鍋爐頻繁跳機(jī)的技術(shù)探討

1、安全技術(shù)鍋爐頻繁跳機(jī)的技術(shù)探討 1 前 言 武漢鋼電股份有限公司2號(hào)爐自1998年投產(chǎn)以后，由于調(diào)試、設(shè)備和運(yùn)行調(diào)整等多方面的緣由，發(fā)覺鍋爐抗干擾力量非常差，常常突然發(fā)生跳機(jī)事故(以下簡稱MFT)。最頻繁時(shí)1個(gè)月內(nèi)跳機(jī)6次。 通過對(duì)鋼電公司鍋爐特點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)合有關(guān)試驗(yàn)調(diào)整，弄清了導(dǎo)致2號(hào)爐頻繁MFT的緣由，提出了相應(yīng)的解決方法，經(jīng)實(shí)踐應(yīng)用和檢驗(yàn)，取得了良好的效果。 2 設(shè)備狀況 2號(hào)鍋爐是由武漢鍋爐廠特地為其設(shè)計(jì)的貧煤摻燒高爐煤氣鍋爐，該鍋爐為670 t/h超高壓、中間再熱、自然循環(huán)、固態(tài)排渣煤粉爐。鍋爐在燃煤的同時(shí)可摻燒1.5105 m3/h的高爐煤氣，設(shè)有4層共16只煤粉燃燒器、2層共8

2、只高爐煤氣燃燒器、3層共12只點(diǎn)火油槍。燃燒器采納四角雙切圓的布置方式，大切圓直徑為792 mm，小切圓的直徑為542 mm，2個(gè)燃燒角分別為2。58和2。2，整個(gè)燃燒器分上、下兩組，燃燒器噴口布置形式如圖1所示。 制粉系統(tǒng)采納中間儲(chǔ)倉式熱風(fēng)送粉，每臺(tái)鍋爐配備2臺(tái)DTM380/720型低速鋼球磨煤機(jī)。為了保證煤粉著火穩(wěn)定，一次風(fēng)相對(duì)集中布置，一次風(fēng)噴口加裝了V型擴(kuò)流錐，產(chǎn)生高溫回流區(qū)，為了保證煤質(zhì)變化時(shí)鍋爐能平安高效燃燒，兩層一次風(fēng)口之間布置了一層小調(diào)整二次風(fēng)。 3 鍋爐頻繁MFT的緣由分析 2號(hào)鍋爐于1997年12月安裝調(diào)試完畢，移交給生產(chǎn)單位。盡管鍋爐屬于特別爐型，但有1號(hào)爐勝利的安裝、調(diào)

3、試及試運(yùn)閱歷，因此移交生產(chǎn)的速度較快。但移交生產(chǎn)后不久，消失與1號(hào)爐完全不同的燃燒特性。機(jī)組無論是在小負(fù)荷還是在大負(fù)荷，均消失燃燒不穩(wěn)，抗干擾力量差。爐膛負(fù)壓稍有搖擺，就消失MFT。先后組織了燃燒分析，并進(jìn)行了給粉機(jī)調(diào)平試驗(yàn)、鍋爐空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)、不同煤粉細(xì)度燃燒調(diào)整試驗(yàn)、底層加投高爐煤氣試驗(yàn)，同時(shí)調(diào)整了相關(guān)幫助設(shè)備的狀況。通過上述4項(xiàng)試驗(yàn)和調(diào)整，并進(jìn)行分析比較，查明鍋爐消失燃燒不穩(wěn)頻繁發(fā)生MFT的6種主要緣由。 圖1 燃燒器噴口布置圖 3.1 一次風(fēng)速偏高，且各燃燒器出口一次風(fēng)速相差較大保持適當(dāng)?shù)囊?、二、三次風(fēng)速和風(fēng)率是建立正常的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)和穩(wěn)定燃燒的必要條件。若一次風(fēng)速過高，則通過單位截

4、面積的氣流量將過大， 達(dá)到風(fēng)粉混合物著火溫度所需的吸熱量就要多，因而達(dá)到著火所需的時(shí)間就延長，著火的穩(wěn)定性也較差。但一次風(fēng)速過低時(shí)，又會(huì)引起燃燒器噴口過熱燒壞及煤粉管道堵粉等故障，因此，合適的一次風(fēng)速對(duì)燃燒的穩(wěn)定性起著重要的作用。我廠鍋爐設(shè)計(jì)煤種為晉東南貧煤，設(shè)計(jì)的一次風(fēng)速為24 m/s，而實(shí)際燃燒的煤種為長治、鶴壁、陸安、平頂山和攸縣等地的混煤，干燥無灰基揮發(fā)份Vr在20%左右，依據(jù)此煤種一次風(fēng)速應(yīng)為3035 m/s，對(duì)2號(hào)爐的一次風(fēng)速實(shí)際測(cè)量結(jié)果見表1。 從表1可以看出，絕大多數(shù)一次風(fēng)速均在35 m/s以上，明顯偏高，且從火嘴出口處觀看著火狀況，發(fā)覺著火距離均在200 mm以上，著火距離偏

