#3炉结渣原因分析及调试论文
摘 要：简要介绍了#3炉结渣原因分析及调试。
关键词：#3炉；结渣；原因
1 概述
北安热电有限公司续建#3炉为HG-220/9.8-YM10高温高压自然循环固态排渣煤粉炉。配50WM汽轮发电机组，该炉设计燃用混合烟煤。机组于2005年4月投产后，由于炉内结渣严重机组不得不降负荷运行，一般不超过160t/h，炉内结渣对机组的安全经济运行造成严重威胁。对此，通过试验和分析，确定了综合治理方案。方案实施后，效果显著，实现了机组满负荷运行基本不结渣的改造目标。
2 设备介绍
#3炉的燃烧器采用浓淡式煤粉燃烧器，正四角切向布置，假想切园为Ф800mm，分为两层，采用钢球磨中间储仓，干燥剂送粉系统，除渣设备采用刮板捞渣机。
3 结渣原因分析
3.1煤质影响
由于结渣主要是煤矿物质，则在加热过程中易形成低熔点的共熔体。为判断不同煤种在燃烧时的结渣性能，目前运行中普遍使用的是测定飞灰的熔融特性。易结渣煤种的灰分含量越高，对锅炉运行越不利，就越容易结渣。#3炉正式移交生产后，燃用煤质变化很大（调试期间，同一天采集的两个煤样的发热量一个为10680kj/kg，另一个为19160kj/kg）,灰熔点低（采样分析ST=1180度），经常因炉膛结渣，限制锅炉负荷。锅炉仅带160t/h负荷。
结渣的规律一般是从炉膛2、4号角的水冷壁上开始，并很快发展到整个炉膛，其结果是过热器减温水门全开，汽温仍然控制不住，最后被迫降负荷。
3.2运行因素的影响
3.2.1各一次风喷口速度不一，差别最高约38m/s，最低约21m/s。二次风因风门实际开度与控制室内表盘指示不一致，二次风速差别较大，个别的二次风口挡板甚至全关。造成炉膛内气流动力场紊乱，一次风粉刷墙，使水泠壁结渣。
3.2.2煤粉粗。煤粉取样筛分的结果为1号粉仓的煤粉细度为R90=36%，2号粉仓为R90=41%。设计值R90=20%~25%通过对炉膛内的燃烧状态观察分析，发现一次风从喷口喷出后，被炉膛内旋转气流甩到冷壁上，因煤粉粗，煤粉颗粒粘在水壁上继续燃烧，即在水冷壁上结渣生根，并形成恶性循环，逐渐发展大面积结渣。
3.2.3一次风速高，一次风速平均在34m/s~36m/s。一次风设计值为30m/s。在球磨机运行时，磨煤机通风量增大，煤粉变粗。同时，炉内旋转气流量加大，由于离心力的作用，煤粉粗颗粒更加容易甩到水冷壁上。
3.2.4各一次风喷口间粉量不均。一方面，给粉机实际转数与控制室表盘指示不一致；另一方面，给粉机实际转数相同时，由于落粉管在煤粉仓的位置差别，粉量也不一样，捞渣机渣量经常差别很大。
3.2.5炉内实际切圆较大，造成含粉气流贴壁结渣。该炉的假想切圆直径为d800mm虽然在燃烧器设计时,采取了将燃烧器分组,改善燃烧器两侧补气条件等技术措施,但相对于易结渣性煤,假想切圆直径还是偏大,实际切圆直径达d2650mm,试验也表明一次风处气流存在贴边象，这种气流贴边极易造成炉内结渣。
3.3其它因素影响
3.3.1容积热负荷、截面热负荷的影响。炉膛容积热负荷是衡量煤粉在炉内停留时间的尺度，也表征了整个炉膛的燃烧和吸热强度。如其数值过高，则意味着炉膛出口烟温趋高，炉膛及其出口部位易结渣，燃尽度也可能较差。炉膛截面热负荷作为燃烧器区水冷壁热负荷的指标，如数值偏高则意味着燃烧器中心区温度水平会较高。下炉膛结渣可能性增加，但燃烧稳定性会较好。
3.3.2吹灰。防止水冷壁结渣和积灰最常用的方法是吹灰。经验表明，对于结渣性严重的`煤种，吹灰器经常投用（每天3~6次）是防止大容量锅炉恶性结渣、提高机组可用率及经济性的有效措施。
