摘要：锅炉由于各种原因，运行中受热面经常出现结焦、超温、爆管、经济性达不到设计要求、可靠性低等问题降低机组安全运行。本文以习水二郎电厂锅炉B&WB-2090/25.4-M型“W火焰”超临界直流锅炉，阐述由于锅炉结焦原因导致锅炉安全运行的问题。主要从锅炉结构、煤质、运行调整等方面分析解决“W火焰”锅炉结焦方法和思路。
关键词：锅炉结焦控制主机规程
1习水二郎电厂锅炉概况及布置特点
习水二郎电厂1 号、2 号锅炉自投产以来 ,一直存在结焦严重问题。甚至发生垮焦熄火砸坏水冷管壁等事故。 因此有必要进行煤与锅炉的相关性分析 ,找出结焦原因,提出改进措施。习水二郎电厂锅炉采用了北京巴布科克威尔克斯有限公司生产的燃煤锅炉，同步上脱硫、脱硝装置，锅炉出口NOx排放浓度≤700 mg/Nm3（脱硝装置前）。锅炉为超临界参数、垂直管圈水冷壁、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、单炉膛露天岛式布置的“W”火焰燃烧变压直流锅炉。锅炉型号：B&W B-2090/25.4-M。燃烧设备采用双拱绝热炉膛、浓缩型EI-XCL低NOx双调风旋流燃烧器及OFA 喷口，燃烧器平行对称布置于炉膛下部的炉拱上，前、后各12只，共24只；在燃烧器的下部，与燃烧器相对应，前后墙各布置12个乏气喷口，共24只。上部水冷壁和下部水冷壁均采用膜式全焊接结构，由钢管和扁钢制成。管子材料为 SA213T12。下部炉膛水冷壁采用多头内螺纹管(OMLR)，避免了传热恶化的发生。布置于上炉膛的屏式过热器采用膜式管屏末端技术，使管屏平整防止结焦、挂渣。省煤器为H型鳍片管省煤，传热效率高，受热面管组布置紧凑，烟气侧和工质侧流动阻力小，耐磨损，防堵灰，部件的使用寿命长。
2锅炉煤质分析
习水二郎电厂设计煤质的含硫量为2.83%，校核煤质的含硫量高达3.8%。锅炉应具有良好的煤质变化适应能力，当锅炉实际燃用煤质偏离本技术规范书中给定的设计和校核煤质，差值在下表范围内时，锅炉应能在BMCR负荷下安全稳定运行，并达到额定参数。结焦的根本原因是熔化状态下的灰沉积在受热面上。可见，灰的熔点是结焦的关键。煤灰对于高温受热面沾污结焦的倾向,可用灰熔点温度及灰的主要成分来判断煤灰的结渣指标。
注：除Qnet.ar为相对偏差外，其余均为绝对偏差。
习水二郎电厂煤特性分析表
3锅炉结焦的原因及运行调整措施
3.1设计方面
锅炉燃烧系统设计不够完善，采用W型燃烧器虽使着火稳定性提高。某台磨工作失常，该区域燃烧器着火稳定性变差。煤质变化大时，锅炉易出现结渣，结渣部位多在喷燃器附近区域、炉膛出口屏式过热器区域和炉膛下部排渣口上部等区域。直流燃烧器一、二次风配风不合理，易使局部热负荷不均造成结焦，严重时炉膛掉焦灭火，影响机组安全。设计煤种和实际燃烧的煤种偏差大。炉内局部出现还原性气体ch4、co、h2等气体，同时局部烟气的氧含量较低时，使灰的熔点温度降低时，结焦的概率增加。炉膛燃烧区域热负荷不平均，燃料量在某个区域偏高，局部温度高，未完全燃烧的煤粉颗粒粘结在水冷壁的卫燃带上面，积聚造成结焦。
3.2运行调整方面
如何控制锅炉结焦，防止锅炉大面积结焦导致垮焦熄火。从以下几个方面进行调整控制。
