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1、超超临界锅炉燃烧器内积粉烧结原因探讨李京修尹民权( 山东邹县发电厂，山东邹城，2 7 3 5 2 2 )擅要：针对1 0 0 0 M W 超超临界燃煤锅炉的现状，投产以来燃烧系统存在燃烧不完全状况、掉焦增大，以及炉渣中存在一些炭状黑色焦块及油燃烧器故障频繁等问题。结合锅炉大修中发现燃烧器内部积粉、结焦堵塞一次风通道等情况。通过跟踪观察2 0 0 8 年5 月份# 7 炉大修后锅炉的排渣量增多，炉渣中飞灰可燃物不正常升高，本文从锅炉的设计、安装、检修以及运行维护角度，进行初步的分析探讨。关键词：煤粉锅炉燃烧器积粉结焦堵塞分析探讨1 。概述华电国际山东邹县发电厂期工程2 X 1 0 0 0 椰超超
2、临界燃煤凝汽式汽轮发电机组，是国家2 0 0 5年度国家重点建设项目。工程总投资7 9 2 亿元，# 7 机组于2 0 0 6 年1 2 月4 日投产。# 8 机组于2 0 0 7年7 月5 日投产。至此，邹县发电厂全厂现总装机容量已经达到4 5 4 0 1 岍。期工程3 0 3 0 t h 锅炉是东方锅炉( 集团) 股份有限公司与日本巴布科克一日立公司及东方一日立锅炉有限公司合作设计、联合制造。锅炉为高效超超临界压力变压运行直流炉，采用一次再热、平衡通风、运转层以上露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构兀型锅炉。4 8 只燃烧器组成前后墙对冲燃烧方式。燃烧器按3 层8 列布置，前墙自上而下
3、为E 、C 、D 三层，后墙自上而下为F 、A 、B 三层。燃烧器配风分为一次风、内二次风和外二次风。分别通过燃烧器内同心的内二次风、外二次风环形通道在燃烧的不同阶段分别送入炉膛，该燃烧器的一次风采用直流式布置方式。燃烧系统还布置有2 0 只燃尽风喷口( 也称调风器) 。布置在前、后墙顶层燃烧器上方标高3 8 5 8 8 4 m 和3 5 1 2 4 2 咖，燃尽风喷口距最上层燃烧器中心线距离为7 1 5 0 1m m 。二次风采用大板风箱配风，大板风箱被分隔成多层风室，每层燃烧器一个风室。大板风箱对称布置于前后墙，设计入口风速较低，风箱内风量的分配取决于燃烧器自身结构特点及其风门开度，保证燃
4、烧器在相同状态下自然得到相同风量。利于燃烧器的配风均匀。设计空预器出口二次风温度3 4 4 。配套安装6 台B B D 4 3 6 0 型双进双出钢球式磨煤机，采用正压直吹式制粉系统，磨制后的煤粉从磨煤机的两端空心轴出来经过分离器分离后，合格的煤粉又通过8 条一次风管道进入燃烧器形成独立的火焰。考虑到单端磨煤机运行与半磨单端运行方式对燃烧工况的影响，从各磨煤机驱动动端引出的4条一次风管道均为# 1 、# 2 、# 7 、# 8 ，从非驱动动端引出的4 条一次风管道均为# 3 、似、# 5 、# 6 ，与相对应的8 只燃烧器连接，燃烧器自东( 甲) 侧向西( 乙) 侧排列顺序为# l 鹪。每只煤
5、燃烧器的中心管内布置一只点火油枪，油枪雾化型式采用机械雾化，单只点火油枪出力为1 3 5 0 k g h 2 存在问题2 1 炉膛内部结焦该锅炉布置4 8 只B H K 技术设计的新型H T N R 3 低N 0 。旋流式煤粉燃烧器( 见图1 ) 按照正常运行状况锅炉不应该结大焦，但是从投产以来一直存在结焦的问题，在捞渣机附近时常听到大焦掉落的声音，2 0 0 7 年3 月2 2 日就地检查发现掸7 炉落大焦，炉膛负压虽无明显变化，但炉底水封槽上部有少 量溢水。进入2 0 0 7 年7 月份后加上煤质变化撑7 炉炉膛内结焦加剧7 月1 8 日起时常听到炉膛内掉大焦的声音，7 月2 1N # 7
