鍋爐滅火的原因及對策

鍋爐滅火的原因及對策摘要:本文通過研究影響鍋爐穩(wěn)定燃燒的各種因素,對常見的導(dǎo)致鍋爐滅火原因進行了分析,著重闡述了鍋爐滅火前后爐膛壓力的變化及其原因,并以此為依據(jù)歸納了避免鍋爐滅火的相關(guān)措施。文章最后還對處理鍋爐滅火中容易出現(xiàn)的兩種不當(dāng)舉措進行了特別的提醒。關(guān)鍵詞:鍋爐滅火;爐膛壓力;火檢;措施1影響鍋爐燃燒穩(wěn)定性的因素分析煤粉的著火階段是整個鍋爐燃燒過程的關(guān)鍵階段。煤粉著火主要取決于燃料特性和鍋爐運行參數(shù),其中燃料特性中又以燃料的揮發(fā)分和水分的影響最大,鍋爐運行參數(shù)中以煤粉氣流的初溫、一次風(fēng)量和風(fēng)速以及鍋爐的運行負(fù)荷等因素影響最為明顯。揮發(fā)分是對煤粉著火過程影響最大的因素。不同的煤質(zhì)析出揮發(fā)分的多少和所需要的溫度是不同的。煤化程度較低的褐煤析出揮發(fā)分的溫度較低,一般小于200℃,析出的量比較多,大概在37%一60%之間,相對來說比較容易著火(370℃左右),而煤化程度較高的無煙煤要在400℃左右才能析出揮發(fā)分,析出的揮發(fā)分較少(2%一10%),因此煤化程度越低的煤越容易著火。褐煤的著火溫度一般在370℃左右,煙煤為470~500℃左右,無煙煤則在700℃左右。當(dāng)煤質(zhì)突然發(fā)生大的變化時,煤粉著火所需的時間和著火點距離都將發(fā)生變化,對爐膛火焰燃燒的格局和火球的形態(tài)都會產(chǎn)生較大的影響,破壞燃燒的穩(wěn)定性。煤質(zhì)水分增大時所需的著火熱也隨之增大。煤粉氣流的加熱主要依靠高溫?zé)煔獾膶α鱾鳠?當(dāng)煤質(zhì)水分增大時消耗在加熱水分和使其汽化和過熱的熱量也隨之增大,降低了爐膛內(nèi)的煙氣溫度,推遲了煤粉氣流的著火,使得燃燒的穩(wěn)定性降低。提高煤粉氣流的初溫可以降低煤粉達(dá)到著火溫度的著火熱,加速煤粉燃燒,但是受空預(yù)器傳熱效率和制粉系統(tǒng)安全性的限制,煤粉氣流的初溫往往不可能有大幅度的提高,然而穩(wěn)定的和較高的一次風(fēng)溫度無疑是提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性的有利因素。最佳的一次風(fēng)量和風(fēng)速有利于提高鍋爐燃燒的穩(wěn)定性。過高的一次風(fēng)量增大了煤粉著火所需的著火熱,推遲了著火過程;過低的一次風(fēng)量能夠降低著火熱,同時也降低了煤粉著火初期所需的氧氣量,同樣使得燃燒反應(yīng)變慢,阻礙著火的繼續(xù)發(fā)展,甚至導(dǎo)致無法保證制粉系統(tǒng)的輸煤要求,導(dǎo)致煤粉積存在磨煤機內(nèi),無法輸送到爐膛中,從而引發(fā)安全問題。另一方面,過高的一次風(fēng)速將會拉長著火距離,過低的一次風(fēng)速有可能導(dǎo)致噴燃器燒損甚至堵塞。因此,不恰當(dāng)?shù)囊淮物L(fēng)量和風(fēng)速都不利于鍋爐的安全穩(wěn)定運行,必須根據(jù)機組的負(fù)荷要求,及時合理的調(diào)整一次風(fēng)和二次風(fēng),實現(xiàn)最佳的風(fēng)粉配比才能保證燃燒的穩(wěn)定。鍋爐負(fù)荷也是影響燃燒穩(wěn)定的原因之一。鍋爐低負(fù)荷運行時,爐膛平均溫度降低,噴燃器區(qū)域的煙溫也相應(yīng)降低,這對煤粉燃燒是不利的。當(dāng)鍋爐負(fù)荷低到一定程度時就可能危及燃燒的穩(wěn)定性,甚至引起鍋爐滅火。另外,燃料的灰分也是導(dǎo)致鍋爐滅火的重要因素之一。燃料的灰分不僅不能燃燒放熱,在其熔融過程中還會吸收大量的熱量,降低爐膛溫度;灰分還妨礙燃料中的可燃部分與氧氣接觸,阻礙燃燒進程的發(fā)展;附著在水冷壁上的灰分在鍋爐負(fù)荷下降、爐膛溫度降低時,其附著能力下降,可能會大塊的掉落,破壞燃燒動力場;落入渣斗的掉焦會產(chǎn)生大量的低溫蒸汽,進一步降低爐膛溫度,同時導(dǎo)致水封槽缺水,引入爐膛大量的冷空氣,嚴(yán)重時引發(fā)鍋爐滅火。