雙旋風(fēng)煤粉燃燒器漏粉原因分析和控制措施

王 勇，蔣治其

（中國(guó)電建四川電力建設(shè)三公司，四川內(nèi)江 641005）

雙旋風(fēng)煤粉燃燒器漏粉原因分析和控制措施

王 勇，蔣治其

（中國(guó)電建四川電力建設(shè)三公司，四川內(nèi)江 641005）

“W”型火焰鍋爐燃燒器為旋風(fēng)煤粉燃燒器，因其設(shè)備多、設(shè)備尺寸較大，因而設(shè)計(jì)布置緊湊、設(shè)備間法蘭連接較多。為保證燃燒器安裝質(zhì)量以及運(yùn)行安全，本文從安裝角度出發(fā)對(duì)燃燒器漏粉進(jìn)行了原因分析和控制措施。

“W型火焰”；煤粉燃燒器；漏粉；控制

0 引言

雙旋風(fēng)煤粉濃縮型燃燒器是美國(guó)福斯特惠勒公司專門設(shè)計(jì)用于燃燒低揮發(fā)分燃料的無(wú)煙煤型燃燒器[1-2]。其設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)是采用旋風(fēng)筒進(jìn)行煤粉濃縮，并提供多種調(diào)節(jié)手段，以適應(yīng)無(wú)煙煤著火、穩(wěn)燃的要求。雙旋風(fēng)煤粉燃燒器由煤粉進(jìn)口管、煤粉均分器、雙旋風(fēng)筒殼體、煤粉噴口、乏氣管、乏氣調(diào)節(jié)蝶閥等組成。煤粉燃燒器示意圖，如圖1所示。

1 雙旋風(fēng)煤粉燃燒器工作原理

一次風(fēng)、粉混合物經(jīng)煤粉管道輸送至燃燒器入口。進(jìn)入燃燒器后，煤粉均分器將其等分成兩股氣流分別切向送入相應(yīng)的兩個(gè)旋風(fēng)筒，風(fēng)粉混合物在旋風(fēng)筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

在離心力的作用下，大部分煤粉被分離到筒壁附近，旋風(fēng)筒中心部位的一次風(fēng)含粉量極少，該部分一次風(fēng)被作為“乏氣”，由乏氣管引出從乏氣噴口送入爐膛。其余一次風(fēng)因此得到濃縮，煤粉濃度大大提高，從旋風(fēng)筒下端的主煤粉噴口向下噴射送入爐膛，組織“W”型火焰燃燒[3]。乏氣管道上設(shè)有乏氣調(diào)節(jié)蝶閥，可以調(diào)節(jié)乏氣引出量，從而調(diào)節(jié)主煤粉氣流中的煤粉濃度。每個(gè)旋風(fēng)筒內(nèi)均設(shè)有消旋裝置，它由一個(gè)調(diào)節(jié)桿和三片直葉片組成。用于調(diào)節(jié)、抑制主煤粉氣流的殘余旋轉(zhuǎn)，使煤粉氣流保持足夠的剛性和最佳擴(kuò)散角。雙旋風(fēng)煤粉燃燒器筒體及彎頭內(nèi)壁襯有高性能的耐磨材料。

圖1 煤粉燃燒器示意圖

2 雙旋風(fēng)煤粉燃燒器漏粉原因

在燃燒器安裝過(guò)程中，因“W”型火焰鍋爐爐膛尺寸較大，加之旋流燃燒器本省設(shè)備體積加大，同時(shí)結(jié)合運(yùn)輸以及現(xiàn)場(chǎng)安裝情況，燃燒器本體大部分組件需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝[4]。此外，燃燒器在運(yùn)行期間容易產(chǎn)生漏粉的位置大部分為現(xiàn)場(chǎng)法蘭連接安裝位置以及廠家法蘭安裝連接位置。制造廠家在結(jié)合面的制作工藝和過(guò)程中，仍采用粗加工，使結(jié)合面的加工較為粗糙且精度不足這也為燃燒器運(yùn)行時(shí)的泄露埋下伏筆。容易發(fā)生泄露的位置如圖2所示，具體表現(xiàn)在：1）現(xiàn)場(chǎng)法蘭連接安裝位置。煤粉均分器、乏汽管、乏汽管蝶閥；2）廠家法蘭連接安裝位置。燃燒器本體上蓋板、燃燒器噴口錐筒分叉處。

發(fā)生泄露的原因主要包括：1）法蘭連接處密封墊安裝不規(guī)范，未壓實(shí)，壓緊；2）法蘭連接處連接螺栓未按照?qǐng)D紙要求安裝平墊（彈墊），致使煤粉泄露；3）鍋爐首次點(diǎn)火未對(duì)連接點(diǎn)的螺栓進(jìn)行熱緊固；4）燃燒器噴口錐筒錐筒分叉部位，在鍋爐從冷態(tài)至滿負(fù)荷過(guò)程中，因?yàn)榈腻仩t的熱脹冷縮易造成，錐筒內(nèi)部燃燒器防磨材料產(chǎn)生裂紋磨損筒壁繼而造成煤粉泄露。

圖2 燃燒器漏粉位置

3 雙旋風(fēng)煤粉燃燒器漏粉防治措施

雙旋風(fēng)煤粉燃燒器漏粉防治措施包括：

1）燃燒器其本體法蘭、乏汽管、乏汽管蝶閥等安裝件在安裝前應(yīng)仔細(xì)檢各結(jié)合面的清潔。因?yàn)槊悍奂?xì)度較細(xì)對(duì)法蘭結(jié)合面不嚴(yán)密的位置具有較強(qiáng)的穿透力。所以在安裝前對(duì)所有結(jié)合面進(jìn)行平整度的檢查，清理設(shè)備制造過(guò)程中和安裝過(guò)程中的毛刺、凸起、污物、劃痕等應(yīng)進(jìn)行打磨處理直至結(jié)合面光滑無(wú)污物后方可加入石棉墊進(jìn)行連接。