3.2.1 燃烧调整。正常运行中，主要通过两个方面控制结焦。一是控制燃烧流程，提高下炉膛火焰充满度，使炉膛温度场均匀，实现真正的“W”型燃烧，减少局部高温防止流焦、结焦；二是当原烟气SO2浓度超过9500mg/Nm3时，通过增加下炉膛供氧量，减少下炉膛还原性气氛，提高灰熔点的方法减少流焦、结焦。具体方法有降低磨煤机分离器频率、增大拱上燃烧器风箱调门开度、关小NOx调门开度、保持炉膛合适的氧量等。 控制不当时，不能实现真正的“W”型燃烧，火焰行程较短，火焰中心偏高，燃烧区域温度高。20/23m层观火孔有流焦现象，NOx浓度较高；反之，能实现真正的“W”型燃烧，炉膛温度场均匀，20/23m层观火孔无流焦现象，NOx浓度正常。合理控制燃烧流程，提高下炉膛火焰充满度，使炉膛温度场均匀，实现真正的“W”型燃烧，减少局部高温防止结焦，又要兼顾燃烧稳定性，防止燃烧不稳熄火。
3.2.2 氧量及风箱开度控制。正常运行中，负荷在600MW及以上时，维持“AB氧量均值”在2 %～3%之间；500～600MW负荷时，维持“AB氧量均值”在3 %～4%之间；400～500MW负荷时，维持“AB氧量均值”在4 %～5%之间；400MW以下运行时，维持“AB氧量均值”在4～5.5%之间。燃烧稳定、NOx排放控制不超标的情况下，尽量控制在上限。正常运行中，为防止火焰偏斜，前墙拱上燃烧器风箱比后墙拱上燃烧器风箱总调门高10%；前墙分级风箱总调门100%全开，后墙分级风总调门开至80%；除D1、D4、C2、C3燃烧器100%全开外，其余运行燃烧器套筒风门开度根据负荷调整（60-100%），没有运行的燃烧器开至30%（高负荷可开大）。同时提高磨煤机分离器频率或者增启第六台磨煤机让火焰行程缩短，提高燃烧区域温度，同时减少锅炉总风量、开大NOx调门开度、关小拱上燃烧器风箱调门开度、关小靠近侧墙和翼墙燃烧器套筒风分门开度来降低侧墙和翼墙附近区域氧量，创造还原性气氛降低灰熔点来融化侧墙和翼墙区域的焦，达到减少侧墙和翼墙结焦的目的。加强结焦情况监视，定期对流焦情况对比。发现结焦速度加快已调整无效时可以申请降负荷控制结焦，保证锅炉安全稳定运行。增加配风的均匀性，防止局部热负荷过高和产生局部还原性气氛，调整风粉分配的均匀性，防止一次风气流直接冲刷壁面。
3.2.3 加强吹灰。为防止受热面积灰、垮灰时造成燃烧波动。每天对锅炉本体全面吹灰一次。吹灰保证吹灰压力和吹灰温度，避免因吹灰压力和温度原因导致吹灰效果差，从而引起锅炉结焦加剧。吹灰效果还直接影响锅炉燃烧经济性。
3.2.4 加强入厂、入炉煤质控制。目前，入厂煤质比较杂。由于煤炭价格上涨，控制成本不得不采购一些高硫煤和低热质煤。二郎电厂来煤情况不稳定，汽车煤热值不均匀。需要联系输煤专业提前配煤，参配合格煤种。由于煤种参配不合理，会导致锅炉出现结焦加剧现象，影响锅炉安全稳定运行。所以必须控制入炉、入厂煤质硫份、热值、灰份。
4结束语
习水二郎电厂#1、#2机组目前控制结焦效果情况来看，“W”型直流锅炉运行中可以从运行调整中发现结焦的规律，解决锅炉结焦这个大问题。如何处理好锅炉结焦问题则需要大家共同参与和不懈努力，超临界“W”型直流锅炉的安全性将会得到改善和提高。
参考文献
[1] 范从振,锅炉设备原理 第二版[M].北京:中国电力出版社,1986
[2] 习水二郎电厂主机规程 2016年
论文作者:刘尚武
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：结焦论文; 锅炉论文; 炉膛论文; 习水论文; 煤质论文; 调门论文; 燃烧器论文; 《电力设备》2019年第6期论文;