防止W型鍋爐低負荷吹灰滅火的原因分析及處理措施

王宏軍

摘 要：本文首先對鍋爐吹灰時發(fā)生滅火事故的現(xiàn)象、產(chǎn)生的原因進行了分析和總結(jié)，在此基礎(chǔ)上，分別從燃料因素、設(shè)備因素、火焰檢測因素、操作因素等各方面闡述了防止鍋爐低負荷吹灰滅火事故的有效措施，為避免鍋爐低負荷吹灰時滅火事故的發(fā)生提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鍋爐；低負荷；吹灰；滅火；措施

火電廠鍋爐燃用原煤煤質(zhì)含灰量、含硫量較高時，容易造成運行中熔化的灰粒在離開火焰中心后，灰分碰到受熱面管道或爐墻時受到冷卻，會粘附到受熱面的管子或爐墻上，且越積越多形成結(jié)焦、結(jié)渣。積灰、結(jié)焦一方面將降低受熱面?zhèn)鳠嵝剩範t膛及各受熱面吸熱量減少，進而導致爐膛出口及各級受熱面進出口煙氣溫度升高，使鍋爐效率下降；另一方面，大量積灰使省煤器、空預器堵塞，導致輔機電耗增加。此外，積灰、結(jié)焦還會使受熱面表面溫度增高，導致受熱面、管壁超溫和高溫腐蝕，甚至爆管。較大的渣塊墜落還會影響鍋爐的安全運行，甚至發(fā)生人身及設(shè)備重大安全事故。因此，電廠鍋爐多采用吹灰器，在運行過程中，對受熱面進行周期性吹掃，使其保持在合適的清潔狀態(tài)，以提高運行的安全經(jīng)濟性。

低負荷時，鍋爐爐膛溫度下降，為了維持必要的煤粉混合物輸送速度，一次風中的煤粉濃度將大為降低，二次風速、風溫也降低，使低負荷時爐膛抗干擾能力降低。低負荷時煤粉氣流剛性變小，此時若投入靠近某角的吹灰器時會引起落灰、落焦影響該角的煤粉氣流，造成動力場破壞滅火。當發(fā)生垮灰時，爐膛負壓瞬時變正，影響噴嘴出粉造成滅火。若處理不當，會造成滅火放炮，甚至使鍋爐設(shè)備嚴重損壞和人身傷亡，造成人身傷害和經(jīng)濟損失。

一、垮灰焦時參數(shù)變化情況

1）爐膛壓力負壓值突然增大，爐膛負壓異常信號聲光報警；2）爐膛工業(yè)電視火焰顯示變黑，甚至黑屏；3）汽溫、汽壓、蒸汽流量下降；4）氧量指示增大超出正常值；5）FSSS系統(tǒng)火焰檢測裝置火檢頻閃或大部分檢測不到火焰；6）煙道各點負壓增大，二次風母管壓力降低；7）汽包水位迅速下降后快速上升；8）撈渣船內(nèi)渣量增加；9）爐膛出口煙溫下降。

二、產(chǎn)生的原因分析

W爐低負荷吹灰時發(fā)生滅火的主要原因：折焰角斜坡嚴重積灰。事故后對過熱器區(qū)域檢查發(fā)現(xiàn)，水平煙道折焰角后的水平煙道底部沉積了大量的細灰及焦渣。當積灰和焦渣達到一定的厚度，吹灰時受到氣流引起的擾動引起垮塌，這些積灰積焦渣從折焰角滑下后，部分被煙氣重新卷起帶走，而其中的大部分由于積壓結(jié)塊以及動能較大，會克服煙氣對其向上的作用力，迅速落到燃燒區(qū)域，并隨氣流旋轉(zhuǎn)的煤粉在燃燒空間混合，散落的灰分雖不致造成爐膛溫度的急劇下降，但它可能造成以下兩方面的影響：一是阻擋爐內(nèi)火焰的輻射，短時間火光被阻擋，使爐膛安全保護失去信號，造成“MFT”保護動作；另一方面它直接沖擊爐膛火焰中心，阻擋了風粉的混合，相當于將部分煤粉與空氣隔絕，對燃燒造成極大的影響。經(jīng)分析以下幾個方面是造成低負荷吹灰滅火的主要因素：

（一）煤質(zhì)因素：

煤質(zhì)差時，其灰分含量高，飛灰顆粒大，低負荷時煤粉氣流速度低，容易產(chǎn)生積灰；煤質(zhì)差時其著火點推遲，火焰中心上移，燃盡率降低；煤質(zhì)差使低負荷時爐膛燃燒抗干擾能力大為降低，大量灰及焦塊堆積在折焰角上垮落破壞燃燒動力場，同時焦塊掉入冷灰斗后急劇加熱冷灰斗內(nèi)的水，發(fā)生"氣爆"使大量蒸汽及煙氣污染探頭，使探頭檢測不到火焰導致保護動作。

