600 MW機(jī)組鍋爐結(jié)焦及減溫水超量問(wèn)題分析與處理

何 龍，郭宗林

(河北省電力建設(shè)調(diào)整試驗(yàn)所，石家莊 050021)

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600 MW機(jī)組鍋爐結(jié)焦及減溫水超量問(wèn)題分析與處理

何 龍，郭宗林

(河北省電力建設(shè)調(diào)整試驗(yàn)所，石家莊 050021)

針對(duì)600 MW機(jī)組鍋爐嚴(yán)重結(jié)焦及減溫水超量的問(wèn)題，從鍋爐煤質(zhì)、鍋爐制粉系統(tǒng)、鍋爐爐膛觀測(cè)等方面進(jìn)行分析，認(rèn)為入爐煤質(zhì)是導(dǎo)致機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)焦及減溫水超量的根本原因，并提出相關(guān)措施及建議。

鍋爐結(jié)焦；減溫水超量；燃燒

1 設(shè)備概況

河北省南部電網(wǎng)某電廠鍋爐為北京巴威公司按美國(guó)B&W公司的RBC系列鍋爐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本工程燃用的設(shè)計(jì)、校核煤質(zhì)特性和自然條件，進(jìn)行性能結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的亞臨界參數(shù)RBC鍋爐。鍋爐為亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、全鋼構(gòu)架的Π型單鍋筒鍋爐。鍋爐采用雙進(jìn)雙出磨冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，前后墻對(duì)沖燃燒方式，并配置低NOx雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器和降低NOx排放量的NOx噴口。尾部設(shè)置分煙道，采用煙氣分流擋板調(diào)節(jié)再熱器出口汽溫。鍋爐本體采用半露天布置，固態(tài)連續(xù)排渣。鍋爐設(shè)計(jì)煤種、校核煤種均為晉東南貧煤，鍋爐設(shè)計(jì)煤種和校核煤種見(jiàn)表1。

2 機(jī)組存在問(wèn)題

該機(jī)組鍋爐自2016年06月份以來(lái)，為維持機(jī)組運(yùn)行參數(shù)在相關(guān)設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)，機(jī)組減溫水用量持續(xù)偏高，尤其是在機(jī)組低負(fù)荷300～400 MW區(qū)間運(yùn)行時(shí)，機(jī)組減溫水用量高達(dá)240～250 t/h(正常設(shè)計(jì)值為150～180 t/h)。在機(jī)組減溫水調(diào)門全開(kāi)的情況下，仍需要通過(guò)主給水閥門調(diào)節(jié)對(duì)主給水進(jìn)行截流的方式提高減溫水給水壓力才能保證機(jī)組減溫水正常用量，進(jìn)而使機(jī)組運(yùn)行參數(shù)維持在正常范圍內(nèi)。在減溫水壓力及流量不穩(wěn)定期間，機(jī)組整體調(diào)節(jié)性能極差，無(wú)法維持正常參數(shù)穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)常導(dǎo)致機(jī)組鍋爐過(guò)熱、再熱汽溫超溫現(xiàn)象的出現(xiàn)。在此運(yùn)行期間還曾經(jīng)發(fā)生過(guò)2次鍋爐爐膛掉焦導(dǎo)致機(jī)組MFT動(dòng)作發(fā)生滅火的情況。

表1 鍋爐設(shè)計(jì)煤種和校核煤種

項(xiàng)目設(shè)計(jì)煤種校核煤種全水分(Mt)/%6.167.35空氣干燥基水分/%0.860.90灰分/%21.7326.05碳/%64.6159.80氫/%2.862.82氧/%2.652.56氮/%1.041.07全硫/%0.950.35高位發(fā)熱量/(MJ·kg-1)25.3423.59低位發(fā)熱量/(MJ·kg-1)24.6222.78干燥無(wú)灰基揮發(fā)分/Vdaf16.5412.88哈式可磨系數(shù)8475

3 問(wèn)題原因分析

3.1 鍋爐煤質(zhì)分析

針對(duì)機(jī)組鍋爐存在的問(wèn)題，對(duì)鍋爐的入爐煤和2種入場(chǎng)煤進(jìn)行工業(yè)及結(jié)焦特性，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 鍋爐入爐煤及入廠煤檢驗(yàn)結(jié)果

