掺烧易结焦煤质论文_林峰

摘要:对燃煤火电厂,煤炭成本占发电成本60%以上,我厂为了降低燃料成本采购部分低价煤,低价煤质的特点是高硫、低灰熔点的易结焦煤,这样在锅炉运行过程中,特别是锅炉长时间高负荷运行中,掺烧易结焦煤质会导致受热面结焦,如炉膛上部受热面结焦严重,焦块剥落会砸裂水冷壁管,导致受热面泄漏。为了杜绝此类事件,保证锅炉长期连续接带大负荷能力,避免受热面结焦,从燃烧调整、掺烧等方面进行深入研究分析,并制定防范措施。

关键字:掺烧;易结焦;受热面泄漏;防范措施

一、引言

目前我公司入炉煤灰熔点在锅炉初始设计值(1168℃)左右,锅炉进行低氮燃烧改造后,炉膛火焰中心又上移,炉膛出口温度升高,导致分隔屏、后屏容易结焦,而我公司现入炉煤灰熔点较设计值低,基本不满足连续带大负荷的能力,锅炉负荷率在75%以上连续运行24小时以上,锅炉就会出现明显结焦现象,影响机组安全、经济运行。

2019年我公司入炉煤灰熔点(下图)

二、对锅炉的影响

1.2019年6月以来,我厂机组负荷率较高,但是煤质灰熔点大部分低于设计值,机组长时间高负荷运行导致锅炉严重结焦。

长期高负荷出现的熔融状焦块

2.2019年6月19日09:19,检查发现2号锅炉#2角下水包保温漏水。与此同时,运行监盘发现2号炉主蒸汽温度、再热蒸汽温度快速上升,引风机电流增大,氧量增加,四管泄漏检测装置通道#1、#2、#3、#6、#9能量高报警。2019年6月19日18:00,#2机组打闸停机。检修人员打开6.8米斜坡段检修人孔,发现#2角斜坡段水冷壁泄漏。

鳍片开裂形貌(炉内拍摄) 鳍片开裂形貌(炉外拍摄)

分析:结合爆管的宏观形貌及周围管的变形方向,以及炉膛上方受热面存在结焦问题综合分析,造成此次水冷壁泄漏的主要原因为机组在运行过程中,炉膛上部受热面产生焦块并剥落,将下方斜坡段水冷壁鳍片砸裂,同时将与鳍片焊接的钢管,沿焊接熔合线撕裂,导致该处水冷壁管泄漏,机组非计划停机。

三、分析对锅炉结焦的影响因素

1.煤粉细度对锅炉结焦的影响

将#1炉A磨分离器由45%调整至40%,B、C、D、E、F磨动态分离器转速由70rpm调整至80rpm。(75%能够保证65吨/时出力,80%大煤量低一次风压容易堵煤),#2炉煤粉细度”在机组检修期间,进入磨煤机本体内对照位置,调整开度:#2炉A-D磨煤机静态分离器挡板正常由45%调整至40%开度;E、F磨煤机静态分离器挡板正常调整至由40%调整至35%开度。

试验结果:煤粉细度变细,但火焰中心下降不明显,排烟温度、减温水量较调整前变化不明显,煤粉细度的变化,对锅炉结焦有影响,但影响不大。

2.锅炉燃烧调整对锅炉结焦的影响

1)正塔燃烧。此结论符合我厂目前燃烧器及风门设计状

况,脱硝改造后,上层风门的消旋偏转角度减小,只有脱硝顶层SOFA风门消旋作用较大,角度程向下逐渐减小趋势,直到OFA风门角度减至0°,原有二次风门自AB层向上启旋逐渐减小,直到OFA减至0°,所以正塔燃烧出现燃烧偏转、火焰中心靠上等问题。

2)收腰燃烧。收腰燃烧即为中间小,上下大的调整方法。

脱硝改造后,根据相关技术指导给出的调整建议是,随着负荷的增长逐渐开大SOFA风门,FF、OFA等上层二次风门随炉膛差压的降低而开度很小或不开,甚至有时为了降低NOX值,直接开启最上层SOFA风门。这种为了降低NOX值的极端调整法,整体看来其实就属于收腰燃烧调整。

3)倒塔燃烧。低负荷时,由于炉膛差压较低,在保证炉膛

足量托底风的前提下,为提高燃烧效率,维持炉膛温度,且脱硝效率不低时,锅炉二次风门整体开度较小,主燃烧器上层风门及SOFA风门几乎不能开启,所以低负荷时难以实现倒塔配风。随着负荷的增涨(500MW以上),在E、F制粉系统投入运行后,可以实现倒塔配风调整。

