板烧红，需要较多能量，如果粉管因喷口结焦导致喷管内燃烧，喷管会烧红、损坏，给粉管道会有烧红的迹象。流速的降低会造成粉管的堵塞，但C磨运行正常，没有发现粉管堵管迹象，分析认为是漏粉导致该区域烧损的可能性较大。第三，#2锅炉F4和F2燃烧器烧损面为锅炉的背火侧，由锅炉结构、切圆和燃烧器喷口钝体分析，锅炉向火侧存在卷吸效应，应该是向火侧先着火，温度也是该侧温度高，但从烧损的区域分析，燃烧器的烧损为背火侧，喷管的烧损是一半而不是整段。分析认为喷管的背火侧，因设备设计、安装等原因，导致该区域磨损，喷管穿孔，使该区域漏粉，由于高温的周界风和炉膛的温度，引起煤粉燃烧，产生“蚕食效应”烧损喷管。其一，燃烧器喷管损坏或护板烧损前运行参数，除2C2燃烧器处护板烧红前，2C磨出口压力从1.6 kPa逐渐升到3.5 kPa外，其他运行参数均正常。#1、2锅炉未修改相关接线逻辑或进行与燃烧有关的技改，运行方式已经实行多年，未发现明显问题，排除运行调整问题。其二，2F2和2F4燃烧器烧损前燃烧的是不连混煤，1C2和1C4燃烧器烧损前燃烧的是澳煤，2C4燃烧器烧损前燃烧的是不连混煤，均不是高挥发性煤种，应排除煤种原因。

4 数值模拟

为验证燃烧工况，可门电厂针对常见的煤种分布状况开展风煤比优化的数值试验，对运行风煤比参数进行寻优分析，在六个配煤组合的条件下，针对 4 个负荷工况(300 MW/400 MW/500 MW/600 MW)开展了不同风煤比设定下数值模拟计算，对比了每层喷口处的温度场和速度场。从速度分量上考量一、二次风的混合特性及火焰的长度等，用以判断燃烧是否充分，尤其是被观察煤层的相邻两层。分析时以炉膛内温度场和速度场的静态与动态特征作为重要判据，为了考虑到经济性的需要，还重点观察了 CO浓度、NO浓度、O2浓度的分布状况。从计算结果的数值图谱来看，当风煤比取1.8及1.8以下的数值时，在靠近燃烧器的部位火焰燃烧器区域的温度较高，这样会形成燃烧器长期工作在高温环境下，增加燃烧器烧损的风险。当风煤比取值2.1及2.1以上时，火焰背离燃烧器的情况较为明显，降低了燃烧器周围的温度，缓解燃烧器长期处于高温环境的状况，但火焰强度明显减弱，影响了燃烧的稳定性，炉膛内部的氧量有所下降，会明显降低燃烧稳定性。

图1 三种风煤比工况下，煤粉口截面速度分布图Fig.1 Braize-opening section velocity distribution under three kinds of coal-air ratio operating conditions

5 防范措施

针对#1、2锅炉燃烧器喷管烧损或护板烧红异常工况，通过对燃烧器材质、运行工况、煤质、设备安装等方面进行查找和分析，并对运行常见煤种和参数进行模拟，得出烧损原因主要是燃烧器磨损导致漏粉，从运行参数、就地检查和设备检修方面提出一些防范措施：第一，为防止粉管回火燃烧，可适当提高一次风量，提高一次风刚性，将磨煤机风煤比由原来的1.8∶1提高到2∶1。第二，提高锅炉的周界风量，即提高一次风煤粉气流刚性，加大喷口冷却风量。要求停磨后F层周界风开度不低于25%，其他层周界风开度不低于20%，磨煤机运行时周界风开度设置正偏置不低于15%。第三，适当提高煤粉的细度R90的数值，推迟燃烧。保证煤粉细度在18%～25%，并改造煤粉取样装置，保证数据的准确性。第四，检查燃烧器的着火距离，并做好着火距离台账。运行人员每小时对燃烧器区域进行测温，有异常及时汇报并联系检修。第五，维修部将检查燃烧器及粉管磨损情况列入定检内容。建议利用大小修机会，更换喷口、喷管、燃烧器的防磨导流板，保证材质符合要求。

6 结论

从多方面分析燃烧器烧损异常工况，结合燃烧工况进行数值模拟，得出燃烧器烧损不同原因。针对燃烧器烧损原因提出针对性防范措施，避免了燃烧器再次烧损。

[1] 冯英山，周立群.可门电厂600 MW机组锅炉燃烧调整试验[J].福建电力与电工，2007，27(3)：38-41.

[2] 华东六省一市电机工程学会.600 MW火力发电机组培训教材：锅炉设备及系统[M].北京：中国电力出版社，2001.

[3] 华电电力科学研究院.基于负荷需求的复杂煤质约束条件下机组安全、经济运行研究报告[R].杭州：华电电力科学研究院，2013.

Burningreasonanalysisandpreventivemeasuresofboilerburner

LAI Pei-can

(Fujian Huadian Kemen Power Generation Co., Ltd., Fuzhou 350512, China)

Based on the analysis of the burning reasons of the burners in the boiler, it is found that there is a correlation between the burners’ wear and tear, the operation adjustment and the burning of coal, and the precautionary measures are put forward to prevent the burning out of the burners.

Burner; Burning loss; Reasons; Preventive measures

TK223.23

B

1674-8646(2017)21-0056-02

2017-08-28

赖培灿(1973-)，男，工程师。