哈锅百万双切圆锅炉防止结焦技术探讨.docx
- 文档编号:17448124
- 上传时间:2023-07-25
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:29.25KB
哈锅百万双切圆锅炉防止结焦技术探讨.docx
《哈锅百万双切圆锅炉防止结焦技术探讨.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《哈锅百万双切圆锅炉防止结焦技术探讨.docx(9页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
哈锅百万双切圆锅炉防止结焦技术探讨
哈锅百万双切圆锅炉防止结焦技术探讨
国电浙能宁东发电有限公司2×1000MW机组工程采用哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产HG-3239/29.3-YM5锅炉,设计煤种软化温度(ST)为1240℃,锅炉在BMCR工况下屏底设计温度为1323℃。
锅炉高负荷运行期间屏底烟温高于设计煤种软化温度,极易造成屏过、高过受热面结焦。
受热面结焦为引发锅炉超温、爆管重要诱因,为防止锅炉受热面大面积结焦进而引发超温爆管,实现机组长周期安全稳定运行,在锅炉结焦方面进行技术探讨。
一、锅炉结焦的危害
1.锅炉效率降低。
受热面结焦后,会使传热热阻增加,传热减弱,工质吸收热量减少,锅炉排烟温度升高,排烟热损失增加,锅炉效率下降。
2.主再热气温受限。
锅炉受热面结渣后,炉膛出口烟温升高,导致过再热器金属壁温升高,加之结渣造成的热偏差,易引起过热器超温损坏。
这时为了防止金属壁温超温,只能降低主再热汽温参数维持运行。
3.炉膛上部结的焦块掉落时可能会砸坏冷灰斗的冷壁管。
4.锅炉大块结焦后,在吹灰或降负荷期间,焦块大面积脱落,会造成炉底渣斗满渣,容易造成干渣机、碎渣机故障无法排渣。
进而影响机组负荷。
5.锅炉大面积焦块脱落,容易引起燃烧不稳、炉膛压力波动甚至造成锅炉火检丧失而MFT。
二、锅炉结焦的原因
1.煤质特性
在影响结焦的因素中,煤质特性起主要的作用。
飞灰的成分决定着其熔点,灰熔点低,容易结焦;灰熔点高,就不容易结焦。
我厂设计煤种参数如下:
名称
符号
单位
设计煤种
校核煤种
灰变形温度
DT
℃
1230
1380
灰软化温度
ST
℃
1240
1390
灰半球温度
HT
℃
1250
1400
灰流动温度
FT
℃
1260
1410
我厂设计煤种、校核煤种均属于结焦中等的烟煤。
2.炉膛内温度
炉膛内温度越高,飞灰就越容易达到软化状态或熔融状态,产生结焦的可能性就越大。
我厂设计烟温如下:
名称
单位
设计煤种
校核煤BMCR
BMCR
BRL
THA
75THA
50THA
40THA
炉膛出口
℃
996
990
989
910
821
780
997
屏底烟温
℃
1323
1320
1320
1230
1123
1065
1329
分隔屏过热器出口
℃
1117
1111
1111
1024
923
876
1120
末级过热器出口
℃
996
990
989
910
821
780
997
末级再热器出口
℃
863
859
857
795
726
695
864