4)正塔燃烧、收腰燃烧和倒塔燃烧三种风门调整方法对防止

锅炉结焦不明显,不同的煤质,不同的上煤方式、工况影响也不同,不能固定某一种配风方式。

3.煤质对锅炉结焦的影响

 为了找出锅炉低氮改造后适合的煤质,发电运行部分析统计了2013年~2019年机组负荷率大于80%且锅炉不结焦月份的煤质是2015年七月份、2015年八月份的煤质。

2013-2019锅炉连续高负荷不结焦时的煤质(下图)

 2015年七月份、2015年八月份的煤质的灰熔点1300℃左右,锅炉设计灰熔点1168℃,入炉煤灰熔点较设计值高较多,锅炉能连续带大负荷且结焦。

4.通过对煤粉细度的调整、风门的调整、煤质灰熔点等分析,煤粉细度的调整、风门的调整对锅炉结焦的有影响,但影响不明显,煤质的灰熔点对锅炉的结焦起主要作用。

四、防止锅炉结焦措施

1.入炉煤掺配掺烧

 为了防止高负荷锅炉结焦,需要提高入炉煤灰熔点,我厂入炉煤灰熔点低于设计值,入炉煤要进行高灰熔点煤质的掺烧,通过调研我厂周边市场,地煤的灰熔点1500℃以上,远远高于设计值,现我厂通过掺烧地煤提高入炉煤灰熔点,避免机组连续高负荷运行锅炉结焦。

2.煤粉细度管理

1)发电部设专职人员进行煤粉取样。

2)取样人员每天对运行机组一台磨煤机四个煤粉管取样。

3)要求:严格执行发电部煤粉取样规定,保证煤粉取样和化验的准确性,控制煤粉细度在15-20%。

4)锅炉专工实时跟踪分析煤粉细度化验结果,根据化验

结果进行异常分析并给出指导性调整措施。

3.运行调整

1)风门调整根据不同负荷正塔燃烧、收腰燃烧和倒塔燃烧配

风。

2)OFA燃尽风保持在水平位,不允许上扬和下摆。

3)SOFA风任何负荷都不允许上摆,低负荷至于水平位,高

负荷时可适当的下摆,但下摆幅度不能超过35%。

4)SOFA风开启必须遵循先开低位SOFA风,再开高位

5)SOFA风的指导原则。正常情况下以低位SOFA风为NOx控

制的主调手段。

6)燃烧器大摆角高负荷时可下摆至35%, 低负荷时上扬

不能超过15°。

7)机组负荷需要5台以上磨煤机运行时,给煤量应采取A

磨以上逐渐减少的方式,也就是说上层磨煤机的给煤量要少,呈正塔型控制各磨煤机的煤量。

4.分隔屏过热器底部测温

1)每个测温点测温时间不少于30S;

2)取最高温度记录;

3)测温枪距看火孔半米内,前墙测温时测温枪保持向下倾斜

15-30°角度测量;两侧看火孔及烟温探针处测温时,测温枪保持水平位。

4)机组负荷在75%(BMCR)及以上时,每班必须测温一次。

5)根据屏底的温度,及时进行燃煤的掺配和燃烧调整,如结

焦严重锅炉甩焦处理。

5.锅炉吹灰方式调整

1)在机组负荷大于75%以上时,每班对301~304吹灰器

投运一次,305~308吹灰器投运一次,309~310投运一次。 311~320长吹每天下午班和后夜班各投运一次。

2)低负荷时305~308、313~316吹灰器每班投运1次,

其它长吹按吹灰规定进行投运。

3)炉膛短吹在机组负荷大于75%以上时,3~5层炉吹每班

吹扫2次,第2层短吹每班进行一次。第1层短吹执行每周2次。 机组低负荷时,2~5层炉吹每班吹灰1次。

五、结论

经过对锅炉结焦方面的分析总结,通过高灰熔点地煤的掺烧、燃烧精细调整、现场跟踪监督管理等手段、配合烟温数据测量为参照,锅炉减温水量大幅减少,锅炉结焦有效控制,具备了连续带高峰负荷能力,保证了机组的安全经济运行。

论文作者:林峰

论文发表刊物:《中国电业》2019年第19期

论文发表时间:2020/1/14

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