5、大，這是造成著火及燃燒不穩(wěn)定的一個(gè)重要因素。同時(shí)從表1還可以看出，各風(fēng)管一次風(fēng)速相差較大，也就是說各燃燒器出口的一次風(fēng)還沒有調(diào)平，這對(duì)四角切圓燃燒的穩(wěn)定性是極不利的。 3.2 缺角或缺邊燃燒 四角切圓燃燒的一個(gè)主要特點(diǎn)，就是一次風(fēng)粉混合物射入爐內(nèi)后，一方面卷吸爐內(nèi)的高溫?zé)煔?，同時(shí)受上游鄰角掃過來的高溫火焰的直接對(duì)沖，使著火條件優(yōu)越，著火穩(wěn)定性好，另外四角射流相互聯(lián)系，相互影響。一方面加強(qiáng)了一次風(fēng)和二次風(fēng)的混合，強(qiáng)化了燃燒，同時(shí)使燃燒中的煤粉顆粒外面包著的外殼互受撞擊，簡單脫落，加快了煤粉粒內(nèi)部燃燒，有利于煤粉的燃燼。 由于2號(hào)爐在運(yùn)行過程中，常常消失給粉機(jī)頻繁跳閘，嚴(yán)峻時(shí)達(dá)10臺(tái)次/班以上，有

6、時(shí)一次聯(lián)跳23臺(tái)給粉機(jī)，這樣就造成了缺角或缺邊燃燒。從每次發(fā)生的爐膛負(fù)壓波動(dòng)造成愛護(hù)動(dòng)作跳閘的狀況來看，絕大多數(shù)均存在缺角或缺邊燃燒現(xiàn)象，特殊是底層燃燒器的缺角或缺邊燃燒，是造成爐內(nèi)燃燒不穩(wěn)定的主要緣由之一。 3.3 煤質(zhì)方面的影響 2號(hào)鍋爐實(shí)際燃燒的煤質(zhì)與設(shè)計(jì)煤種有較大差異，其煤質(zhì)狀況見表2。 由于實(shí)際燃燒的混合煤混有部分無煙煤，雖然干燥無灰基揮發(fā)份較高，但灰分較多，發(fā)熱量偏低，加上混配不勻稱，因此，對(duì)穩(wěn)定著火和燃燒產(chǎn)生了肯定的影響。 3.4 給粉量不勻稱 適當(dāng)提高煤粉濃度是提高穩(wěn)燃力量的重要措施之一，這是由于煤粉的輸送濃度越大，一方面用來輸送介質(zhì)的熱量就小，所需的著火熱降低。另一方面著火區(qū)

7、域的煤粉揮發(fā)份濃度會(huì)相應(yīng)提高，使著火溫度降低。 但在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)覺，由于給粉機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與BTG盤和CRT上顯示的轉(zhuǎn)速不全都，加上每個(gè)給粉機(jī)的插板開度也不全都，使得每個(gè)燃燒器出口的煤粉濃度也就不全都，因此各燃燒器的著火狀況就不一樣，給粉量偏小的燃燒器，一次風(fēng)速會(huì)增加，著火不穩(wěn)定，嚴(yán)峻時(shí)會(huì)造成局部滅火和爆燃，從而引起爐膛負(fù)壓波動(dòng)，消失突發(fā)MFT。 3.5 高爐煤氣不能正常投運(yùn) 為了充分利用武鋼高爐煤氣的富有量，削減排放，降低成本，我廠鍋爐與同類型的670 t/h鍋爐相比，一個(gè)明顯的區(qū)分就是在鍋爐底部設(shè)計(jì)了兩層高爐煤氣燃燒器，最大摻燒量可達(dá)1.5105 m3/h，整個(gè)爐膛比同類型鍋爐高4 m，而最

8、下層煤粉燃燒器距冷灰斗的距離為4.5 m，這與不摻燒高爐煤氣的同類型鍋爐相比明顯偏大，因此在不投高爐煤氣的狀況下，即在全燒煤的工況下，就會(huì)造成鍋爐底部溫度偏低，對(duì)底層煤粉火嘴的著火和穩(wěn)定燃燒均會(huì)造成不利影響。我廠2號(hào)爐于1998年11月首次投入高爐煤氣運(yùn)行，且斷斷續(xù)續(xù)，影響了鍋爐的燃燒穩(wěn)定性。 3.6 燃燒調(diào)整不準(zhǔn)時(shí) 燃燒調(diào)整的好壞，直接關(guān)系到爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性，運(yùn)行人員應(yīng)依據(jù)不同的負(fù)荷要求準(zhǔn)時(shí)調(diào)整燃料量，同時(shí)要相應(yīng)地調(diào)整送、引風(fēng)量，以保證燃燒所需的最佳空氣量;依據(jù)煤質(zhì)的變化及著火狀況，準(zhǔn)時(shí)調(diào)整一、二次風(fēng)配比及煤粉細(xì)度等，以保證爐內(nèi)最佳燃燒工況。在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)覺運(yùn)行人員對(duì)燃燒調(diào)整不準(zhǔn)時(shí)，主要體現(xiàn)

