#3爐結渣原因分析論文

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摘要：簡要介紹了#3爐結渣原因分析及調試。

關鍵詞：#3爐；結渣；原因

1概述

北安熱電有限公司續建#3爐為HG-220/9.8-YM10高溫高壓自然循環固態排渣煤粉爐。配50WM汽輪發電機組，該爐設計燃用混合煙煤。機組于2005年4月投產后，由于爐內結渣嚴重機組不得不降負荷運行，一般不超過160t/h，爐內結渣對機組的安全經濟運行造成嚴重威脅。對此，通過試驗和分析，確定了綜合治理方案。方案實施后，效果顯著，實現了機組滿負荷運行基本不結渣的改造目標。

2設備介紹

#3爐的燃燒器采用濃淡式煤粉燃燒器，正四角切向布置，假想切園為Ф800mm，分為兩層，采用鋼球磨中間儲倉，干燥劑送粉系統，除渣設備采用刮板撈渣機。

3結渣原因分析

3.1煤質影響

由于結渣主要是煤礦物質，則在加熱過程中易形成低熔點的共熔體。為判斷不同煤種在燃燒時的結渣性能，目前運行中普遍使用的是測定飛灰的熔融特性。易結渣煤種的灰分含量越高，對鍋爐運行越不利，就越容易結渣。#3爐正式移交生產后，燃用煤質變化很大（調試期間，同一天采集的兩個煤樣的發熱量一個為10680kj/kg，另一個為19160kj/kg）,灰熔點低（采樣分析ST=1180度），經常因爐膛結渣，限制鍋爐負荷。鍋爐僅帶160t/h負荷。

結渣的規律一般是從爐膛2、4號角的水冷壁上開始，并很快發展到整個爐膛，其結果是過熱器減溫水門全開，汽溫仍然控制不住，最后被迫降負荷。

3.2運行因素的影響

3.2.1各一次風噴口速度不一，差別最高約38m/s，最低約21m/s。二次風因風門實際開度與控制室內表盤指示不一致，二次風速差別較大，個別的二次風口擋板甚至全關。造成爐膛內氣流動力場紊亂，一次風粉刷墻，使水泠壁結渣。

3.2.2煤粉粗。煤粉取樣篩分的結果為1號粉倉的煤粉細度為R90=36%，2號粉倉為R90=41%。設計值R90=20%~25%通過對爐膛內的燃燒狀態觀察分析，發現一次風從噴口噴出后，被爐膛內旋轉氣流甩到冷壁上，因煤粉粗，煤粉顆粒粘在水壁上繼續燃燒，即在水冷壁上結渣生根，并形成惡性循環，逐漸發展大面積結渣。

3.2.3一次風速高，一次風速平均在34m/s~36m/s。一次風設計值為30m/s。在球磨機運行時，磨煤機通風量增大，煤粉變粗。同時，爐內旋轉氣流量加大，由于離心力的作用，煤粉粗顆粒更加容易甩到水冷壁上。

3.2.4各一次風噴口間粉量不均。一方面，給粉機實際轉數與控制室表盤指示不一致；另一方面，給粉機實際轉數相同時，由于落粉管在煤粉倉的位置差別，粉量也不一樣，撈渣機渣量經常差別很大。

3.2.5爐內實際切圓較大，造成含粉氣流貼壁結渣。該爐的假想切圓直徑為d800mm雖然在燃燒器設計時,采取了將燃燒器分組,改善燃燒器兩側補氣條件等技術措施,但相對于易結渣性煤,假想切圓直徑還是偏大,實際切圓直徑達d2650mm,試驗也表明一次風處氣流存在貼邊象，這種氣流貼邊極易造成爐內結渣。

3.3其它因素影響

3.3.1容積熱負荷、截面熱負荷的影響。爐膛容積熱負荷是衡量煤粉在爐內停留時間的尺度，也表征了整個爐膛的燃燒和吸熱強度。如其數值過高，則意味著爐膛出口煙溫趨高，爐膛及其出口部位易結渣，燃盡度也可能較差。爐膛截面熱負荷作為燃燒器區水冷壁熱負荷的指標，如數值偏高則意味著燃燒器中心區溫度水平會較高。下爐膛結渣可能性增加，但燃燒穩定性會較好。