項(xiàng)目入爐煤入廠煤坤堅(jiān)入廠煤德軒全水分/%6.709.504.60空氣干燥基水分/%1.221.950.89灰分/%27.0732.8939固定碳/%55.9846.2143.56變形溫度/℃>15001350>1500軟化溫度/℃>15001380>1500流動(dòng)溫度/℃>15001420>1500全硫/%1.451.631.28高位發(fā)熱量/(MJ·kg-1)22.5319.3118.50低位發(fā)熱量/(MJ·kg-1)21.8918.6617.97收到基揮發(fā)分/%10.2511.4012.84干燥無(wú)灰基揮發(fā)分/%15.4719.7922.77焦渣特性323

根據(jù)上述結(jié)果，摻配后的入爐煤各項(xiàng)指標(biāo)基本符合燃燒需求，但入廠煤坤堅(jiān)灰熔點(diǎn)溫度明顯低于1 500 ℃，屬于極易結(jié)焦的范疇，此煤種在高負(fù)荷下進(jìn)入爐膛燃燒，將會(huì)在燃燒區(qū)及以上部位造成明顯的結(jié)焦。

3.2 鍋爐制粉系統(tǒng)分析

在對(duì)煤質(zhì)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)而對(duì)制粉系統(tǒng)進(jìn)行了排查，分別采取1D、1E磨煤機(jī)各一次風(fēng)管內(nèi)的煤粉進(jìn)行稱重及篩分，其分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 1D磨煤粉細(xì)度及帶粉量

樣品質(zhì)量(1min)R90/%R200/%D122.934.040.26D418.692.670.35D535.993.480.28E340.698.080.80E444.096.400.16E547.993.680.13

從表3數(shù)據(jù)可見(jiàn)，雖然測(cè)量值受試驗(yàn)條件和測(cè)點(diǎn)位置約束為粗略統(tǒng)計(jì)，但煤粉細(xì)度基本為合格狀態(tài)，各管煤粉均勻性略有差異，但情況并不明顯，與以往多次測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)結(jié)果基本保持一致。

3.3 鍋爐爐膛觀測(cè)及分析

在機(jī)組500 MW工況下，對(duì)鍋爐整個(gè)爐膛溫度進(jìn)行測(cè)量，并通過(guò)觀測(cè)孔對(duì)爐膛內(nèi)部結(jié)焦情況進(jìn)行觀測(cè)。在TMCR工況下，其相關(guān)參數(shù)及具體溫度場(chǎng)詳見(jiàn)下表4及表5。

表4 鍋爐相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)值 ℃

名稱煙氣進(jìn)口溫度煙氣出口溫度介質(zhì)進(jìn)口溫度介質(zhì)出口溫度屏式過(guò)熱器13931192378421二級(jí)過(guò)熱器入口管組11921060419489二級(jí)過(guò)熱器出口管組1045964488541再熱器垂直管組844824416541再熱器過(guò)渡管組796779399416再熱器水平管組491396329399一級(jí)過(guò)熱器出口管組755729389396一級(jí)過(guò)熱器水平管組699504364389省煤器468438281296

表5 爐膛及尾部煙道溫度場(chǎng)測(cè)量 ℃

爐左墻爐前墻爐右墻水平煙道7971078103610579301075921987101210467811068100111439531039爐膛受熱面1223120011401208122212191205113912361259131912971257/130712701361136113051300燃燒器區(qū)域1464138613811429143113361297125412641071

通過(guò)與該負(fù)荷狀態(tài)下熱力計(jì)算書(shū)上煙溫進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)從上層燃燒器處開(kāi)始直到爐膛上部水平受熱面處爐膛溫度明顯高于設(shè)計(jì)值，約偏高100 ℃。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)看火孔觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)屏式過(guò)熱器的迎風(fēng)面及下部、二級(jí)過(guò)熱器發(fā)現(xiàn)明顯掛焦，下兩層短吹處至上層燃燒器水冷壁發(fā)現(xiàn)大面積片狀結(jié)焦。

