秦河
新疆华电五彩湾北一发电有限公司
摘要:针对某电厂锅炉燃烧中劣质煤掺配不合理，低灰熔点煤大量掺入引起锅炉大面积结焦、掉焦频繁发生的问题，分析原因，提出增强锅炉稳燃能力的运行操作方式和燃煤掺配方法。严格执行防锅炉掉焦灭火的措施后，掉焦灭火事件再未发生。
关键词:锅炉;跳闸;结焦
引言
根据锅炉结焦原理，结合公司锅炉设备结构及现场配风方式，分析出锅炉结焦的主要原因是低灰熔点的长焰煤与高硫煤在同一燃烧器中掺烧所致，此外，运行中配风不合理也是造成锅炉结焦的另一重要原因。之后进行了掺烧调整，并结合负荷扰动、重点部位加强吹灰等措施，解决了锅炉结焦的难题。
1、检查情况
1.1设备基本情况
锅炉为465t/h超高压、自然循环、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、钢架双排柱悬吊结构、燃煤、固态排渣循环流化床汽包炉，型号为HG－465/13.7－L.PM7，由哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造。锅炉主要由炉膛、高温绝热旋风分离器、双路回料阀和尾部对流烟道组成。锅炉启动采用床上和床下相结合的方式，床上、床下各布置4只燃烧器。油枪均为蒸汽雾化高能电子点火油枪，燃用0号轻柴油，油压为1.38MPa。
1.2现场检查情况
具备条件后，检修人员打开人孔门检查发现4号炉左侧有较多焦块。查阅启动过程有关运行参数曲线情况进行分析。本次锅炉点火过程中，最初投运4支床下点火油枪。05:00，A分离器回料阀开始返料，回料温度由64℃升至124℃，左侧平均床温由848℃缓慢下降至626℃，运行人员增加给煤量来提高床温。06:07左侧床温开始明显上升，运行中单点最高温度达1040℃，由于床温高，运行人员依次切除1号、3号、2号床下点火油枪。06:17，随着回料器回料量逐步增多，A分离器回料阀回料温度由124℃升至166℃，左侧床温开始明显下降。06:24:24炉膛左侧床温下降后，增大A给煤机出力，06:41左侧床温平均降至406℃，燃烧器密相区下部床温继续降至244℃。为提高床温，投入1号、2号床下点火油枪，前期加入的煤吸热后迅速燃烧，致使床温迅速上升，运行人员切除运行的1号、2号床下点火油枪，06:59左侧床温升至1100℃以上，判断此时炉膛内局部已经结焦，07:06运行人员立即采取加大流化风量并联系检修人员疏通就地排渣管等措施，但结焦的焦块无法排出，机组被迫停运。结焦发生后，分别对投煤的A、B、C给煤机煤样取样化验灰融点，变形温度分别为1290℃、1162℃、1154℃，均略低于设计值1380℃，但煤质因素并不是造成本次锅炉结焦的主要原因。
2、结焦原因分析
2.1煤质原因
公司锅炉煤种变形温度DT和软化温度ST均为1500℃，燃烧器区域炉膛温度设计值较高，330MW时上层燃烧器区炉膛温度平均1406℃，中层燃烧器区炉膛温度平均1347℃，下层燃烧器区炉膛温度平均1307℃，公司掺烧的主力经济煤种为低灰熔点长焰煤，变形温度DT为1130℃，软化温度ST为1192℃。由煤灰结焦特性ST判据、严重结焦三角区判据和Rt判据判别，均为严重结焦特性。公司燃用的另一种经济煤种是高硫煤，通常高硫煤中硫是以黄铁矿的形式存在，硫份越高煤中铁元素含量也高，而煤中通常钙元素含量大，钙和铁在高温下易生成钙铁榴石、钙铁辉石等，使灰熔点进下步降低，且生成的焦块更加致密。由上分析可知，锅炉燃用的长焰煤灰熔点明显低于燃烧器区域炉膛温度，在炉膛内长时间以熔融状态存在，此时，若掺入高硫煤，长焰煤中的钙又与高硫煤中的铁之间的发生反应，将进一步使结焦情况恶化。
2.2配风原因