3.3.3燃烧中心的调整。通过燃烧调整使燃烧中心适中，防止火焰中心偏斜或贴边。
总之，切向燃烧煤粉炉的结渣问题，除与燃用煤质有关外，还与切圆直径大小、燃烧器型式与布置以及运行方式等因素密切相关。只有通过综合治理，才能有效地减轻或防止结渣。
4 调试及结果
4.1配煤。将结渣倾向严重的煤种混以不易结渣的煤种，达到减轻炉内结渣的目的。
4.2调整各参数接近设计值
4.2.1各一次风管风速调平，并维持喷口内的一次风速在31m/s左右，用排粉机出口各一次风的调整门调整各一次风管道的阻力，并甩靠背管测量了各一次风管内的风速。经过反复调整，一次风门在喷口的速度为31m/s左右。同时，对各一次风门开度的实际位置与控制室内的指示进行了校对和纠正。
4.2.2将各二次风口门全开，保证各角二次风速调平。
4.2.3对给粉机实际转数与表盘指示进行了校对和纠正。采取上述措施的同时，针对在160t/h负荷时，炉膛出口氧量过高（一般在7%~8%，送风机挡板开度在70%--80%，引风机挡板开度在90%左右），过热器管壁个别测点超温的情况，将炉膛出口氧量降低到4.0%~5.0%。
4.3降低煤粉细度
4.3.1降低煤粉细度采取了如下措施：将两台粗粉分离器档板关小，由原45度关至10度~15度；对2号粗粉分离器挡板开度过大、过小、反向的，进行内部均匀整理，清除其内部的草袋等遮盖风粉流通面积的杂物；修复2号粗粉分离器回粉管上的第一道锁气器；对2号粗粉分离器回粉管上的第二道锁气器的配重进行了调整；降低一次风速。将一次风速进一步降低到31m/s左右。磨煤机运行时，要保持一定的煤量。避免在运行人员交接班时，为了积高粉位，大量加煤。采取上述措施后，1号粉仓的煤粉细度为R90=28%，2号粉仓为R90=25%。基本接近设计值的上限R90=20%~25%。针对结渣时常在一次喷口标高开始的情况，将二层煤粉量相对减小20%，一层相对加大20%。炉膛温度实际测量结果表明，燃烧器区域负荷拉开了，对缓解结渣起到了一定的作用。
4.3.2减小炉底渣量大侧喷口的给粉量。根据一次风喷口煤粉流浓度和炉底渣量大小观察情况，减小炉底渣量大侧的喷口的给粉量。使炉内四角粉量均匀，一定程度缓解了结渣；炉底两侧渣量差别也减小。
此外，还进一步降低了二次风量。将炉膛出口氧量降低到4.0%~5.0%。
经过几次锅炉带180t/h负荷实绩考核，基本可以带180t/h正常运行。过热器减温水在3t/h~4t/h。
在机组带180t/h负荷之后，进行了带200t/h负荷近8h的试验。期间，从给粉机转数的变化看，煤质变化三次。平均转数在300r/min-550r/min变化，三个煤种，炉内燃烧，锅炉参数，炉底排渣等均正常。
5 结论
a.锅炉结渣限制负荷的原因是各一，二次风粉四角不平，炉膛内气流动力场紊乱，一次风粉刷墙；煤粉粗；一次风口间热负荷高；一次风速高；各层一次风喷口间粉量不均等。其中煤粉粗是主要原因。b.通过对风粉的调整，目前锅炉可带180t/h负荷正常运行。基本满足了东北电网对火电机组的调峰要求。c.从锅炉的设计特点看,煤粉细度在设计值范围内，炉内动力场正常；保证炉膛吹灰器正常投入率；除渣系统增容改造等条件下，通过进一步调整，带220t/h负荷是有希望的。
参考文献
[1]袁颖等.大型锅炉炉膛结渣的预防[J].中国电力，1994.
[2]锅炉运行规程.北安热电有限公司，2006.
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