防止W型火焰超临界直流锅炉结焦策略

2018-12-20赵兰剑黄栋贵州金元茶园发电有限责任公司

数码世界 2018年12期

赵兰剑黄栋贵州金元茶园发电有限责任公司

1 引言

通常情况下，在W型火焰锅炉燃烧过程中，常用燃料为无烟煤和贫煤，而二者的燃烧性能比较差，着火比较困难，对此，需要较高的锅炉炉膛温度才能使煤粉充分燃烧。在燃烧过程中，高温下呈熔融状态的灰粒与受热面的碰撞，并被黏附在壁面上，从而出现结渣现象，受热面壁面结渣的积聚就造成了结焦，如果结焦较为严重，就可能出现锅炉垮大焦熄火甚至被迫停炉除焦，影响电厂安全稳定运营。因此，对W型火焰超临界直流锅炉结焦进行详细探究，并结合现场运行经验总结出防止结焦的策略，对其他同类型机组防止锅炉结焦具有借鉴意义。

2 锅炉炉结焦机理

前面已提到，受热面的结渣源于呈熔融状态的灰粒与壁面的碰撞，从而被黏附在壁面上。因此，产生结渣的条件首先是两者间的碰撞，其后灰粒呈熔融状态具有黏附在壁面上的能力。因构成煤粉或飞灰的各颗粒具有不同的灰的成分和灰熔温度，而炉内具有一定的温度分布，一般在火焰中心区域的温度偏高，有相当一部分灰粒呈熔融或半熔融状态。炉内的煤粉或灰颗粒会随气流而运动，或从气流中分离出来，在此过程中，颗粒的温度灰随它从高温区域到达壁面的运动速度、环境温度条件而改变。如果存在足够的冷却条件，那些原属熔融状态的颗粒就会重新固化，失去黏附能力，失去产生结渣的条件，反之，结渣程度就会越大，结渣的积聚就造成了结焦。

3 电厂概况

某电厂一期项目建设规模为2×660MW，锅炉采用东方锅炉厂制造的DG2020/25.31-Π12型超临界变压直流锅炉，主要技术特征为一次中间再热、单炉膛、平衡通风、W型火焰燃烧、固态连续排渣、尾部双烟道结构、露天岛式布置、全钢架、全悬吊结构Π型炉。主要燃煤为无烟煤，每台锅炉配置6套热一次风正压直吹式制粉系统，每套制粉系统包括1台北方重工生产的MGS4766双进双出钢球磨煤机、2台电子称重给煤机和4只双旋风煤粉浓缩燃烧器。燃烧器顺列布置在下炉膛的前后墙炉拱上，前、后墙各12只。现如今，电力体制改革迅速，为了降低电厂生产运行成本，在燃料选择中，掺烧了部分泥煤和煤矸石成为常态，使得实际燃烧所用煤种与设计煤种的偏差比较大，而煤的挥发分变化比较大，这样就会给锅炉燃烧调整带来困难，如果配风和燃烧调整不当就会造成锅炉结焦。在实际运行中，该电厂常常因锅炉结焦使负荷受限，机组也多次因锅炉垮焦灭火造成非停，占机组非停次数的一半。在通过采取以下结焦策略后，使得锅炉结焦得到了有效控制，锅炉垮焦熄火的次数比以往大幅减少。

4 防止W型火焰超临界直流锅炉结焦策略

4.1 控制入炉煤质

受燃料成本影响，入厂实际煤种较多且杂，考虑到现场没有合理的混煤设备，目前只能采取分仓上煤的方式进行配煤掺烧。根据入厂煤质的挥发分、低位发热量、灰分，综合考虑燃烧的安全性、经济性以及环保达标排放要求，制订入炉煤掺配方案。各值长、副值长、机主操和锅炉当班副操每天必须关注煤质数据，充分了解各个负荷段入炉煤的发热量、灰份等数据，以便在现场及时进行燃烧调整。

4.2 加强配风调整

保持炉内合适的空气动力工况，根据燃煤情况和炉内燃烧工况及时调整送风量。各个负荷阶段在保证锅炉燃烧稳定的前提下（炉膛负压在±200Pa以内）应尽量将二次风量用起来，原则上规定：600MW以上炉膛中间2个氧量≮1.5%；500-600MW，控制中间2个氧量≮2.0%；400-500MW，控制中间2个氧量≮3.0%；400MW以下控制炉膛出口氧量在5-7%。为了有效防止炉膛中部和翼墙结焦，燃烧器F风挡板配风按照中间大，两边小的原则进行配风，四角燃烧器F挡板应长期保持在50%左右的开度，防止翼墙结焦。燃烧器C挡板在机组负荷大于450MW以后全部维持20%以上的开度。当锅炉燃烧工况好，带负荷能力强时，一定要注意防止锅炉结焦，尽可能采用大风量运行。