（1）燃尽风率偏高。锅炉前后墙各三层燃烧器，低负荷时，通常只用下面四层燃烧器对冲燃烧，上层的C、F层二次风层风一般保留20%～25%的开度，以保护其燃烧器不被烧坏，但实际运行中其开度偏大。燃尽风量为287.4t/h，C层风量为105t/h，F层风量为154t/h，而330MW时总风量1206t/h，由于此时C、F层风量可近似认为是燃尽风，总的燃尽风为546.4t/h，燃尽风率为45.3%，燃尽风率偏高，这样主燃烧区的空气量偏少，还原性增强，而含铁矿物的灰熔点对还原性气氛特别敏感，随着还原性的增强，灰熔点显著下降，结焦性增强。（2）氧量偏低。为防止NOX超标，运行人员多维持低氧运行，尤其是在高负荷时，氧量更低。调查锅炉氧量曲线，600MW以上负荷运行时，锅炉氧量多在0.5%～1%，氧量明显不足，容易形成还原性氛，加剧结焦。2防范措施2.10对各煤源进行组分比例分析，为优化进煤结构和燃煤掺配提供依据。所有煤源进行一次成分比例普查，通过反射率分析或热重分析，建立各煤源中烟煤、无烟煤构成比例基础数据库;发现某煤源成分变动较大时，及时检测更新数据。
2.2入炉
煤每半个月进行灰熔点分析，及时掌握结焦趋势变化，减少易结焦煤入炉比例。发现结焦加重时，对入炉煤立即取样进行灰熔点分析。
2.3改进燃煤采购和燃煤掺烧掺配
①依据各煤源组分比例分析数据、灰熔点化验结果，优化进煤结构，减少易结焦煤源进煤量;②依据分析数据优化煤场堆料，减少取料面易结焦煤种的掺混占比;③入炉煤掺配时严格控制烟煤组分明显偏高煤种比例小于20%。
2.4根据锅炉结焦情况调整燃煤掺配
继续跟踪结焦、落焦与入炉煤对应关系，监督炉膛温度变化。结焦加重时，当日调整掺配方案，减少易结焦煤的掺配比例。
2.5在掉焦明显的情况下，继续执行每班吹灰措施
负荷低不满足吹灰条件时，申请吹灰负荷或投油进行吹灰。落焦引起炉膛负压波动大时及时投油稳燃，在确认燃烧恢复正常、无继续掉焦的情况下保持10min后停油。
2.6通过燃烧调整均匀炉膛内温度分布，消除局部高温区
进行单因素调整试验，保持12h后检查炉膛温度变化和结焦、掉焦情况，总结改进燃烧调整。分以下几个因素进行调整:①适当减少总风量，延缓燃烧速度，氧量在之前控制值的基础上降低0.5个百分点运行;②改变各层配风比例，下部浓粉层二次风门由60%～80%关小至40%～60%，浓粉燃烧器周界风门由10%～20%开大至20%～30%，上层淡粉周界风门由10%～20%开大至20%～40%;③均衡各层燃烧器出力分配比例，并注意保持燃烧稳定性。
2.7负荷变动
则给水温度有炉内热负荷均跟随变动，两者均让水冷壁热胀冷缩，有利于使粘在水冷壁上的焦块脱落。双机运行时，2台机组互相变负荷扰动，理论上讲负荷越低越明显，但出于低负荷稳燃考虑，一般不低于280MW，这样人为促进焦块掉落，防止大焦块生成。
2.8检查结焦部位及分布形态，做好记录和分析
修补或更换烧损变形严重的燃烧器，检修二次风门，清理炉内结焦，结焦部位表面打磨干净。
2.9锅炉设备改造
减小卫燃带面积，改为间断布置，以减小易沾焦面积、降低锅炉温度。
2.10调整配风方式
（1）控制锅炉最低氧量。由于铁含量高的煤其灰熔点对炉膛还原性气氛非常敏感，还原性气氛增强时，灰熔点明显降低，不得低于2%。（2）减小上层风量。C、F层燃烧器停运后，将其二次风层风开度由40%左右关小至30%以下，以降低燃尽风率，增加主燃器区域的风量，减轻主燃烧区还原性气氛。（3）增强两侧墙煤粉气流刚性。由于两侧墙易结焦，将每层两端靠近侧墙的1#和6#燃烧器的外二次风开至最大，增加其外二次风刚性，既能避免引起贴壁火焰，以减轻侧墙结焦，又能增强对侧墙补风作用，以减轻还原性。（4）增强侧燃尽风气流刚性。由于燃尽风处结焦最多，将侧燃尽风调风器外圈开度调至由400mm关至50mm，几近全关，以增加内圈直流刚性，增加对侧墙的补风及隔离烟气的作用，充分发挥其对侧墙的保护作用。
结束语
实际运行中电厂管理人员应及时清理炉膛内焦块，疏通结焦区域风帽;完善防止锅炉结焦措施，并纳入运行规程，正确指导运行人员具体操作;强化运行人员基本业务技能培训，切实提高人员操作水平。严格执行措施规定后，应全方位、多角度监视锅炉参数变化，保证后续锅炉稳定燃烧。
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