煤氣鍋爐的運行優化

王偉明,陳永峰,劉恒,張文善,王楊華

煤氣鍋爐的運行優化

王偉明,陳永峰,劉恒,張文善,王楊華

(安陽鋼鐵集團有限公司，河南安陽455004)

針對煤氣鍋爐運行中出現的問題進行分析,提出了解決辦法，取得了很好的效果，提高了鍋爐的出力，保證了鍋爐的安全穩定運行。

鍋爐；運行；優化

1 概述

安鋼9#鍋爐為江西鍋爐廠設計的以燃高爐煤氣為主、焦爐煤氣為輔的中溫、中壓電站鍋爐，型號為：JG—180/3.82—Q，蒸發量為180 t/h，2007年6月建成投產，為站內汽輪機組運行提供壓力3.3±0.2 MPa、溫度435±10℃的過熱蒸汽。鍋爐運行采用四角五層切圓燃燒（見圖1），四角配有氣動調節閥，含氧量及負壓主要靠調整送、引風機出、入口擋板開度來控制，鍋爐自投產以來由于受裝機容量的限制，一直未能達到額定負荷運行。

圖1 鍋爐燃燒方式

2 存在的問題

隨著運行時間增長，設備進入檢修期，逐漸曝露出多種問題，制約了鍋爐高負荷運行，主要有以下幾方面：

（1）母管煤氣壓力突升時，爐膛容易發生共振，壓力升幅越大，爐膛共振越劇烈；

（2）由于鍋爐長期不能滿負荷運行，平時負荷保持在130～140 t/h，上兩層的煤氣閥門長時間處于關閉不動狀態，造成多臺氣動調節閥軸套進灰卡死，使用中的三層部分氣動調節裝置也有損壞；

（3）爐膛四角一、二層燃燒器旋流片燒損嚴重，火焰不能均勻布置，造成偏燒。

3 原因分析

3.1 鍋爐原運行調節方式為各層燃燒器配風調節開度為100%，爐膛含氧量通過調節兩臺送風機擋板開度來控制，負荷調整通過控制各層燃燒器進煤氣量來實現。由于受裝機容量影響，鍋爐長時間在額定負荷的70%以下運行，日常調節只投用了下三層燃燒器。通過對多次煤氣壓力突升及爐膛發生共振時的運行參數分析來看，每次爐膛發生共振時含氧量突變為“0”，同時爐膛顯示正壓，這時只有通過快速減少煤氣燃燒，降低負荷才能消除。我們認為，在壓力突升過程中，大量煤氣由四角涌入，而參與四角

助燃的風量不足以讓煤氣完全燃燒，部分未燃燒的煤氣被抽至爐膛上部，爐膛上部有極小量從燃燒器四層、五層送入而未參與燃燒的風，在與煤氣混合達到爆炸極限時可能發生輕微爆燃，引起爐膛共振。

3.2 鍋爐的燃料以高爐煤氣為主、焦爐煤氣為輔，高爐煤氣和焦爐煤氣含水份、粉塵比較多，同時腐蝕性較強，煤氣管道、閥門長期受侵蝕，容易造成管道泄露，閥門卡澀等故障。

3.3 鍋爐運行在額定負荷70%以上時，爐膛溫度達到800℃以上，而原設計采用的燃燒器旋流片材質為1Cr18Ni9Ti(321)材質，耐溫在800～900℃，旋流片材質耐溫偏低是造成旋流片燒損的主要原因。

4 解決措施

（1）改變運行調整方式：鍋爐升負荷時，先開第一層燃燒器，直至煤氣調節閥開度達到70%以上時再開第二層，兩層閥門開度均大于80%時，可視為閥門全開，這時鍋爐出力達到50%左右；再升高負荷時，先開第四層燃燒器，開度至70%后，再要升負荷時開第三層燃燒器，這樣調整有利于低負荷時抬高火焰中心，提高爐膛溫度，使煤氣燃燒充分。配合燃燒調整，參與燃燒的三層配風閥開度保持100%，五層燃燒器未投用時配風由開度100%關小至20%，三層未投用時燃燒器配風由開度100%關小至50%，這樣在保證爐內正常含氧量的情況下，可使熱風充分參與燃燒，即使煤氣壓力突升，爐內進氣量稍有增加，也能夠充分燃燒。在進一步提升負荷需要投入三層甚至五層燃燒時，需要先增大相應的配風量再增加煤氣。降低負荷時反之調整。

（2）針對多臺氣動調節閥軸套進灰卡死，部分氣動調節裝置損壞的情況，一是進行合理資源配置，將不經常調整的兩層中靈活可靠的調節閥替換其他三層中出故障的調節閥，保證日常的調整安全可靠；另一方面對卡死的閥門利用檢修機會進行修復，對調節裝置損壞的閥門，抓緊準備修復備件，同時安裝臨時活動手柄，保證必要的情況下能夠手動開關；同時規定每周對所有調節閥進行開關活動實驗一次，以延長調節閥的使用壽命。

（3）利用檢修機會對燃燒器進行全面檢查和整修，將下兩層燃燒器外套管、焦煤燒嘴管等部件進行一一修復，對燃燒器旋流片進行更換，選用材質為OCr25Ni20的不銹鋼板，耐溫為1035～1085℃。通過動力場實驗確保高、焦煤氣按照設計燃燒旋流方向和速度在爐膛內部進行燃燒。

5 實施后效果

進過一系列的調整和修復后，對鍋爐滿負荷運行能力進行了試驗：高爐煤氣投入1～4層，焦煤投入1～3層，鍋爐最高負荷帶至186 t/h，各運行參數均在正常范圍內；在日后運行中多次出現煤氣壓力突變情況，未發生爐膛共振現象，事實證明優化調整取得了明顯的效果。

6 結語

通過對鍋爐運行中出現問題的分析，堅持以問題為導向，制定可行的解決方案，取得了很好的效果，并制定了有針對性的日常維護措施，延長了設備的使用壽命，保證了鍋爐設備的高效、安全、穩定運行。

[1]《鍋爐運行》編委會.鍋爐運行[M]．北京：中國電力出版社，2008.

[2]華東電業管理局.鍋爐運行技術問答[M]．北京：中國電力出版社，1997．

Optim ization of the Operation of Gas Boilers

Wang Weiming,Chen Yongfeng,Liu Heng,Zhang Wenshan,Wang Yanghua
(Anyang Iron&Steel Group Co.,Ltd.,Anyang,Henan 455004,China)

Problems occurring during operation of boilers were analyzed and concrete solutions were put forward,which has achieved good results after implementation,increased the output capacity and ensured safe and stable operation of the boiler.

boiler;operation;optimization

TK229

B

1006-6764（2015）09-0056-02

2015-04-15

王偉明（1979-），男，大學本科學歷，工程師，2004年畢業于河北理工大學熱能與動力工程專業，現從事熱工管理工作。