6、 机组负荷5 3 0 M W ，舸炉落大焦。吸风机电流由1 8 2 A 自动增大至2 8 5 A 。发现炉底渣斗北侧第三个事故放渣门鼓开，事故放渣门横担压条断裂水大量外流，炉底水封失去。导致锅炉排烟温度由1 2 s 逐渐上升至1 7 5 1 3 ，炉膛燃烧不稳，立即投入C 、A 层油枪稳燃7 月底又1 7 2入油枪时不能点燃，不但危机锅炉的安全生产而且还增加了劳动强度与人身危险性。随时间的推移，油枪进退困难的问题开始日渐突显的暴露出来。自2 0 0 8 年6 月2 6 日至7 月底，仅# 7 、# 8 炉油枪、打火杆电磁阀等卡涩、内漏等故障达3 9 多次。每次多达3 只油枪同时故障，导致油枪不
7、能正常处在各用状态( 见表3 ) 。通过表3 看出，其中油枪卡涩不能进退占1 9 次，电磁阀卡涩占1 0 次，打火杆卡涩占5 次，而这其中# 7 炉油枪故障占了3 1 次。附图3油枪泄漏位置图附衷2张 枪雾化喷嘴堵塞及其它存在问题统计衷燃油母管来压缩空气母管米油、进气门序号雾化喷嘴堵塞时间燃烧器编号引发问题l -2 0 0 7 年5 月2 5R0 l ：4 3# 7 炉E 2油枪油管谬油2 2 0 0 7 年5 月3 0 日1 3 ：5 0# 7 炉E 2油枪进汕软管终端活结焊缝处渗油3 2 0 0 7 年6 月1 0 只1 3 ：4 7# 7 灯E 2油枪进汕软管法汕4 2 0 0 7 年6
8、 月2 I 同0 1 ：3 8# 7 炉C 4油枪进油管与汕枪结合面处漏风5 2 0 0 7 年7 月1 2 同0 9 ：4 6# 7 灯A 2油枪油枪尾韶漏油6 。2 0 0 7 年7 月2 0 曰1 3 ：4 0# 7 静一F 8油枪棼化片脏 i 油枪打不右火7 2 0 0 7 年7 月2 8 日9 ：5 89 7 炉E 1油枪雾化片脏污油抢打不着火8 2 0 0 7 年8 月】0 日7 ：4 8# 7 炉F 2油枪打不着火9 2 0 0 7 年8 月1 0 日1 7 ：3 0# 7 炉E 2 、E 6不打火1 0 2 0 0 7 年9 月1 日7 ：0 0# 7 烀- E l 、E 2
9、、E 层E l s E 8 油枪内有油渣、移 碳。凼处理E 卜E 8 E 6 ，E 7油枪缺陷多耗燃油】1 2 t 。附农32 0 0 8 年6 月2 6 日8 月1 只# 7 、# 8 妒汕抢卜涩、故障统计表日期发生问题日期发生问题6 2 6 1 5 ：3 0 # 7 炉蹦、B 7 油枪卡涩，D 6 油枪进7 1 8 1 6 ：0 0 # 7 炉F 4 油枪进油电磁阀故障，油 油电磁阀打不开枪无法启动，2 0 ：5 0 重新调整6 2 6 1 6 ：3 0 定期投停煳炉B 、D 层油枪，B 2 、7 1 9 1 0 ：4 0 # 7 炉F 3 油枪进油电磁阀检查消除 明油枪打火杆有卡涩电磁阀
10、不动作6 2 7 1 5 ：5 5 # 8 炉A 、C 层油枪投停试验C 6 油7 1 9 1 1 ：2 0 # 7 炉F 7 油枪热工控制回路检查后 枪进不到位F 7 油枪动作正确6 2 7 1 6 ：0 0 # 7 炉A I 、A 7 油枪卡涩进不到位，7 2 0 1 0 ：0 0 # 8 炉F 2 喷燃器油枪卡涩1 1 ：3 0 油 A 4 油枪打火杆进不去枪内套筒消除卡涩结柬6 2 7 1 7 ：i 0 # 7 炉跗、B 7 油枪定期试验时发生7 2 1 1 2 ：1 0 # 7 炉F 4 油枪进油电磁罔内漏。 卡涩打磨润滑处理缺陷消除2 2 1 0 ：3 0 解体研磨后内漏消失6 2
11、 7 2 1 ：0 0 # 7 炉A 4 油枪打火杆卡涩，更换气7 2 2 0 9 ：3 0 # 7 炉F 3 喷燃器油枪进油电磁阀检 源减压阀后试验正常查6 2 8 1 6 ：1 3 定期工作：姻炉E 、F 层油枪投停7 2 2 1 6 ：5 5 # 7 炉F 4 喷燃器油枪解体清理检查 试验。F 2 油枪卡涩无异常。设备系统已恢复6 2 8 1 6 ：5 2 # 7 炉F l 油枪卡涩现象，聃油枪退7 2 3 1 0 ：0 0 # 7 炉D 2 油枪油阀空气减压阀检查， 出时吹扫阀故障更换减压阀，现已正常6 3 0 0 9 ：1 5 # 7 炉A 7 喷燃器油枪消除卡涩7 2 6 1 6