屏底烟温已经超过设计煤种灰软化温度,存在结焦的风险。
3.风煤配比
灰的软化温度在氧化性气氛下要比还原性气氛下高一XX至二XX左右,所以锅炉缺氧燃烧时容易造成结焦。
运行中操作不当,燃烧调整不合理,一、二次风混合不好,氧量表计不准确等都可能造成氧气供应不足,使炉膛内部局部处于还原性气氛,使灰中熔点较高的氧化铁还原成氧化亚铁,氧化亚铁易与其他氧化物,如氧化钙或氧化镁生成低熔点的共晶体,使灰粒熔点大大降低。
在燃烧挥发份大的煤质时,需要消耗大量的氧气,如果二次风混入较晚,使燃烧缺氧,生成还原气氛,容易产生结焦。
4.锅炉本身设计特性
炉膛容积热负荷、炉膛断面热负荷、燃烧器区域热负荷、炉膛几何尺寸对锅炉结焦有直接关系。
炉膛容积热负荷设计值的选取不但影响煤的燃尽,更重要的是影响炉膛出口温度和炉膛温度,特别对于灰熔点低的煤种,选取较大的炉膛容积和截面积是必然的,否则炉膛上部及炉膛受热面容易结焦。
5.空气动力场特性
由于火咀安装角度不正及配风的不合理,导致炉内空气动力工况不良而造成燃烧切圆过大火燃烧中心偏离,使高温烟气冲刷水冷壁面,熔渣在未凝固前接触壁面而结焦。
切向燃烧必然造成气流的偏离,气流在适当程度上的偏离是组织切向燃烧所需要的,气流旋转直径增大,使上邻角过来的火焰更靠近射流根部,对着火有利,对混合也有利。
实际切圆直径总是大于假想切圆直径,切圆直径越大,一次风射流受上游邻角横扫过来的惯性力发生偏转越大,越容易发生贴边结焦。
6.煤粉浓度与细度
浓度高的煤粉,增加燃烧器出口处热负荷,如果靠近炉墙,就会在炉墙附近形成还原性气氛,易引起在炉墙上结焦;粗煤粒从燃烧器出来后,容易脱离主流,导致燃烧的粉粒和灰粒撞击水冷壁管,形成结焦。
煤粉细度对燃烧有很大影响,煤粉细,使着火点提前,易在喷口处结焦;煤粉粗,着火推迟,火焰中心上移,炉膛出口温度提高,易在炉膛出口处结焦。
三、哈锅在本项目防止锅炉结焦的设计
1.选取合适的炉膛热力参数
炉膛热力参数是表征炉膛内燃料燃烧后放热强烈程度的参数,选取合适的炉膛容积热负荷为70.89KW/M3,炉膛断面热负荷为4.33MW/M2,燃烧器区域壁面热负荷为1.487MW/M2,是保证炉内不结渣的有效手段。
同时燃烧器的选取根据炉膛截面和灰熔点确定燃烧器单只热功率,并且根据所确定的单只热功率选取不产生结渣的上下一次风喷嘴的中心距。
由于采用八角双切圆燃烧,因此单只燃烧器热功率较小,因此燃烧器区域无过热区,确保燃用设计、校核煤均不会产生结渣。
2.燃烧器合理拉开布置
燃烧器采用分组布置方式,拉开后的燃烧器在间隙处有一压力平衡通道,使燃烧器出口射流上游侧的烟气通过此平衡通道进入下游,平衡了燃烧器两侧射流的压力,保证气流按理想路径进入炉内燃烧,杜绝气流贴壁现象发生。
哈锅有关试验证明燃烧器布置拉开后形成的燃烧器切圆直径为不拉开燃烧器切圆直径的三分之二,避免了射流过分扩展,也就避免了燃烧器区域结渣。
3.较小的切圆直径
采用较小的燃烧器假想炉内切圆直径,能有效地防止上游气流的撞击,加之一次风具有一定的气流刚性,有效的防止气流偏斜,有利于防止炉膛燃烧器区域水冷壁结渣。
4.采用MPM燃烧器并采用较小的单只喷嘴热功率
煤粉气流的浓淡分离使得浓侧煤粉位于喷口中心处于富燃料燃烧,此位置的氧含量少而煤粉浓度高,有利于燃料中挥发分的快速析出,同时由于氧量偏低从而抑制NOx生成,而且M-PM燃烧器中心浓外围淡配以合理的二次风布置的特点,保证了在燃烧初期的着火面相较于其他形式燃烧器小,有利于降低前期燃烧的生成的热力型NOx。