3.4 爐膛結(jié)焦及減溫水超量分析

前期廠用汽車來(lái)煤中，至少有一種煤質(zhì)(坤堅(jiān))的灰熔點(diǎn)低于爐膛燃燒區(qū)火焰溫度，無(wú)論與其他何種煤種摻配，都不能消除此煤種在燃燒階段熔融(火焰溫度已經(jīng)大于煤質(zhì)變形軟化溫度)并粘附在水冷壁上的可能，導(dǎo)致在上層燃燒器區(qū)域直到過(guò)熱器區(qū)域受熱面大面積結(jié)焦，并且通過(guò)吹灰器很難吹掃干凈。近期雖然已經(jīng)停止使用此煤種，但僅僅表現(xiàn)在不再掉大焦滅火，而粘附在受熱面上的片狀結(jié)焦很難去除，從而導(dǎo)致受熱面吸熱能力下降。由于爐膛水冷壁大面積結(jié)焦，水冷壁換熱能力下降，爐膛出口煙溫整體偏高，包括屏式過(guò)熱器及二級(jí)過(guò)熱器甚至再熱器區(qū)域，導(dǎo)致過(guò)熱器和再熱器出口汽溫升高，被迫加大減溫水量才保證主蒸汽溫度不超溫。

4 處理措施及效果

針對(duì)機(jī)組發(fā)生的結(jié)焦及減溫水超量的問(wèn)題采取了以下措施：

a. 對(duì)入廠煤坤堅(jiān)此煤種停止使用，保證其不參與任何煤種的摻配，且保證鍋爐運(yùn)行過(guò)程中的煤質(zhì)穩(wěn)定。

b. 在日常運(yùn)行過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)受熱面的吹灰，尤其保證機(jī)組在低負(fù)荷條件下運(yùn)行中的吹灰次數(shù)。在吹灰過(guò)程中注意加強(qiáng)對(duì)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常情況，及時(shí)作出調(diào)整。

經(jīng)上述措施調(diào)整后機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定，減溫水用量維持在150 t/h左右，效果明顯。

5 結(jié)論及建議

鍋爐燃料是保證機(jī)組能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的前提條件，在很大程度上決定著機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，也是維護(hù)機(jī)組安全的基石。針對(duì)上述問(wèn)題，提出如下相關(guān)建議。

a. 鍋爐燃燒必須首先保證煤質(zhì)的穩(wěn)定，并且煤質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均應(yīng)滿足燃燒的需要，無(wú)論發(fā)熱量、揮發(fā)分還是灰熔點(diǎn)，以避免煤種對(duì)燃燒產(chǎn)生不良影響。在燃料管理方面，必須保證入廠煤質(zhì)的穩(wěn)定和滿足燃燒需求。這是解決機(jī)組結(jié)焦滅火及減溫水量偏高所需基礎(chǔ)條件。

b. 在受熱面產(chǎn)生結(jié)焦時(shí)，在保證不停爐的情況下首先加強(qiáng)吹灰，尤其是在低負(fù)荷時(shí)保證對(duì)水冷壁吹灰，使?fàn)t膛受熱面能夠多吸熱，同時(shí)在高負(fù)荷狀態(tài)下通過(guò)快速降負(fù)荷來(lái)促進(jìn)大渣塊脫落，受熱面上較為堅(jiān)固的片狀結(jié)焦應(yīng)在檢修期間徹底清理。在必要的情況下，可以采用除焦劑來(lái)進(jìn)行除焦。

c. 運(yùn)行過(guò)程中采用使?fàn)t膛火焰溫度降低的措施，例如在中低負(fù)荷盡量減少磨的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，加大中、下層磨的出力，降低上層磨的出力，使得燃燒器整體出力下移。

d. 停爐檢修期間，需對(duì)全爐膛進(jìn)行除焦除渣作業(yè)；對(duì)燃燒器噴口進(jìn)行降一次風(fēng)速改造，保證燃燒器的正常投運(yùn)；對(duì)一次風(fēng)可調(diào)式縮孔進(jìn)行檢修和更換，對(duì)制粉系統(tǒng)分離器及時(shí)進(jìn)行清理，確保風(fēng)粉系統(tǒng)運(yùn)行良好。

本文責(zé)任編輯：王麗斌

Analysis and Treatment of Coking and Water Heating Excessin Boiler of 600 MW Unit

He long,Guo Zonglin

(Hebei Electric Power Construction Adjustment Test Station,Shijiazhuang 050021,China)

For a 600 MW boiler unit serious coking and excessive desuperheating water problems were analyzed from the boiler,coal pulverizing system of boiler furnace,observation and other aspects, that is the cause of coal into the furnace water wall of boiler coking,thus resulting in the root cause of excessive desuperheating water, and put forward relevant measures and suggestions.

boiler coking;desuperheating water excess;combustion

2017-02-07

何 龍(1984-)，男，助理工程師，主要從事機(jī)組鍋爐調(diào)試工作。

TM621.2

B

1001-9898(2017)03-0060-03