12、：0 0 定期傲# 7 炉B 、D 磨油枪投停试验 # 7 炉蹦油枪卡涩7 1 1 1 ：l 皑7 炉A 7 燃烧器油枪解体检修完毕7 2 7 1 6 ：3 0 7 炉A 、C 磨油枪投停试验舸炉 卡涩消除A 4 油枪进油电磁阀打不开7 1 6 1 6 ：0 0 定期进行舸炉B 、D 磨油枪投停试7 2 8 0 0 ：0 0 # 7 炉A 4 油枪进油电磁阀打不开， 验，群7 炉叫油枪卡涩更换减压阀7 1 6 1 6 ：1 5 懒炉B 、D 磨油枪投停试验，D 87 勰1 6 ：3 0 斧7 炉E 、F 磨油枪投停试验，舸炉 油枪不进、B 2 油枪打火秆卡涩F l 、F 4 油枪卡涩进不到位1
13、 7 4塞导致超温有待于进一步研究探讨。3 原因分析由于以上问题的存在，说明锅炉的燃烧状况不好，必然导致煤耗增加，将直接影响锅炉的效率。通过长时间的跟踪，发现导致以上问题出现的原因主要在燃烧系统，又经过仔细研究观察分析，排除了运行调整方面的因素，发现设备方面的因素是主要的，而设备方面又主要集中在燃烧器部位。 3 1 结构与设计3 1 1 早期锅炉的漩流式燃烧器中心管两端为全敞开式，中心管的前端是一扩散锥，入口的中心风( 也称三次风) 是利用炉膛的负压吸入。除了人们比较熟悉的中心风作用以外，还起到辅助燃烧的作用。由于认识到中心风的重要性，在后来的漩流式燃烧器中心风采用三次风机供风。燃烧器内设有中
14、心风管，中心管是油枪和中心风的通道，可提供油枪燃烧所需风量。中心风为直流风，风量虽然不大( 约占总风量1 ) 的中心风通过中心风管送入炉膛，以调整燃烧器中心回流区的轴向位置不但可供点火时所需要的根部风并起到正常运行中辅助燃烧的作用。但对回流区影响很大，因为回流区是由旋流二次风带动一次风旋转，造成流场中心区负压而形成的，中心风正好投入在这个负压区中，大大影响了中心区负压值，导致回流量大为下降。因此中心风量越大，其风量的改变对回流区的影响就越大。中心风通过手柄调节风门开度位置来进行风量的调节。但是该工程没有采用三次风机，加之该燃烧器中心风布局的改变。更容易导致燃烧器内部结焦以及油枪卡涩、喷嘴堵塞。
15、因此笔者在锅炉安装是就发现此问题，早在2 0 0 6 年在邹电科技杂志上1 # 7 锅炉旋流式燃烧器应用一文中就提到，2 0 0 7 年笔者在灵武电厂1 0 0 0 M W 机组锅炉招标技术协议签订会上就向锅炉厂家人员提出该燃烧器设计应注意的问题3 1 。2 由于该燃烧器不同于其它旋流式燃烧器的结构，不但燃烧器内部特殊的煤粉浓淡分离装置所处文丘里管附近的缩放部位容易积粉( 见图1 ) ，而且正常运行中当燃烧器退出运行以后，由于燃烧器 入I = l 端部没有设计检查孔，不能观察到积粉和结焦情况，更无法及时进行清除或吹扫。3 2 安装施工3 2 1 设计该燃烧器入口温度7 0 “ ( 2 由于磨煤
16、机出口至燃烧器1 0 0 多米长的一次风管道表面没有加装保温层，当受到环境温度的影响，就会导致一次风风粉混合物温降明显，实际上燃烧器入口温度也只维持在4 5 - 5 5 “ ( 2 左右( 见附表4 ) 由于一次风温度降低。煤粉中的水分析出，不但容易导致积 粉，更严重的影响了锅炉燃烧工况与效率。附表42 0 0 7 年1 月1 9 日测量# 7 锅炉运行中制粉系统各部位一次风温度类别磨煤机分离器分离器燃烧器前排烟温环境电负名称出口前后管道度荷姗 A 磨煤机6 55 74 52 9 3 7B 磨煤机6 75 64 83 4 3 8A 侧1 1 6# 7C 磨煤机6 46 04 73 8 4 lB 侧1 1 5炉D 磨煤机7 05 94 73 6 4 2( 未投8 入暖风1 18 0 0E 磨煤机6 55 64 62 8 3 3器) F 磨煤机
