[精編]《安全管理論文》之“W-火焰”鍋爐火焰中心對鍋爐運行安全的影響

1、此資料由網(wǎng)絡(luò)收集而來，如有侵權(quán)請告知上傳者立即刪除。資料共分享，我們負責傳遞知識。“w-火焰”鍋爐火焰中心對鍋爐運行安全的影響 central【摘要】：介紹了華能珞璜電廠w 型火焰鍋爐在燃燒劣質(zhì)煤時候火焰中心偏移帶來的問題，加于分析并提出防止措施【關(guān)鍵詞】： w 型火焰火焰中心華能珞璜電廠現(xiàn)有 4 臺360mw 機組，全套發(fā)電設(shè)備從法國alsthom 公司引進，鍋爐及其附屬設(shè)備由法國stein公司制造，鍋爐型式為w 型火焰、亞臨界參數(shù)、中間再熱、強制循環(huán)、雙拱爐膛、固態(tài)排渣、燃煤汽包爐。鍋爐系統(tǒng)和其附屬設(shè)備參照法國的bouchain 電廠燃煤機組設(shè)計。制粉系統(tǒng)采用兩套中間倉儲式鋼球磨煤機，閉式

2、布置，干燥介質(zhì)為煙氣和熱風混合物，分別從兩側(cè)的冷灰斗上部抽出，乏氣從前后墻送入爐內(nèi)。燃燒器采用直流縫隙式燃燒器，布置在爐膛前后拱上。每臺鍋爐配置有18臺給粉機，36 個煤粉燃燒器，每臺給粉機輸出的煤粉供給2 個燃燒器。一次風、二次風從雙拱頂垂直向下噴入爐膛，一、二次風噴口交錯平行布置。這種排列有利于保證爐膛出口煙氣溫度和氣流分布的均勻性，并形成雙流程使煤粉在爐內(nèi)停留時間增加，有利于無煙煤的緩慢燃燒提高了燃燼度。鍋爐設(shè)計煤種為松藻無煙煤 揮發(fā)份9.31%，低位發(fā)熱量21.604 mj/kg，應(yīng)用基灰30.45%。自從2003 年煤質(zhì)變化以來，燃煤質(zhì)量不斷惡化?；曳輳?1%上升到35%，揮發(fā)份從1

3、0%左右下到89%，熱值從21mj/kg 左右下降到1518mj/kg，各項指標都超出鍋爐燃燒的設(shè)計下限，圖一 w 火焰鍋爐爐內(nèi)空氣動力場2007 中國電機工程學(xué)會年會論文集廣東東莞鍋爐燃燒穩(wěn)定性大大減弱，安全經(jīng)濟性受到很大影響，除了一般的鍋爐熄火，四管磨損加重外，還帶來了很多原來沒有遇到的問題和事故。這些問題中比較典型的有：2004年年9 月#2 爐發(fā)生爐冷灰斗堆渣結(jié)焦事故；2005 年2 月#3 爐冷灰斗前墻較大面積的水冷壁橫裂爆管；2005 年底#1機組負荷經(jīng)常連續(xù)高負荷運行，爐底靠近右側(cè)墻處冷灰斗后墻水冷壁管砸漏而被迫停爐事故。燃燒異常造成的鍋爐事故嚴重威脅著全廠的安全經(jīng)濟運行，其危害

4、性超過一般意義上的爆管和熄火。燃燒劣質(zhì)煤如何保證鍋爐安全運行已經(jīng)成為擺在我們專業(yè)技術(shù)人員面前的首要問題。為此，我們從鍋爐燃燒入手深入調(diào)查研究，通過分析發(fā)現(xiàn)，造成以上比較嚴重事故的共同原因就是煤質(zhì)變化，鍋爐火焰中心偏移正常位置造成的。#2 爐爐底冷灰斗堆渣結(jié)焦：2005 年9 月10 日，發(fā)現(xiàn)#2 爐撈渣機不出渣，檢查發(fā)現(xiàn)撈渣機頂部已經(jīng)被渣、焦堵起。停爐后觀察，除1 撈渣機上部未堵死，#2、#3、4 撈渣機上部焦渣呈鐘乳石狀，完全堵死。7.5m人孔觀察，焦渣齊平a 側(cè)人孔。爐水冷壁四周大量厚焦附掛現(xiàn)象，噴燃器無掛焦現(xiàn)象。經(jīng)過檢修和運行及專業(yè)人員多次分析，還邀請了四川中試所搞燃燒的有關(guān)人員參加，從

