
安全工程師知識點(diǎn):鍋爐結焦主要原因分析
影響鍋爐結渣的因素主要有3個(gè)方面:煤灰成分與組成、爐膛環(huán)境溫度和爐內空氣動(dòng)力場(chǎng)。煤灰成分與組成是產(chǎn)生結焦的根源,爐膛環(huán)境溫度是影響結渣的首要外部因素,爐內空氣動(dòng)力場(chǎng)組織的好壞,則對鍋爐結渣具有重要作用。經(jīng)分析認為3#爐結焦、掉焦的主要原因有以下幾個(gè)方面:
?。?)中層燃燒器標高以上的兩側墻局部區域存在煤粉火焰刷墻的情況,造成局部區域高溫,形成一定的結焦氣氛(還原性氣氛CO),導致鍋爐局部區域結焦。該廠(chǎng)3#、4#爐為同型號鍋爐,燃用同樣的煤種,分析燃用煤的灰熔點(diǎn)均大于1500℃。3#爐的結焦情況很明顯,而4#爐結焦情況較稍微,由此判定3#爐煤粉可能存在刷墻情況。檢修中發(fā)現,3#爐大部分燃燒器一次風(fēng)噴口內的均流錐嚴重磨損并脫落,導致一次風(fēng)噴口處的煤粉分布很不均勻;另外由于部分燃燒器噴口燒損變形,使一次風(fēng)噴口角度產(chǎn)生一定程度的偏斜,造成一次風(fēng)煤粉火焰刷墻并結焦。
負荷的變化是導致3#爐掉較大焦塊的直接原因。在機組高負荷下,由于爐膛溫度較高,為刷墻的煤粉結焦創(chuàng )造了有利條件,結焦的面積和厚度都較大,當機組降到180MW左右的低負荷以后,隨著(zhù)爐膛溫度的降低和鍋爐運行參數的降低,積聚在水冷壁表面的灰渣由于溫度下降導致其由高負荷下的熔融狀態(tài)向固態(tài)化方向轉變,并且對水冷壁的附著(zhù)力也大大下降,從而在某種特定情況下發(fā)生掉焦。鍋爐的大焦塊掉在撈渣機后,瞬間產(chǎn)生大量的水蒸氣,破壞撈渣機的水封,同時(shí)使爐底漏入大量冷風(fēng),造成燃燒器區域(尤其是下排燃燒器區域)煤粉火焰著(zhù)火狀況的嚴重惡化,使爐膛負壓產(chǎn)生劇烈波動(dòng)(超限)而引起鍋爐滅火。
?。?)爐內空氣動(dòng)力工況組織比較混亂
檢查發(fā)現鍋爐掉焦滅火頻繁時(shí),燃燒器的內、外二次風(fēng)調風(fēng)擋板開(kāi)度位置比較混亂并且開(kāi)度普遍偏大,大部分沒(méi)有在冷態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)推薦的開(kāi)度值四周,造成雙調風(fēng)燃燒器的旋流強度偏小,其卷吸高溫煙氣的能力減弱,燃燒器的自穩燃性能下降,從而導致一次風(fēng)煤粉火焰燃燒推遲,增大了煤粉刷墻結焦的可能性,同時(shí)鍋爐抗外界擾動(dòng)(如掉焦)的能力也大幅度下降。而將燃燒器內、外二次風(fēng)調風(fēng)擋板開(kāi)度恢復到推薦值四周時(shí),鍋爐掉焦滅火現象則明顯減少。
?。?)爐膛下部漏風(fēng)大,使下排燃燒器的燃燒穩定性下降,著(zhù)火推遲,造成爐膛火焰中心升高,而下排燃燒器延遲著(zhù)火的煤粉在中、上排燃燒器區域充分燃燒,使該部位爐膛溫度較高,促使中、上排燃燒器著(zhù)火提前,該區域的爐膛溫度進(jìn)一步提高,從而增大了在中、上排燃燒器區域間的結焦幾率。3#、4#爐燃燒器區域爐膛溫度的對比測試結果也證實(shí)了3#爐確實(shí)存在局部高溫區,從測量結果來(lái)看,3#爐下排燃燒器及冷灰斗區域的平均溫度比4#爐低20℃;中排燃燒器區域的平均溫度比4#爐高20℃;上排燃燒器區域的平均溫度比4#爐高40℃。另外爐膛下部漏風(fēng)較大,也使3#爐抗外界干擾的能力減弱,在檢查爐底水封時(shí)發(fā)現,水封槽內積滿(mǎn)了灰,只有很少量的水,因此水封效果大打折扣,必然存在較大的爐底漏風(fēng)。