2）所有安裝螺栓必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求1螺栓1墊片1螺母的要求進(jìn)行安裝。由于煤粉具有較強(qiáng)的穿透力。如安裝螺栓未配套安裝墊片，又因燃燒器為正壓運(yùn)行，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行下，煤粉會(huì)慢慢侵蝕密封墊繼而射穿導(dǎo)致泄露。

3）鍋爐首次點(diǎn)火過(guò)程中，鍋爐本體為首次膨脹，在燃燒器首次受熱膨脹過(guò)程中，會(huì)造成部分連接螺栓松動(dòng)，繼而造成煤粉泄露，所以在鍋爐初次點(diǎn)火后溫度上升至80℃～100℃須熱緊所有連接螺栓。

4）在四川珙縣600MW“W”型火焰超臨界燃煤機(jī)組在試運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)燃燒器噴口錐筒分叉處煤粉泄露的現(xiàn)象（見(jiàn)圖3）。因?yàn)槿紵鞅倔w為廠家成套設(shè)備，進(jìn)過(guò)分析，確定泄露原因?yàn)椤Ｈ紵鲀?nèi)部有一層防磨內(nèi)襯，其內(nèi)襯為耐火特殊材料制成，且安裝方式為粘接，對(duì)于耐火材料的熱膨脹考慮不夠。鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中隨著負(fù)荷，溫度的升高，燃燒器隨著受熱面一起進(jìn)行熱膨脹，這樣就造成了，燃燒器防磨內(nèi)襯出現(xiàn)了熱運(yùn)動(dòng)，噴口分叉處由于直接承受煤粉氣流的沖刷，如在熱膨脹的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中防磨內(nèi)襯出現(xiàn)起拱而被沖刷形成裂紋，裂紋會(huì)在煤粉氣流的沖刷下不斷擴(kuò)大，造成煤粉泄露。由于此位置極為隱蔽，并且泄露位置不規(guī)則、不易發(fā)現(xiàn)。為了保證機(jī)組運(yùn)行安全，以及堵漏的效果，采用在噴口分叉處加裝密封盒，同時(shí)在密封盒填充保溫澆注料的方式進(jìn)行封堵。通過(guò)鋼制密封盒吸收鍋爐啟停時(shí)的膨脹，其次利用保溫澆注料的填充，如果受熱被沖刷了凸出部分，剩下部分還很厚，保證隔熱效果，也不會(huì)漏粉，引發(fā)火災(zāi)，保確了燃燒器的安全運(yùn)行。

圖3 燃燒器噴口錐筒分叉處煤粉泄露示意圖

5）針對(duì)燃燒器漏粉部位，在法蘭連接處除使用密封墊之外，在安裝密封墊的同時(shí)在墊片兩側(cè)涂刷高溫密封膠。采用雙重保護(hù)降低漏粉概率。

6）提高設(shè)備制造工藝對(duì)宜泄露位置的設(shè)備加工采用精加工，降低設(shè)備制造誤差，從而降低漏粉情況發(fā)生。同時(shí)設(shè)計(jì)單位在考慮燃燒器檢修方便的同時(shí)，盡量減少現(xiàn)場(chǎng)法蘭連接。也可降低煤粉泄露概率。

4 結(jié)束語(yǔ)

“W”型火焰鍋爐的旋風(fēng)煤粉燃燒器，較其他爐型的燃燒器其設(shè)備數(shù)量，設(shè)備尺寸等存在現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量大等特點(diǎn)，法蘭連接點(diǎn)較多等特定，這就對(duì)運(yùn)行過(guò)程保證煤粉的不泄露造成了極大的考驗(yàn)，只有在設(shè)備制造和安裝過(guò)程中精益求精，及時(shí)有效的質(zhì)量跟蹤和管控才能保證燃燒器的安全、經(jīng)濟(jì)、高效的運(yùn)行。

[1]徐通模,金定安,溫龍.鍋爐燃燒設(shè)備[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,1990.

[2]查庚忠,陳文鈞,等.東方——福斯特、惠勒300MW、600MW“W”型火焰鍋爐介紹[J].東方電氣評(píng)論,1994(1):1-13,63.

[3]黃志強(qiáng),王軍.雙旋風(fēng)筒煤粉濃縮型燃燒器特性試驗(yàn)研究[J].廣東電力,2004(3):47-49.

[4]狄曉東,黃士英.600MW超臨界W型火焰鍋爐介紹[J].鍋爐制造,2012(3):8-9.

Powder Leakage Cause Analysis and Control Measures of Double Cyclone Pulverized Coal Burner

WANG Yong,JIANG Zhi-qi
(Sichuan No.3 Electric Power Construction Company of PowerChina,NeiJiang 641005,China)

"W" type flame boiler burner is pulverized coal burner.Because of the large number and big size of the devices,the design layout is compact and there are many flange connections between devices.In order to ensure installation quality and operation safety of the burner,this article analyzes the causes and introduces the control measures of burner powder leakage from the aspect of installation.

"W" type flame; coal burner; leakage; control measures

TK223.23

A

10.16443/j.cnki.31-1420.2015.05.011

王勇（1986-），男，助理工程師，從事電廠建設(shè)施工。

蔣治其，男，高級(jí)工程師，從事電廠建設(shè)施工和海外工程項(xiàng)目管理研究。