国家电投集团协鑫滨海发电有限公司 赵连成

1 引言

对入炉煤种进行科学合理掺配，重点从安全性考虑，适当降低高硫煤、易结焦煤种的掺配比例，根据掺配的煤种特性，制定合理的锅炉运行方式，利用检修期间对锅炉结焦、高温腐蚀、受热面磨损等问题进行全面细致的检查并加强监视，尤其是中低负荷运行时，对因为煤质差引起的火检跳动、炉膛结焦、炉膛压力异常波动及时发现调整，降低煤质原因带来的不良影响。

2 掺烧经济煤种影响

2.1 掺烧高硫煤

掺烧高硫煤对锅炉水冷壁都会造成高温腐蚀，同时对空预器转子、尾部受热面、除尘器造成低温腐蚀，特别是烟道膨胀节、人孔门等腐蚀较为严重，并且还会造成引风机叶片积灰结酸露，导致叶片积灰、腐蚀以及动叶根部积灰板结影响动叶调节。燃煤的硫分高是形成腐蚀的主要影响因素，在还原性气氛下腐蚀速率与硫含量成明显的线性关系，硫分越大腐蚀速率越快，尤其是锅炉采取低氮燃烧方式后，燃烧器区域烟气还原性较强，导致炉膛高温腐蚀的趋势更加明显。烟温偏低时，烟气中硫化物在尾部受热面表面结露，形成酸腐蚀。此外，烟气中SO2浓度高，需消耗大量石灰石进行脱硫，制浆能力和脱水能力不足时，容易造成吸收塔内部浆液“中毒”现象。

2.2 掺烧低挥发分煤种

某电厂掺烧低挥发分的贫煤甚至无烟煤，部分低挥发分煤种可磨性较低，难以磨细，同时着火温度较高，燃烧稳定性较差，容易发生锅炉燃烧脱火、熄火。此外，锅炉在采用低氮燃烧方式下，对燃煤挥发分含量比较敏感，掺烧低挥发分后会造成炉膛出口NO浓度显著升高，飞灰含碳量明显增大。在超低排放的压力下，烟气脱硝长期维持在高于90%以上的水平运行，造成脱硝系统过喷氨运行。

2.3 掺烧低熔点煤

掺烧低灰熔点煤种，普遍存在锅炉结焦问题，导致锅炉热效率下降，焦块掉落对炉膛安全性也造成了较大影响。主要问题包括：结焦时炉膛出现掉大焦，造成炉膛负压大幅度波动，遮住火检探头导致全炉膛灭火，结焦严重锅炉无法维持运行；燃用低灰熔点煤导致燃烧器内部结焦，燃烧器结焦诱发回火，烧熔二次风道内煤粉管及风道；结焦导致水冷壁结坚硬密实焦块，引起垢下腐蚀；部分煤种灰熔点软化温度（ST）、流动温度（FT）差别较小，容易在炉膛或屏式受热面形成坚固结焦；部分煤种变形温度（DT）与软化温度（ST）相差较大，可能属于极低熔点的煤与熔点较高的煤掺混。锅炉燃烧器改造时一次风射流切圆大、二次风射流切圆小，以及旋流燃烧器旋流强度大，会引起煤粉刷边，导致结焦加重，燃烧器喷嘴角度与设计偏差较大也会导致燃烧切圆组织不好，煤粉刷边引起结焦。

2.4 掺烧低热值煤

随着锅炉掺烧低热值经济煤种的比例越来越高，相同负荷时锅炉烟气量明显增大，带来的问题主要有：尾部受热面磨损，磨损严重的受热面为低温省煤器，其他部位有低再、低过、省煤器；锅炉排烟温度升高，锅炉效率下降；引风机长期运行在高负荷区域，失速风险增大；此外，大量掺烧低热值煤种，备用磨组减少或无备用，制粉系统可调整裕量降低。