3.3.2吹灰。防止水冷壁結渣和積灰最常用的方法是吹灰。經驗表明，對于結渣性嚴重的煤種，吹灰器經常投用（每天3~6次）是防止大容量鍋爐惡性結渣、提高機組可用率及經濟性的有效措施。

3.3.3燃燒中心的調整。通過燃燒調整使燃燒中心適中，防止火焰中心偏斜或貼邊。

總之，切向燃燒煤粉爐的結渣問題，除與燃用煤質有關外，還與切圓直徑大小、燃燒器型式與布置以及運行方式等因素密切相關。只有通過綜合治理，才能有效地減輕或防止結渣。

調試及結果

4.1配煤。將結渣傾向嚴重的煤種混以不易結渣的煤種，達到減輕爐內結渣的目的。

4.2調整各參數接近設計值

4.2.1各一次風管風速調平，并維持噴口內的一次風速在31m/s左右，用排粉機出口各一次風的調整門調整各一次風管道的阻力，并甩靠背管測量了各一次風管內的風速。經過反復調整，一次風門在噴口的速度為31m/s左右。同時，對各一次風門開度的實際位置與控制室內的指示進行了校對和糾正。

4.2.2將各二次風口門全開，保證各角二次風速調平。

4.2.3對給粉機實際轉數與表盤指示進行了校對和糾正。采取上述措施的同時，針對在160t/h負荷時，爐膛出口氧量過高（一般在7%~8%，送風機擋板開度在70%--80%，引風機擋板開度在90%左右），過熱器管壁個別測點超溫的情況，將爐膛出口氧量降低到4.0%~5.0%。

4.3降低煤粉細度

4.3.1降低煤粉細度采取了如下措施：將兩臺粗粉分離器檔板關小，由原45度關至10度~15度；對2號粗粉分離器擋板開度過大、過小、反向的，進行內部均勻整理，清除其內部的草袋等遮蓋風粉流通面積的雜物；修復2號粗粉分離器回粉管上的第一道鎖氣器；對2號粗粉分離器回粉管上的第二道鎖氣器的配重進行了調整；降低一次風速。將一次風速進一步降低到31m/s左右。磨煤機運行時，要保持一定的煤量。避免在運行人員交接班時，為了積高粉位，大量加煤。采取上述措施后，1號粉倉的煤粉細度為R90=28%，2號粉倉為R90=25%?；窘咏O計值的上限R90=20%~25%。針對結渣時常在一次噴口標高開始的情況，將二層煤粉量相對減小20%，一層相對加大20%。爐膛溫度實際測量結果表明，燃燒器區域負荷拉開了，對緩解結渣起到了一定的作用。

4.3.2減小爐底渣量大側噴口的給粉量。根據一次風噴口煤粉流濃度和爐底渣量大小觀察情況，減小爐底渣量大側的噴口的給粉量。使爐內四角粉量均勻，一定程度緩解了結渣；爐底兩側渣量差別也減小。

此外，還進一步降低了二次風量。將爐膛出口氧量降低到4.0%~5.0%。

經過幾次鍋爐帶180t/h負荷實績考核，基本可以帶180t/h正常運行。過熱器減溫水在3t/h~4t/h。

在機組帶180t/h負荷之后，進行了帶200t/h負荷近8h的試驗。期間，從給粉機轉數的變化看，煤質變化三次。平均轉數在300r/min-550r/min變化，三個煤種，爐內燃燒，鍋爐參數，爐底排渣等均正常。

5結論

a.鍋爐結渣限制負荷的原因是各一，二次風粉四角不平，爐膛內氣流動力場紊亂，一次風粉刷墻；煤粉粗；一次風口間熱負荷高；一次風速高；各層一次風噴口間粉量不均等。其中煤粉粗是主要原因。b.通過對風粉的調整，目前鍋爐可帶180t/h負荷正常運行?；緷M足了東北電網對火電機組的調峰要求。c.從鍋爐的設計特點看,煤粉細度在設計值范圍內，爐內動力場正常；保證爐膛吹灰器正常投入率；除渣系統增容改造等條件下，通過進一步調整，帶220t/h負荷是有希望的。

參考文獻

[1]袁穎等.大型鍋爐爐膛結渣的預防[J].中國電力，1994.

[2]鍋爐運行規程.北安熱電有限公司，2006.