由于燃烧器出口多级扩散器的存在,较大幅度的推迟了二次风的混合,增大了烟气在挥发份燃烧区的停留时间,也就是增加了还原反应时间,使更多的燃料N被还原成N2,在燃烧器出口附近形成了局部分级燃烧,NOx的生成量也会减少,浓淡燃烧器使浓淡两侧化学当量比都处于低NOx区域,其最终效果降低了NOx的生成。
同时,偏置周界风的设置提高了水冷壁附近的氧量,增加其氧化性气氛,更好地防止结渣、防止高温腐蚀。
另外,燃烧器采用八角切向布置,一台磨煤机带一层8只一次风浓淡喷嘴,单只喷嘴热功率较低,因而炉膛温度场相对较低有利于防止结渣。
5.燃烧器的合理位置
燃烧器在炉膛中的位置合理,具有足够的燃尽高度(24.141米)能保证煤粉粒子充分燃尽和冷却,在到达过热器前,烟气温度降至确保与受热面接触不产生结渣的温度以下,而避免产生炉膛上部受热面结渣现象。
燃烧器下一次风喷嘴到水冷壁拐点具有足够距离(5.515米),保证下部有足够的燃尽空间,使燃尽火焰不会冲刷冷灰斗而结渣。
6.大风箱结构
双大风箱结构保证了八角配风均匀,使八角燃烧器出口风量均等,八角动量的均等,保证了炉内燃烧旋转双火球在炉内的理想位置和同心度。
大风箱结构也可以保证八角二次风出口气流的均匀性,能正确引导一次风沿设计方向进入炉内。
在采取前述防止结渣措施的基础上,无论燃用设计煤还是校核煤,无论燃烧器区域还是炉膛上部受热面、冷灰斗都不会产生炉内结渣现象。
7.垂直管圈水冷壁
炉膛采用垂直管圈水冷壁,不易挂焦,相对于螺旋管圈水冷壁易于用吹灰器清除结渣,不会产生局部堆渣。
8.炉膛出口烟气温度
控制炉膛出口烟气温度,确保熔化的和粘性的灰不能进入节距比较小的对流受热面,否则,将引起对流受热面迅速结渣和积灰。
最可靠的办法是选择适当的炉膛出口烟气温度,使其低于灰的T1-100℃与T2-150℃中的小值。
本工程设计煤的T2温度为1240℃,校核煤种的T2温度为1390℃,锅炉在BMCR下计算炉膛出口烟气温度为993℃,均低于灰的T2温度200℃以上,因此燃用设计、校核煤,都不会引起结渣。
四、运行中预防锅炉结焦的措施
1.及时检查分析锅炉结焦情况。
按时巡检,检查炉膛各看火孔,观察炉内结焦情况。
发现锅炉结焦后,及时汇报结焦部位、结焦程度、结焦变化趋势。
认真监盘,分析受热面金属壁温、烟气温度、主再热汽温及减温水量的变化,通过参数变化分析锅炉结焦情况,结合就地观火孔观察,分析结焦原因,采取相应措施。
2.合理掺配煤。
掺配煤时要考虑锅炉结焦情况,在掺烧易结焦煤种时,应进行分布掺烧试验,根据锅炉结焦情况,逐步增加掺烧煤量。
若锅炉结焦严重,应停止掺烧试验。
统计掺烧试验数据,总结出适合锅炉不同负荷工况运行的掺烧煤方案。
发电部根据机组负荷曲线提出配煤方案,根据下一月度电量计划,提出煤质采购建议。
3.确定合理的吹灰时间,保证吹灰设备的良好投入。
锅炉进行及时的吹灰是避免结焦加剧的重要手段,在结焦产生的初期,由于烧结强度较小,更易清除,根据调试期运行经验及机组运行情况开展吹灰优化方案,确定最佳的吹灰时间,制定吹灰管理制度,按时进行锅炉吹灰工作。
吹灰时要检查吹灰器是否全部正常投运,避免存在跳步吹灰器,防止漏吹。