3 空预器堵塞

锅炉空预器堵塞导致烟风阻力过大的状况仍比较普遍。空预器发生堵塞后造成阻力快速增加，风机全压裕量显著降低，严重时出力不足导致锅炉低氧量运行，影响燃烧效果与稳定性，限制机组出力，风机长期运行在失速区附近，动叶容易产生裂纹甚至断裂。空预器两侧堵塞程度不一致时，引起两侧出口排烟温度偏差较大。空预器堵塞后，一般采取在线水冲洗、增加吹灰频次的措施控制堵塞发展，并且还会造成了空预器换热元件吹损脱落。某电厂1000MW机组锅炉空预器换热元件分三段布置，锅炉空预器发生了严重堵塞。堵塞严重时，中温段换热元件必须吊出解包进行冲洗，否则无法保证冲洗效果。目前，防止空预器换热元件发生NH4HSO4越界沉积的较好方法是采用暖风器或热风再循环等措施，提高空预器进口冷风温度，改善换热元件壁温分布，避免发生NH4HSO4越界沉积，沉积的NH4HSO4利用蒸汽吹灰及时清除，但热风再循环提高风温幅度有限，且可能导致送风机叶片磨损，效果不如暖风器[1]。

4 高温腐蚀

高温腐蚀与燃用高硫煤有着直接关系，某电厂锅炉水冷壁因高温腐蚀导致管壁大面积减薄，主要问题包括：为降低锅炉燃烧生成的NOn浓度，采取了低氧量和高比例风粉分级的燃烧技术，使得燃烧器区域的供氧量严重不足，还原性较强，导致炉膛上部出现高温腐蚀。受煤炭供应影响，锅炉掺烧较大比例的硫分偏高煤种，有的高硫煤单独加仓掺烧，加速了高温腐蚀的速率。在吹灰器区域，由于腐蚀与吹损的相互促进，产生过快的腐蚀减薄，锅炉存在蒸汽带水现象，加快吹损速率，有的产生横向裂纹。

四墙燃烧器布置的锅炉，存在高温腐蚀的共性问题，主要原因与切圆过大，煤粉刷边，粉中的硫、碱金属等对水冷壁管形成腐蚀。旋流燃烧器锅炉前后侧旋流强度相差较大，导致有的燃烧器火焰刷墙，对侧火焰前冲动量较大，加重燃烧器刷墙现象，在下层燃烧器更突出，引起冷灰斗区域腐蚀严重；存在高温腐蚀的区域主要在上部燃烧器至SOFA风喷嘴区域。

燃烧器前后墙布置的锅炉高温腐蚀主要发生在燃烧器侧墙，至OFA风燃烧器之上的低氧、高热负荷区域，个别发生在冷灰斗上部，腐蚀速率较快；前墙布置的在高温腐蚀主要发生在后墙及侧墙后部；四角切圆燃烧锅炉主要发生在上层燃烧器至SOFA风之间与最下层燃烧器区域，尤其是角部区域高温腐蚀严重。双炉膛燃烧的在前墙二个燃烧器之间炉墙区域较突出；四墙燃烧器布置的锅炉，腐蚀严重部位通常发生在背离燃烧器射流方向的低氧区；结焦引起的垢下腐蚀，腐蚀发生在主燃烧器及邻近上部区域；机组深度调峰运行对锅炉高温腐蚀也存在一定影响。

由于深度调峰的需要，机组运行于低负荷段的次数增加，低负荷段炉膛热负荷均匀性、水动力稳定性均降低，水冷壁金属亦会出现局部过热现象，尤其是对于下部水冷壁影响较大。虽然低负荷运行时，氧量较高，但由于炉膛温度较低，煤粉的着火能力变差，导致着火点滞后、燃尽度降低，未燃尽的煤粉易被甩到水冷壁上，燃煤灰分中的碱金属在炉内高温状态下呈气态，气态钠、钾成分在管子表面凝结，形成碱金属化合物沉淀层，一些带有其他成分的灰粒也同时黏附在管子表面。含硫燃料燃烧时生成的SO2、SO气体与碱金属成分接触发生反应，形成熔融状态的复合硫酸盐，当管壁温度较高时，对管材腐蚀性较强，存在高温腐蚀时宜在炉膛喷涂防磨防腐蚀的防护层，抵御炉膛的高温腐蚀，进行防腐防磨喷涂时，应注意喷涂材料、喷涂工艺及喷涂过程质量的监督[2]。