5、管理和設(shè)備及技術(shù)上深入分析了結(jié)焦的原因。結(jié)焦的主要原因分析：1煤質(zhì)差，灰份大部在35%左右；灰含量增加，產(chǎn)生的大渣量多，#1 撈渣機停運檢修時間過長，導(dǎo)致#1 撈渣機上首先堆渣。2、2 爐燃燒特性不好，在煤質(zhì)變差的情況下，著火推遲，并且進入下爐膛，一次風粉氣流在向下流程中燃燒不好，加上制粉系統(tǒng)的工況極差，乏氣風帶粉多，很多未燃燒的煤粉掉下到渣斗,正遇#1 撈渣機堵塞,煤粉在焦渣上燃燒(部分仍未燃燒), 逐漸產(chǎn)生結(jié)渣。#3 爐冷灰斗水冷壁橫裂爆管2005 年2 月#3 爐冷灰斗水冷壁發(fā)生爆管。進入爐膛內(nèi)檢查發(fā)現(xiàn)冷灰斗水冷壁部分地方覆蓋有爐渣，覆蓋有焦渣的水冷壁有橫向裂紋。進一步檢查有裂紋管子發(fā)現(xiàn)

6、，管子表面上有黑色熔融物和白色的垢層。裂紋沿管子表面橫向開裂且均由外壁向內(nèi)壁發(fā)展，損傷管子表面有較為嚴重的機械損傷麻點。對管子上覆蓋的不同形態(tài)的焦渣的能譜分析表明：覆蓋在管子表面上的熔融物和黑灰色粉末主要含ai 、si 和fe 元素。管壁上的白色垢物主要含s 、si、ca、 ai,其中s 元素含量高達25%（重量百分比）。沉積在管子表面的垢層中的硫及堿性物，在一定條件下形成復(fù)合硫酸鹽，硫酸鹽在高溫下是不穩(wěn)定的，發(fā)生分解而造成管子外壁的高溫腐蝕。開裂管裂紋的金相組織觀察和掃描電鏡觀察表明：裂紋為穿晶斷裂，裂紋尖端為圓鈍，斷裂面上有清晰的相互平行的弧行疲勞條紋，為典型的熱疲勞特征。原來肉眼觀察不到

7、的裂紋樣管，拉裂后試樣向火面顯露出明顯的宏觀裂紋，其度為1mm，表明損傷管上已經(jīng)產(chǎn)生肉眼觀察不到的微裂紋。鍋爐啟動后就地觀察燃燒發(fā)現(xiàn)，撈暗。7.5 米處觀火孔溫度在800900。其它正常鍋爐撈渣機處觀火是黑色，沒有亮光，7.5 米處觀火孔溫度的只有600700。產(chǎn)生裂紋原因分析：通過金相分析和燃燒分析，造成裂紋的主要原因是鍋爐著火不穩(wěn)定，燃燒推遲，燃燒不好時候一次風粉氣流下沖接近冷灰斗后才開始燃燒，造成火焰沖刷冷灰斗，使此區(qū)域處于高溫狀態(tài)。由于燃燒處于波動2007 中國電機工程學(xué)會年會論文集廣東東莞狀態(tài)，造成火焰時而下舔冷灰斗水冷壁，時而又上移，產(chǎn)生了交變熱應(yīng)力引起熱疲勞。加上由于結(jié)渣后硫酸鹽

8、腐蝕速度非?？欤诙虝r間內(nèi)就會給管子造成嚴重損害，所以在有焦渣堆積的地方首先出現(xiàn)裂紋。而裂紋只在前墻冷灰斗水冷壁產(chǎn)生的原因是在實際運行中后墻燃燒器的粉管布置過長，轉(zhuǎn)向多，容易發(fā)生堵管，運行人員習慣把前墻給粉機轉(zhuǎn)速加大，前墻給粉量相對較多造成火焰偏向前墻。#1 爐冷灰斗爆管事故2005 年12 月18 日，正值電網(wǎng)負荷緊張，電廠開足馬力連續(xù)高負荷，為完成全年發(fā)電任務(wù)沖刺時候， #1 爐多次出現(xiàn)運行中爐內(nèi)掉大焦、大渣故障，造成撈渣機、碎渣機多次停運，更為嚴重的是，12 月18 日，在吹灰時候爐膛內(nèi)落下巨大焦塊，將冷灰斗水冷壁砸壞。鍋爐停運后進入爐內(nèi)檢查，發(fā)現(xiàn)后墻冷灰斗水冷壁爆管從左側(cè)開始第三根泄漏