2常見鍋護滅火的原因一般說來,鍋爐滅火容易發(fā)生在機組變負(fù)荷運行時、低負(fù)荷運行時和徽煤煤質(zhì)突變時,爐膛內(nèi)落大焦或者嫩燒器長期運行后磨損嚴(yán)重時也容易造成鍋爐滅火,另外制粉系統(tǒng)突然失電和爐膛火焰檢側(cè)系統(tǒng)失靈導(dǎo)致保護動作在各個電廠的運行實踐中也時有發(fā)生。(1)機組變負(fù)荷運行時,由于風(fēng)粉配合不當(dāng),引起然燒不穩(wěn)而滅火.機組變負(fù)荷時,風(fēng)粉比例的調(diào)整是個復(fù)雜的過程。一次風(fēng)量根據(jù)煤量的變化進行調(diào)整,一次風(fēng)量的變化引起一次風(fēng)沮度發(fā)生變化,進入磨煤機的熱風(fēng)和冷風(fēng)相互影響引起一次風(fēng)量的波動;二次風(fēng)量根據(jù)機組負(fù)荷的變化而變化,分為供料風(fēng)和輔助風(fēng)分層進入爐膛:燃料風(fēng)根據(jù)同層給煤機煤量的變化而變化,特別是煤量在50%~80%間變化時,嫩料風(fēng)擋板的開度隨之變化,引起風(fēng)箱妒膛差壓的變化,同時風(fēng)箱妒膛差壓定值隨機組負(fù)荷升高而增加,引起輔助風(fēng)擋板的開度變化。在這個過程中,一次風(fēng)量和風(fēng)速變化引起煤粉著火時間和著火距離發(fā)生變化;燃料風(fēng)的變化引起煤粉著火初期氧量比例和一次風(fēng)粉流向的偏斜程度變化;風(fēng)箱了爐膛差壓的變化改變了嫩燒切圓的形狀.在這一過程中風(fēng)粉比例在爐膛局部乃至全爐膛中發(fā)生不同程膛壓力低”信號和“全爐膛滅火”信號做“與”運算來提高鍋爐滅火保護可靠性的方案實際上取消了“爐膛壓力低”保護作為“全爐膛滅火”保護的后備地位,減少了保護的層次,提高了保護拒動的幾率。“爐膛壓力高”是鍋爐滅火保護中的第三道防線,雖然爐膛高時未必就己”滅火”了,但是當(dāng)鍋爐滅火后,前兩道保護失靈時,定值合適的“爐膛壓力高”保護能把鍋爐爆燃的規(guī)模限制在可以承受的范圍內(nèi),仍然能起到保護鍋爐的作用,因此也是十分必要的。對于火檢參數(shù)的設(shè)定應(yīng)使盡量采取”全爐膛滅火”保護先于”爐壓”保護動作的原則。”爐壓.,保護作為簡便易行的保護手段是必不可少的,但對爐膛內(nèi)燃燒工況惡化程度的反映而言,”爐壓”沒有火焰直觀、迅速。另外,火檢探頭中的敏感元件在相對惡劣工作環(huán)境中是在不斷老化的,鍋爐燃燒工況又是千變?nèi)f化的,不斷提高火檢參數(shù)以試圖降低滅火保護誤動的幾率的行為往往適得其反,得不到合適的參數(shù)定值,增加滅火保護拒動的可能性,導(dǎo)致得不償失的后果。4防止鍋爐滅火的措施(1)加強燃煤的監(jiān)督管理,完善混煤設(shè)施。加強配煤管理和煤質(zhì)分析,并及時將煤質(zhì)情況通知運行人員,做好調(diào)整燃燒的應(yīng)變措施,防止發(fā)生鍋爐滅火?！峨娬久悍坼仩t爐膛防爆規(guī)程DL/T435一2004》中明確規(guī)定:“火力發(fā)電廠所用的燃煤在兩種以上混燒時,應(yīng)有混煤的措施,保證進入原煤倉的煤是已混合好的煤”。(2)鍋爐改進性大修后或當(dāng)實用燃料與設(shè)計燃料有較大差異時,應(yīng)進行燃燒調(diào)整,以確定一、二次風(fēng)量、風(fēng)速、合理的過?？諝饬俊L(fēng)煤比、煤粉細(xì)度、燃燒器傾角或旋流強度及不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷等。《電站煤粉鍋爐爐膛防爆規(guī)程DL/T435一2004))中明確規(guī)定:“新設(shè)備初次啟動后,或已運行的設(shè)備在經(jīng)過重大改造或煤質(zhì)特性有重大變化后,均應(yīng)對設(shè)備性能進行試驗,試驗結(jié)果應(yīng)納入運行規(guī)程中,使運行人員能即時掌握設(shè)備性能,并正確地操作,從而保證安全經(jīng)濟運行,并為自動調(diào)節(jié)、安全保護等系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)的整定提供必需的數(shù)據(jù)?！