5 锅炉结焦

锅炉结焦的主要原因为燃用低灰熔点煤种，主要问题包括：结焦时炉膛出现掉大焦，导致全炉膛灭火或炉膛压力高动作。对干渣机形成卡涩、被迫人工碎渣，形成堵塞，清理过程在冷灰斗形成积渣再熔化搭桥堵塞，有的焦渣掉落量大，在冷灰斗排渣口形成搭桥堵塞焦。燃用易结焦煤种，应具备专项预案，加强运行期间的参数监视，对火检不稳，掉焦频繁现象引起足够重视，对炉膛结焦现象定期观察，发现结焦较严重时应加强炉膛吹灰。

6 风机缺陷

因掺烧经济煤种比例增大，入炉煤量高，烟气量、一次风压均偏高，空预器堵塞、低温省煤器腐蚀积灰，造成烟风道阻力升高，不仅风机出力难以满足负荷要求，并且风机运行存在失速风险。风机本身存在的问题有：风机动叶叶片积灰以及存在裂纹问题，动叶调节存在卡涩问题，停机后出现叶片卡死状况；引风机长期停运，动调机构不活动，且实际开度与表盘显示不一致，再起启动时，传动芯轴断裂，一级动调无法动作，风机出力异常；引风机冷却风道采用普通碳钢，存在烟气腐蚀，个别风机冷却风道腐蚀漏风，影响轴承冷却与密封效果；风机振动偏大，无法降至正常范围；污泥干化乏气排入送风机入口风道，使得送风机表面及动叶根部积灰严重，检查中发现叶片转动过程中存在明显卡顿现象[3]。

动叶根部进灰致使转动阻力增大较多，引发多片叶片发生卡涩，运行过程中动叶调节反馈不跟随指令，动叶角度偏差大，导致叶片间气流存在较大湍动，叶片抖动以及转子振动增大，严重影响送风机调节与运行安全；动叶调节风机返厂检修过程质量控制差，存在检修不当工艺以及漏检漏修的问题；上鼓风机出现轮毂螺栓易松动，运行时存在螺栓脱落打坏叶片的风险，引风机轮毂材质偏软，运行过程中由于振动原因，轮毂与轴装配间隙严重超标。

风机油管路、测量电缆管架固定在风机壳体上，风机振动时导致管路产生较大的振动，容易引起管道焊缝开裂、接头松动，扩大故障损失。采用热风再循环的锅炉，送风机叶片易发生磨损，原因是投用热风再循环，二次风带灰引起叶片磨损，如热风再循环取风口在水平风道底部，风源中灰粒子浓度更高，会导致磨损加快。风机停运期间，应定期进行油泵切换试验及动调全行程活动，防止灰浆产生结垢后，造成叶片与轮毂黏结卡涩。检修期间加强风机轮毂的检查，掺烧高硫煤、长期调峰机组，应缩短引风机叶片、冷却风道等的检查周期[4]。

7 制粉系统问题

制粉系统中磨煤机出现问题较多，由于煤质水分高，附着性强，堵煤、断煤现象也经常发生，主要问题包括：部分磨煤机出口管一次风速偏低，磨煤机出口风温测点间偏差大；磨辊衬板堆焊次数过多，加速设备磨损。磨煤机本体、部分煤粉管道和弯头、煤粉分配器等部位磨损严重，多次出现磨穿泄漏。磨煤机出口细度与煤粉浓度分布偏差大且一次风管没有设置可调缩孔，或可调缩孔长时间未用已卡涩，无法进行风速调匀，双切圆燃烧的锅炉出现左右炉膛煤粉输入量偏差比较大，导致热负荷偏差，通过磨煤机风量为主要调整手段，再以可调缩孔辅助调整，把热态风速偏差控制在小范围内，可以保证煤粉输入量基本一致[5]。

8 结论

针对1000MW机组投产至今，随着煤质改变和燃煤锅炉本身特点，运营中还存在若干困难，通过采用了上述的燃烧调节措施，已经达到了较高的目标，在整个机组的运营过程中，根据燃烧调节系统的动态，并针对现场的实际状况，通过适当调节制作粉丝系统用煤量比例、蓄热燃烧器的摆角、调节煤仓风速、调整第一二次风机挡板等方法，就可以确保设备的安全稳定和正常经济运行。