9、在以下兩個(gè)方面： (1) 由于負(fù)荷的變化而增減燃料量時(shí)，為了保證爐膛負(fù)壓一般只調(diào)整了引風(fēng)量，而沒有準(zhǔn)時(shí)調(diào)整送風(fēng)量。 (2) 煤質(zhì)變化時(shí)，不能準(zhǔn)時(shí)調(diào)整一、二次風(fēng)的配比及煤粉細(xì)度等，這主要是由于入爐煤質(zhì)化驗(yàn)的結(jié)果嚴(yán)峻滯后，且只分析了揮發(fā)份，而沒有準(zhǔn)時(shí)分析熱值等，不能準(zhǔn)時(shí)指導(dǎo)運(yùn)行人員的燃燒調(diào)整。 4 解決問題的對(duì)策 4.1 一次風(fēng)速調(diào)平 通過冷態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)和熱態(tài)調(diào)整試驗(yàn)，對(duì)各個(gè)一次風(fēng)出口風(fēng)速進(jìn)行標(biāo)定與調(diào)平，同時(shí)為了加強(qiáng)日常運(yùn)行監(jiān)視與調(diào)整，對(duì)原采納的一次風(fēng)監(jiān)測(cè)靜壓表進(jìn)行改造更換，新安裝了4套PT4-型一次風(fēng)速在線監(jiān)測(cè)裝置，使日常運(yùn)行各一次風(fēng)速均保持在30 m/s左右。 4.2 徹底解決給粉機(jī)頻繁跳

10、閘問題 通過對(duì)給粉機(jī)解體清理，徹底解決給粉機(jī)卡、堵、跳等問題;對(duì)粉倉進(jìn)行密封改造，防止粉倉進(jìn)水及煤粉吸潮結(jié)塊;對(duì)木屑分別器和煤粉篩進(jìn)行改造和完善，提高其使用效果，并要求運(yùn)行人員加強(qiáng)清理，以削減煤粉中的木屑等雜物;適當(dāng)提高磨煤機(jī)出口溫度，降低煤粉中的水分含量，使給粉機(jī)的工作狀況得到改善;將給粉機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整由滑差改為變頻調(diào)速，解決給粉機(jī)頻繁消失轉(zhuǎn)速同步和卡跳;在鍋爐運(yùn)行中當(dāng)多臺(tái)給粉機(jī)跳閘造成缺角或缺邊燃燒時(shí)，準(zhǔn)時(shí)投油穩(wěn)燃。 4.3 對(duì)給粉機(jī)轉(zhuǎn)速重新校對(duì) 調(diào)整各個(gè)給粉機(jī)的插板開度使其保持全都，同時(shí)對(duì)給粉機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行重新校對(duì)，使其實(shí)際轉(zhuǎn)速與BTG盤和CRT上顯示全都。 4.4 適當(dāng)提高煤粉濃度，特殊是

11、底層煤粉濃度 保持下層給粉機(jī)轉(zhuǎn)速在500 r/min以上，同時(shí)對(duì)每層給粉機(jī)轉(zhuǎn)速限定最低不能低于300 r/min。 4.5 取消一次風(fēng)壓自動(dòng)調(diào)整 由于一次風(fēng)總風(fēng)壓是用轉(zhuǎn)變二次風(fēng)檔板開度來調(diào)整的，在運(yùn)行中發(fā)覺爐膛負(fù)壓與一、二次風(fēng)壓有關(guān)并相互影響，當(dāng)一次風(fēng)壓投自動(dòng)的狀況下，爐膛負(fù)壓與一、二次風(fēng)壓之間的波動(dòng)存在相互疊加的可能，因此，取消一次風(fēng)壓的自動(dòng)調(diào)整，改為手動(dòng)調(diào)整，避開二次風(fēng)檔板隨爐膛負(fù)壓的波動(dòng)而波動(dòng)，對(duì)爐膛負(fù)壓的穩(wěn)定有好處。 4.6 投入高爐煤氣正常運(yùn)行 盡可能的多摻燒高爐煤氣，以提高鍋爐底部溫度，同時(shí)在沒有高爐煤氣的狀況下，應(yīng)嚴(yán)密關(guān)閉高爐煤氣層的二次風(fēng)檔板，削減鍋爐底部漏風(fēng)。 4.7 改善煤質(zhì)狀況 由于混煤的著火和穩(wěn)燃主要取決于活性較好的煤，因而混煤中無煙煤的比例不能太大。通過化驗(yàn)分析，最終將無煙煤按20%進(jìn)行混配。 4.8 提高運(yùn)行人員燃燒調(diào)整的準(zhǔn)時(shí)性 當(dāng)爐內(nèi)燃料轉(zhuǎn)變時(shí)應(yīng)相應(yīng)地調(diào)整送