9、，泄漏的高壓水還沖傷了前墻及側(cè)墻水冷壁23 根。第一個爆口在焊口位置，經(jīng)過分析是在外來力量沖擊下焊口處爆管。在冷灰斗水冷壁處沒有發(fā)現(xiàn)吹灰槍或其它異物，故應(yīng)是大焦落下造成的。造成結(jié)大焦的原因分析：從12 月1日開始以來，#1 機組連續(xù)高負荷運行，鍋爐熱容量增加造成著火提前。后來在同等條件和燃燒工況下檢查發(fā)現(xiàn)在離燃燒器1.7 米處的28 米層觀火孔處火焰發(fā)白，測量后記錄最高溫度高達1300以上，其它正常運行鍋爐為11001200，證實了著火提前火焰中心過高。另外在爆管前一段時間煤質(zhì)變化大，灰份含量12 月18 日達到37.78%，導(dǎo)致鍋爐容易結(jié)焦。以上事故發(fā)生都在冷灰斗水冷壁，分析其原因主要就是火

10、焰中心偏移正常位置。煤質(zhì)不好就出現(xiàn)燃燒著火推遲，火焰下沖冷灰斗；在連續(xù)高負荷、熱負荷高、燃燒好的鍋爐則造成著火提前，結(jié)大焦砸傷冷灰斗水冷壁。根據(jù)了解，近幾年有很多燃燒劣質(zhì)煤的w 火焰鍋爐都發(fā)生過嚴重的爐底結(jié)渣、橫裂爆管、和其它燃燒異常引起的類似事故。為什么會造成這些事故呢？主要原因有：1、w 型火焰鍋爐的特性是火焰中心容易上下波動。w 火焰鍋爐爐內(nèi)煤粉與一次風氣流向下噴進爐膛后起初向下流動，在二次風的伴行下漸漸彎曲上升而在爐膛中形成大w 型火炬。從爐內(nèi)流動圖譜的正確組織來看，w 型火炬應(yīng)該把大部分爐膛容積充滿而加以利用。在著火距離發(fā)生變化時候，火焰中心就會容易發(fā)生向上、向下偏移。如果著火提前，

11、火炬轉(zhuǎn)向太早，w 型火炬很短，那樣爐膛充滿不良，爐膛上部靠近燃燒器處附近和四個墻角部位容易結(jié)焦；如果著火推遲，火炬轉(zhuǎn)彎過晚，w型火炬就會沖擊爐墻下部。火焰中心不正常短時也許不會帶來太大問題，但長時間運行就會給鍋爐安全運行帶來極大的威脅。我廠鍋爐正?；鹧嬷行暮蛶状问鹿驶鹧鏈囟葓黾盎鹧嬷行淖兓唸D如下所示：正?；鹧嬷行恼；鹧嬷行?，燃燒器出口觀火孔處為金黃色火焰，溫度在10001200爐底撈渣機處觀火孔看不到亮光，溫度低，測不到溫度。28 米觀火孔撈渣機觀察孔圖二 w 火焰正?；鹧嬷行?007 中國電機工程學(xué)會年會論文集廣東東莞#2 爐著火推遲嚴重，在煤粉氣流下沖階段沒有燃燒，在轉(zhuǎn)向后才開始燃燒，

12、造成爐底堆渣。燃燒器出口觀火孔處看不到連續(xù)火焰，溫度在7001000。爐底撈渣機處觀火孔看不到亮光，經(jīng)?？吹轿慈纪甑拿悍?，溫度低，測不到溫度#3 爐著火推遲，火焰直接沖刷冷灰斗造成爐底水冷壁橫裂。燃燒器出口觀火孔處看不到連續(xù)火焰， 溫度在9001100。爐底撈渣機處觀火孔可以看到亮光。#1 爐著火提前，火焰上移造成結(jié)大焦砸傷冷灰斗水冷壁。燃燒器出口觀火孔處火焰明亮，部分呈刺眼白色，溫度在12001400。2、對 w 火焰鍋爐運行的特性了解不足。w 火焰鍋爐在國內(nèi)運行時間只有十多年，國內(nèi)外對于w 型火焰鍋爐的爐內(nèi)動力場缺乏系統(tǒng)的理論研究，沒有指導(dǎo)w 型火焰鍋爐運的成熟理論，特別是沒有在煤質(zhì)大幅變