吹灰器的缺陷要及时消缺,保证吹灰效果。
吹灰过程中及时检查渣斗掉焦情况及干渣机、碎渣机的运行情况,若锅炉掉焦严重造成渣斗满渣应暂停吹灰,提高钢带的频率,待渣斗渣位下降后再继续吹灰。
若掉焦导致干渣机、碎渣机跳闸,应立即停止吹灰,稳定机组负荷,防止锅炉发生大面积热力掉焦,同时联系检修尽快处理,焦块冷却后可以用液压关断门挤压破碎焦块。
4.保证合适的锅炉氧量,避免缺氧燃烧。
运行人员认真监盘,加负荷时,先加风后加煤,减负荷时,先减煤后减风,避免锅炉缺氧燃烧。
发现氧量异常时及时分析原因,发现氧量测点不准及时联系检修处理。
在出现锅炉结焦情况后,应适度提高锅炉风量,开大最底层燃烧器辅助风,提高燃烧区氧量;开大顶层燃尽风,降低炉膛出口温度。
5.根据磨煤机煤量、煤质及锅炉结焦情况,及时调节磨煤机分离器转速,控制合适的煤粉细度。
6.尽量将灰熔点低的煤种放在下层磨组,开大该层二次风挡板。
7.适当提高一次风速,避免燃烧器喷口附加结焦,增加一次风射流的刚性,避免一次风直接冲刷壁面而产生结焦。
8.根据煤质挥发分,及时调整磨煤机出口温度。
挥发分高时降低磨煤机出口温度,防止燃烧器出口处热负荷过高。
9.调整锅炉配风,保证锅炉四角风粉分配均匀,锅炉切圆不偏斜。
10.调整各磨组出力均匀,负荷允许的情况下尽量采用多燃烧器、少燃料量的运行方式。
11.各层燃烧器摆角严禁长时间在最大摆角位置运行。
12.ABC与DEF磨分为上、下层,运行时尽量保持上下层磨组数量一致,上下层磨组尽量运行靠下排磨组,降低火焰中心,降低炉膛出口温度。
13.加强与除灰联系,发现灰渣有焦块及时汇报集控。
14.禁止锅炉超负荷运行,若机组连续高负荷运行,应加强锅炉结焦情况检查,根据结焦情况申请进行低负荷热力除焦。
15.发生锅炉结焦严重时,应做好锅炉掉焦的预防措施,防止锅炉灭火、超温及炉膛正压的发生。
出现严重掉焦现象,应检查干渣机、碎渣机运行是否正常,应及时记录时间、负荷、煤量等参数,便于日后进行分析。
五、结焦后的处理
结焦具有明显的自加速特性,所以做好结焦预防工作以及初期处理非常重要,一般可以通过排烟温度、减温水量变化以及就地观察等方式进行判断,当确定锅炉出现结焦加剧的倾向时应果断采取以下措施进行处理:
1.加强结焦区域锅炉吹灰,根据结焦情况适当增加吹灰频次;锅炉掉焦造成灰斗渣量大时应暂停吹灰或单支吹灰器吹灰,联系检修加派除焦人员。
2.发现锅炉结焦后,注意监视锅炉金属壁温,防止金属壁温超温,迫不得已应降低主再热汽温运行。
3.结焦加剧,应申请降低机组负荷,炉膛温度下降后,焦块自动脱落。
4.结焦严重应及时调整煤质。
5.保证干渣机系统的连续运行,防止结焦掉落后堵塞冷灰斗。
如果干渣机已被大量焦块或渣块压死无法启动,则要申请降负荷,通知相关人员处理缺陷并人工掏渣。
6.维持相对较高的燃烧氧量,避免出现还原性气氛。
7.合理组织磨煤机运行方式,尽量分散炉内截面热负荷。
8.开大燃尽风挡板,降低炉膛出口烟气温度。
9.调整锅炉配风,保证锅炉八角风粉分配均匀。
可增大下排燃烧器风量。
10.及时联系进行煤粉细度的测量,保证合适的煤粉细度。
11.适当提高一次风速。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 百万 双切圆 锅炉 防止 结焦 技术 探讨