機組運行過程中爐膛壓力突變原因分析

徐柳

（安徽省淮南市大唐洛河電廠熱控分公司，安徽　淮南　232008）

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機組運行過程中爐膛壓力突變原因分析

徐柳

（安徽省淮南市大唐洛河電廠熱控分公司，安徽淮南232008）

〔摘 要〕介紹了某發電廠機組鍋爐的概況，分析出機組運行過程中爐膛壓力突變的原因是鍋爐折焰角上積灰突然坍塌，或是給粉機突然斷粉又下粉對爐膛燃燒造成的擾動，最后提出了針對性的預防措施。

〔關鍵詞〕爐膛壓力；折焰角；積灰塌落；給粉機

0　設備概況

某發電廠1期工程2號鍋爐系上海鍋爐廠將原1 000t/h雙爐膛UP型直流爐，改造而成的SG1025/16.96—M858型控制循環鍋爐。鍋爐為雙爐膛、倒U型布置、平衡通風、雙四角切向燃燒、固態排渣煤粉爐。鍋爐以MCR工況為設計參數，在機組電負荷為341MW情況下，鍋爐最大連續蒸發量為1 025t/h，機組電負荷為320MW時，鍋爐的額定蒸發量為945.9t/h。

鍋爐爐膛寬17 000mm，深8 493mm，為矩形單爐體雙爐膛結構。四角直流式燃燒器采用雙切圓布置，假想切圓直徑分別為400mm和600mm。鍋爐制粉系統采用鋼球磨中間儲倉式乏氣送粉制粉系統，磨煤機型號為原來的DTM350/600，共4套；排粉風機4套；共有32臺給粉機。

2014年，為了進一步降低鍋爐煙氣中的NOx，采用空氣分級低NOx燃燒技術對燃燒器進行改造，同時兼顧飛灰可燃物等對鍋爐效率方面的影響。燃燒器改造后，熱損失增加小于0.4％，NOx排放量不大于300 mg/Nm3（O2=6％）。

1　運行中發生的異常現象

從2013年起，在機組各方面都正常情況下，該發電廠2號鍋爐陸續發生幾次爐膛壓力突然下降然后再上升的情況，造成機組自動控制系統全部切換為手動運行，爐膛燃燒失穩，嚴重影響了機組的安全運行。

2　故障原因分析

鍋爐的爐膛結構和爐膛負壓測點的安裝位置如圖1所示。

從圖1可以看出，鍋爐折焰角是一個前凸的傾斜角，爐膛負壓測點安裝在折焰角偏上方。

圖1　鍋爐爐膛結構和負壓測點安裝位置

根據異常現象的趨勢分析，認為壓力突變是由于鍋爐折焰角上的積灰突然塌落造成的。因為鍋爐折焰角的前凸，造成煙氣在折焰角上方形成回流，從而產生大量積灰。當積灰累積達到一定高度時，由于折焰角有一個30°的傾斜角，大量積灰突然塌落造成爐膛內壓力增大。由于爐膛負壓測點安裝在折焰角偏上方的位置，當折焰角上的積灰突然塌落時，爐膛負壓測點后面的通風突然暢通，再加上測點下面的落灰造成的阻力，使得爐膛壓力測點測到的爐膛壓力突然下降（不是爐膛真實壓力）。隨后由于爐膛測量壓力下降造成引風機出力迅速減小，加上塌灰造成的爐膛內壓力增大，導致爐膛壓力又突然升高。對鍋爐折焰角積灰情況進行檢查，發現由于原來折焰角部分不進行吹灰，積灰比較嚴重。因此，該廠恢復了折焰角吹灰器定期吹灰制度，此后一段時間沒有再發生此類情況。

但是后來該異常現象又一次發生了，且與前幾次一樣，爐膛負壓突變造成機組自動控制系統全部切換為手動運行，爐膛燃燒失穩。對現場進行實際檢查，并未發現折焰角積灰嚴重，也未發現鍋爐結焦；而且運行人員按規定要求按時對鍋爐左右兩側折焰角進行吹灰，折焰角塌灰的情況不可能發生。

通過對機組運行參數曲線的分析，發現當爐膛壓力先下降后上升突變后，汽包水位也是先下降后上升，同時汽包壓力也隨之下降。這充分說明汽包內部的能量發生了變化，即鍋爐燃燒發生了變化。

經過查看排粉機出口壓力、給粉機轉速以及各煤粉管的一、二次風速等與燃燒相關的運行曲線，發現B爐膛8號角的B8風速不正常，發生變化較大。因為當給粉機正常輸送煤粉時，一次風（送粉風）的風速應該變化不大，當給粉機中斷輸送煤粉時，阻力減小，風速增大；當給粉機再次輸送煤粉進入粉管時，阻力突然增加，風速就會下降。即B8給粉機有時斷時續不均勻地向爐內輸送煤粉的現象發生（可能煤粉倉內的煤粉有結塊），即B8給粉機下粉不正常。當突然斷煤粉的情況發生時，爐膛壓力下降，引風機動葉關小；后又因再來粉，發生爐膛局部爆燃，加上引風機動葉關小，所以造成爐膛壓力突升。同時，由于這次采用的是新技術低氮燃燒器，本來爐膛火焰中心溫度就不高，而此時鍋爐給水流量并沒有變化，因此鍋爐水冷壁吸收的熱量就下降，給水溫度降低。由于大量的冷水進入汽包內，使得汽包水位中的汽泡數大量減少，從而使得汽包水位迅速降低，產生了虛假水位；而后水位又快速上升，同時汽包壓力也有所下降。通過以上分析，認為這次異常是由于給粉機突然斷粉又下粉，對爐膛燃燒造成擾動而引起的。

3　預防措施

（1）運行人員要注意煤質的變化，盡快熟悉低氮燃燒器的性能，及時調整燃燒，特別是低負荷時盡量不要停運底層給粉機，以防止燃燒工況惡化。

（2）要定期檢查折焰角的積灰情況，合理確定折焰角的吹灰周期，防止折焰角積灰塌落。按規定要求按時對爐膛進行吹灰，防止發生鍋爐結焦，掉大焦塊的情況。因為如果鍋爐結焦嚴重，而且有較大的焦塊掉下，會使得爐膛壓力產生較大的變化，影響鍋爐的燃燒工況。

（3）要定期對鍋爐煤粉倉進行降粉，防止煤粉倉內煤粉結塊影響給粉機下粉，造成給粉不均勻。加強對運行給粉機的檢查，發現給粉機斷銷、卡澀等異常情況，要及時聯系檢修處理。

（4）檢修人員要做好運行設備的維護工作，保證設備可靠運行。

（5）熱控人員應對風煙調節系統的邏輯進行優化，在引風機的控制輸出上增加速率限制，防止爐膛負壓突變造成引風機執行器超調。

收稿日期：2015-08-05；修回日期：2016-02-08。

作者簡介：

徐柳（1972-），男，高級工程師，主要從事火力發電廠熱控自動化工作，email：2198213471@qq.com。