痹O(shè)備性能試驗包括下列內(nèi)容:a)各燃燒器之間風(fēng)、粉分配的調(diào)整;b)通過調(diào)整及試驗,確定合理的煤粉細(xì)度;c)燃燒器調(diào)風(fēng)擋板的最佳開度;d)燃燒器所能達(dá)到的負(fù)荷調(diào)節(jié)比;e)不同負(fù)荷下各燃燒器或燃燒器組的最佳組合方式;乃不同負(fù)荷下的最佳過量空氣系數(shù)及一、二、三次風(fēng),燃盡風(fēng)等的最佳比例;g)燃燒器全部投入(除直吹式備用磨煤機所帶的燃燒器以外)時,不投油的最低穩(wěn)燃負(fù)荷;h)停用部分燃燒器時不投油的最低穩(wěn)燃負(fù)荷?！峨娬久悍坼仩t爐膛防爆規(guī)程DL/T435一2004》中還規(guī)定:當(dāng)鍋爐長時間在低負(fù)荷下運行時,由于燃燒不完全,可能有大量未燃盡的可燃物沉積在灰斗、受熱面上和水平煙道內(nèi),如這些可燃物被突然增大的通風(fēng)或吹灰所擾動時,將形成具有爆炸性的混合物而爆燃。因此,應(yīng)對可使用的各種煤分別定出允許低負(fù)荷運行的持續(xù)時間。(3)嚴(yán)禁隨意退出火焰探頭或聯(lián)鎖裝置,因設(shè)備缺陷需退出時,應(yīng)經(jīng)總工程師批準(zhǔn),并事先做好安全措施。熱工儀表、保護、給粉控制電源應(yīng)可靠,防止因瞬間失電造成鍋爐滅火。加強鍋爐滅火保護裝置的維護與管理,防止火焰探頭燒毀、污染失靈、爐膛負(fù)壓管堵塞等問題的發(fā)生。為保證火焰檢測器探頭工作穩(wěn)定,不受煙塵污染的影響,應(yīng)有足夠風(fēng)量與壓頭的專用風(fēng)機(并有備用)向探頭供給經(jīng)過濾的清潔冷卻風(fēng),并保證爐膛在出現(xiàn)正壓時,煙氣不會直接接觸探頭,使其探頭不被污染和溫度不超過允許值。需要特別注意的是,實踐證明這種作用是有限的,因此火檢探頭定期清焦工作是必要的。(4)加強設(shè)備檢修管理,重點解決爐膛嚴(yán)重漏風(fēng)、一次風(fēng)管不暢、送風(fēng)不正常脈動、單元式制粉系統(tǒng)堵煤、直吹式磨煤機斷煤和熱控設(shè)備失靈等缺陷。(5)防止嚴(yán)重結(jié)焦。采用與鍋爐相匹配的煤種,是防止?fàn)t膛結(jié)焦的重要措施。另外,鍋爐吹灰器系統(tǒng)應(yīng)正常投入運行,定期吹灰以防止?fàn)t膛沾污結(jié)渣。當(dāng)受熱面及爐底等部位嚴(yán)重結(jié)渣,影響鍋爐安全運行時,應(yīng)立即停爐處理。5保證鍋爐安全運行需要特別注意的兩個問題（1）一般來說燃料特性、運行參數(shù)等決定著煤粉著火和滅火的關(guān)系以及火焰特征。爐膛熱狀態(tài)下爆炸主要與燃料的熱解可燃?xì)怏w有關(guān),如能配煤合理、風(fēng)煤比例調(diào)整得當(dāng),一般是不會發(fā)生滅火、放炮的。在鍋爐啟、停過程及低負(fù)荷或變動負(fù)荷運行中,運行參數(shù)變動較大,常因進入爐內(nèi)的燃料量與風(fēng)量控制不當(dāng)而發(fā)生燃料不穩(wěn)及至鍋爐突然熄火。若此時未察覺瀕臨滅火前的燃燒不穩(wěn),又未及時采取緊急保護措施,繼續(xù)讓燃料進入爐膛,有可能造成爐膛外爆,即“鍋爐滅火放炮”。因此,當(dāng)鍋爐燃燒己不穩(wěn)定時應(yīng)嚴(yán)禁投油穩(wěn)燃。（2）當(dāng)爐膛局部滅火到可能導(dǎo)致仍在運行的燃燒器瀕臨滅火危險時,特別是在低負(fù)荷運行時,不管局部火焰喪失時是否已觸發(fā)其他連鎖保護動作或由于其他連鎖保護故障而引起局部火焰喪失,均應(yīng)觸發(fā)總?cè)剂咸l。任何試圖解除滅火保護或延時滅火保護動作的措施都是危險的。參考文獻(xiàn)[1]胡寶平.