1.鍋爐設備情況
國電第一熱電廠鍋爐為川鍋生產的CG-220/9.81-M9型高溫、高壓,自然循環,固態排渣煤粉爐,采用角置煤粉燃燒器,正四角切圓布置,每組燃燒器由三個二次風噴嘴,兩個一次風噴嘴,一次風假想切圓直徑ф400mm,二次風假想切圓直徑ф800mm,爐膛斷面尺寸7570mm×7570mm,在爐膛出口水平煙道布置有二級過熱器,尾部豎直布置有二級省煤器和預熱器。
2.鍋爐結焦過程
結焦是鍋爐運行中比較普遍的問題,一般情況下,隨著煙氣一起運動的灰渣顆粒,由于爐膛水冷壁受熱面的吸熱而同煙氣一起被冷卻,如果液態的渣粒在接近水冷壁或爐墻前,已經因為溫度降低而凝固,當附著在受熱面管壁上時,將形成一層疏松的灰層,運行中通過吹灰很容易除掉。當爐膛內溫度較高時,一部分灰顆粒已經達到熔融或半熔融狀態,若這部分灰顆粒在達到受熱面前未得到足夠冷卻達到凝固狀態,具有較高的粘結能力,就容易粘附在受煙氣沖刷受熱面或爐墻上,甚至達到熔化狀態,粘附熔融或半熔融狀態的灰顆粒和未燃盡的焦炭使結焦不斷發展。在燃燒過程中,煤粉顆粒中所含的易熔或易氣化的物質迅速揮發,成氣態進入煙氣中,當溫度降低時凝結,或者粘附在煙氣沖刷的受熱面或爐墻上。或者凝結在飛灰顆粒表面,成為熔融的堿化物膜,然后粘附在受熱面上形成初始結焦層,成為結焦發展的條件。
3.影響結焦因素
3.1煤質特性
在影響結焦的因素中,煤質特性起這主要的作用。煤粉在燃燒時,其灰份熔融特性用變形溫度t1,軟化溫度t2和熔化溫度t3來表示,軟化溫度t2的高低是評價煤灰是否容易結焦的主要指標。飛灰的成分決定著其熔點,當煤粉中堿性氧化物含量大時,灰熔點低,容易結焦;當煤粉中氧化硅,氧化鋁含量大時,灰熔點高,就不容易結焦。
3.2鋼球質量不合格
因為鋼球質量不合格,使得大量鐵屑混入煤粉中,從而增加了煤粉中的堿性氧化物含量,堿金屬氧化物是組成低熔點共熔體的重要成分。
3.3爐膛內溫度
燃燒器區域的溫度越高,飛灰就越容易達到軟化狀態或熔融狀態,產生結焦的可能性就越大,另外煤粉中易揮發的物質氣化也越強烈,也為結焦創造了條件。我廠鍋爐火咀,兩個一次風之間僅隔一個中排二次風,而且中排二次風在運行中開度很小,這就使得燃燒器區域壁面熱負荷增高,在燃燒低熔點煤粉的時候就很容易結焦。
3.4風煤配比不當
運行中操作不當,燃燒調整不合理,一、二次風混合不好,氧量表計不準確等都可能造成氧氣供應不足,使爐膛內部局部處于還原性氣氛,使灰中熔點較高的氧化鐵還原成氧化亞鐵,氧化亞鐵易與其他氧化物,如氧化鈣或氧化鎂生成低熔點的共晶體,使灰粒熔點大大降低。在燃燒揮發份大的煤質時,需要消耗大量的氧氣,如果二次風混入較晚,使燃燒缺氧,生成還原氣氛,容易產生結焦。
3.5空氣動力場特性影響
由于火咀安裝角度不正及配風的不合理,導致爐內空氣動力工況不良而造成燃燒切圓過大火燃燒中心偏離,使高溫煙氣沖刷水冷壁面,熔渣在未凝固前接觸壁面而結焦。
切向燃燒必然造成氣流的偏離,氣流在適當程度上的偏離是組織切向燃燒所需要的,氣流旋轉直徑增大,使上鄰角過來的火焰更靠近射流根部,對著火有利,對混合也有利。實際切圓直徑總是大于假想切圓直徑,切圓直徑越大,一次風射流受上游鄰角橫掃過來的慣性力發生偏轉越大,越容易發生貼邊結焦。
我廠目前使用的風粉監測系統,,煤粉濃度是由一次風溫在混合前后的溫差通過計算而得出下粉量,一、二次風擋板開度與實際開度也有誤差,再加上實際管道走向和噴嘴安裝的誤差最后多個誤差相疊加,使得運行人員很難根據表盤監視維持每組燃燒器的均衡出力。
3.6煤粉濃度與細度的影響
濃度高的煤粉,增加燃燒器出口處熱負荷,如果靠近爐墻,就會在爐墻附近形成還原性氣氛,易引起在爐墻上結焦;粗煤粒從燃燒器出來后,容易脫離主流,導致燃燒的粉粒和灰粒撞擊水冷壁管,形成結焦。煤粉細度對燃燒有很大影響,煤粉細,使著火點提前,易在噴口處結焦;煤粉粗,著火推遲,火焰中心上移,爐膛出口溫度提高,易在爐膛出口處結焦。
4.防止結焦的措施
結焦的因素很復雜,防止結焦的最基本原則是消除產生結焦的基本條件。如果爐膛內的高
溫煙氣不沖刷水冷壁,或者當氣流接觸管子前,熔融的灰粒已冷卻呈凝固態或無粘結性,在水冷壁附近創造氧性氣氛以提高灰熔點溫度,結焦便不會產生,因此防止爐膛中下部結焦,主要改善空氣動力條件入手,防止爐膛上部結焦主要靠降低煙氣溫度。
4.1燃料上煤盡量保證穩定的煤質,當煤質發生變化,應加強配煤,使煤質達到鍋爐設計允許變化范圍內。司爐應根據煤質的化驗分析報告調整燃燒。
4.2司爐人員認真操作,加強運行監視與調整,使四角噴燃負荷均勻,火焰充滿度好,避免火焰中心偏移,氣粉貼墻;運行中保持合適的氧量,特別是當燃料或負荷發生變化時,避免鍋爐因缺氧而結焦,鑒于我廠鍋爐氧量測量裝置安裝在豎直煙道,系統負壓較大,漏風較大,測量結果與實際氧量誤差大,建議在負壓較小的水平煙道加裝氧量測點,提高煙氣含氧量的測量準確度,加裝一氧化碳和飛灰含碳量微波測量在線監測裝置,進行鍋爐最佳的燃燒調整,減少結焦。
4.3通過對粗粉分離器及制粉系統的調整,保證合適的煤分細度,同時選用優質鋼球,減少煤粉含鐵量。
4.4在燃燒揮發份高、熱量高的煤粉時,應提高一次風速,推進著火點,減少煙氣回流降低噴口附近的熱負荷,減少結焦。
4.5鍋爐受熱面應定期吹灰,防止受熱面積灰后影響傳熱,運行人員發現結焦及時清除,防止繼續惡化。
通過燃燒監視,鍋爐的熱負荷,燃燒工況,氧量等數據通過儀表可以監測到,發現有不良情況,及時調整,有結焦及時清除,是防止結焦的有效手段。