13、化下運行經(jīng)驗。大家對這種爐型對煤質(zhì)變化的適應(yīng)性了解還不夠清楚，對火焰中心變化帶來的危害性估計不足。3、運行人員和管理人員對燃燒的判斷過于依賴爐膛負壓、水位和爐膛溫度監(jiān)視。但是w 火焰鍋爐下爐膛布置大量的衛(wèi)燃帶，基本上是絕熱燃燒，雖然燃燒器出口著火推遲但是火焰轉(zhuǎn)向后仍能穩(wěn)定燃燒，火焰的穩(wěn)定性很好，爐膛負壓、水位、和爐膛溫度監(jiān)視并不能真實反應(yīng)爐內(nèi)火焰的分布和充滿度，這幾次著火距離發(fā)生雖然發(fā)生變化，爐膛負壓和水位卻能保持相對穩(wěn)定。加上由于火焰中心變化的幅度不大，對主汽、再熱汽溫也沒有造成明顯影響，沒有引起運行人員和技術(shù)人員的重視。結(jié)論和措施：煤質(zhì)變化會對鍋爐著火發(fā)生很大影響，引起w 型火焰上移或者下

14、移，如果不重視就會造成很多嚴重的事故。為此需要采取以下措施：1、加強對鍋爐著火情況和火焰中心的巡視檢查。改變原來認為只要鍋爐爐膛負壓穩(wěn)定、爐膛溫度穩(wěn)定燃燒就正常的觀念。要求運行巡視人員每班至少到鍋爐觀火孔檢查火焰四次，特別是28 米層觀火孔和撈渣機觀察孔，發(fā)現(xiàn)結(jié)焦或者火焰上移或者下移都要及時通知機組人員和值長，機組人員根據(jù)火焰和燃燒情況，及時調(diào)整。2、進行混煤燃燒。由于單純松藻無煙煤揮發(fā)份降低，熱值降低，灰份增加超過鍋爐的穩(wěn)燃極限。為了保證讓煤粉著火正常，我們在無煙煤中摻入28 米觀火煤粉氣流撈渣機觀察20%30%的貧煤，把揮發(fā)份提高到10%。采取混煤燃燒后燃燒大大好轉(zhuǎn)，火焰也很少發(fā)生偏移現(xiàn)象

15、。3、運行中加強配風工況調(diào)整，調(diào)整拱頂二次風a、b、c 的開度，使火焰不貼壁；調(diào)節(jié)二次風使其提供充足的氧量保證煤粉的充分燃燒；調(diào)節(jié)一次風，使火焰長度合適；控制氧量在4%-6%之間，嚴防缺氧燃燒，在缺氧狀態(tài)的還原性氣氛中灰熔點會大幅下降，誘發(fā)嚴重的結(jié)焦、積渣。4、在發(fā)現(xiàn)火焰下移時候要立即減少拱頂風，開大靠近爐膛中心的c 排風，開大減小一次風壓，開大側(cè)墻三次風，抬高火焰。如果著火推遲嚴重以上調(diào)整沒有改觀時需要暫時投油助燃。5、發(fā)現(xiàn)著火提前，火焰偏高則要開大拱頂風，增加貼壁風a、b 排風量，增加一次風壓，關(guān)小側(cè)墻風把火焰下壓。6、根據(jù)煤種的變化情況及時進行燃燒調(diào)整，避免大起大落，幅度太大。7、堅持鍋爐定期吹灰工作，根據(jù)汽溫變化、減溫水量變化鍋爐垮灰、垮焦情況可適當增加吹灰次數(shù)。8、燃料上煤煤質(zhì)發(fā)生變化時，要及時向值長匯報清楚。值長要通知到機組長及值班人員，并做好記錄，以便值班人員提前做好預(yù)想。通過采取以上措施后鍋爐運行的穩(wěn)定性好轉(zhuǎn)，沒有發(fā)生因為燃燒問題引起的爆管，但是對w 火焰鍋爐燃燒劣質(zhì)煤的安全問題仍然需要專家和專業(yè)人員不斷探索和實踐。結(jié)束語：w 火焰鍋爐火焰中心長期偏離正常位置，會給鍋爐安全運行