（二）設(shè)備因素：

吹灰槍由于故障時不能投入或翹管不能按全行程走完時，則對應區(qū)域受熱面的積灰不能及時吹走，會越積越多，當再次吹灰時危險性增大；當吹灰器因安裝位置不正確或吹灰槍變形卡澀在吹灰時產(chǎn)生打管；吹灰時若吹灰疏水時間不夠或管道不暢，使疏水進入爐內(nèi)，遇到高溫受熱面時瞬間汽化，對鄰近燃燒器火焰檢測的正確性產(chǎn)生影響。

（三）火焰檢測因素：

根據(jù)幾次低負荷吹灰滅火的故障現(xiàn)象分析，首出“全爐膛滅火”觸發(fā)MFT。根據(jù)各火檢強度閃爍及熄滅時間分析，首先是對應吹灰位置處火檢指示閃爍，繼而蔓延開來，最后導致全爐膛滅火。

吹灰爐膛導致火檢丟失的原因：

1）落灰擋住火檢或隨氣流旋轉(zhuǎn)的煤粉在燃燒空間混合使火檢測量強度不夠；2）低負荷時吹灰會影響燃燒的穩(wěn)定性，致使火檢頻閃；3）煤質(zhì)差、爐膛煙溫低，著火推遲至火檢測量范圍之外；4）配風不當。

（四）操作因素

1）一次風速：一次風速過低，易產(chǎn)生煤粉混合物積堵，加劇積灰；一次風速過高，引起燃燒不穩(wěn)定，使爐膛燃燒抗干擾能力降低；2）二次風量：氧量過低會使燃燒不充分，加劇結(jié)焦；氧量過高會使燃燒不穩(wěn)定；3）磨煤機運行方式：低負荷時磨煤機運行臺數(shù)不宜過少，即燃燒火嘴不宜過多，以保證合適的煤粉濃度及流速，保證著火及燃燒穩(wěn)定；4）燃燒器的運行方式造成影響，未形成對應W形火焰，火焰相互支持減弱。

五、采取的措施：

1）按照規(guī)定的煤質(zhì)要求合理配煤，確保入爐煤煤質(zhì)；2）最好在機組高負荷時吹灰，吹灰時控制負荷在65%額定負荷及以上。低負荷時，盡量不要吹灰，此時爐膛溫度低，燃燒不穩(wěn)，一旦有外擾，破壞燃燒穩(wěn)定性容易MFT；3）根據(jù)試驗結(jié)果，確定合理的吹灰頻率及吹灰壓力，嚴格按此要求定期對受熱面進行吹灰；4）低負荷時采取有效的穩(wěn)燃措施，確保燃燒穩(wěn)定，如合理配置各燃燒器的煤粉濃度和一次風速，實現(xiàn)一次風粉的合理分配；5）低負荷吹灰應避免影響燃燒穩(wěn)定工況的重疊操作，比如負荷變化、斷煤及啟停磨煤機等，當吹灰時發(fā)生燃燒不穩(wěn)時應暫停吹灰，待參數(shù)回復正常后再進行；6）定期進行固定油槍試驗，保證負壓及火檢異常時快投油槍能正常投運，低負荷吹灰時加強監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)燃燒不穩(wěn)采取強退吹灰器及時投油的穩(wěn)燃措施；7）保證所有吹灰器能正常全行程投入，吹灰時間間隔嚴格按規(guī)定執(zhí)行，吹灰時加強對爐膛負壓的監(jiān)視，以防鍋爐掉灰渣塌灰滅火；8）維持火檢探頭測量回路正常，影響火檢強度的故障聯(lián)系熱控及時處理；9）在機組長期低負荷運行時，采用步進式手動吹灰的操作方法。即根據(jù)爐膛寬度，分幾次，逐步增加吹灰器的推進深度，直至全部吹掃到位。以減少吹灰槍一次進到位所引起的擾動，在保證燃燒穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，分次逐步將折焰角處的積灰吹掃干凈。

六、結(jié)語

火電廠低負荷吹灰時容易滅火的問題，一直困擾各火力發(fā)電廠，本文對低負荷吹灰滅火產(chǎn)生的原因進行了分析，為避免或減少低負荷吹灰滅火制定了相應的措施，減少事故發(fā)生率。對吹灰滅火時各監(jiān)視參數(shù)變化進行了總結(jié)，有利在事故發(fā)生時正確判斷，并及時采取有效措施。