第三熱電廠4#鍋爐主汽流量偏低問題探析

晁云剛

（陽泉煤業（集團）股份有限公司發供電分公司第三熱電廠，山西陽泉045000）

1 4#鍋爐、燃煤煤質、運行工況概述

1.1 4#鍋爐概述

4#鍋爐為濟南鍋爐廠生產的YG270/9.8-M型、高壓、露天布置、單爐膛、燃煤固態排渣、自然循環汽包爐，“∏”型布置，煤粉懸浮燃燒。鍋爐采用吊式布置，除尾部煙道的空預器采用支撐結構外，鍋爐本體均由擱置在構架頂部的板梁懸吊，爐膛四面由膜式水冷壁組成，后水冷壁上部形成折焰角，在折陷角上布置高溫過熱器，上部爐膛交錯布置了全輻射10片屏式過熱器，水平煙道布置有低溫過熱器，尾部豎井煙道里布置了上下兩級省煤器和三組空氣預熱器，采用輕型爐墻。

4#鍋爐設計參數：額定蒸發量270t/h，汽包工作壓力10.78MPa，過熱器出口壓力9.8 MPa，過熱器出口溫度540℃，給水溫度215℃，排煙溫度140℃。

1.2 燃煤煤質概述

本廠屬于典型的坑口電廠，燃煤主要來源于旁邊的礦井所供給的無煙煤，其主要元素分析如表1所示。

表1 主要元素分析表

1.3 運行工況概述

在冬季供暖期間，4#鍋爐共發生掉焦滅火10次，其中2次為底部水冷壁堵焦事故。為有效緩解結焦情況，只能將4#鍋爐主汽流量降至220 t/h運行，每天在供電、供熱谷段進行深度調焦2 h。

4#鍋爐引風機達到額定電流146 A，送風機達到達到額定電流104 A，鍋爐主汽流量只能達到250 t/h，煙氣含氧量達不到規定最低值3%的要求，飛灰可燃物含量為10%～12%，爐渣可燃物15%～18%，排煙溫度165℃，且包墻過熱器出現晃動現象，從爐墻保溫層內向外飄灰，致使4#鍋爐本體及尾部煙道積灰較多，為有效控制揚塵，只能降負荷運行。

2 原因分析、排查、確定

通過對4#鍋爐近幾個月運行報表的查詢及相關數據的對比分析，我們初步判定影響4#鍋爐主汽流量達不到設計值270 t/h的可能原因為入爐煤煤質偏離設計值較多、燃燒器性能降低、空預器漏風率較高、爐墻密封不嚴漏風較大、受熱面積灰積渣較多。就這些原因我們逐一進行了分析、試驗：

（1）入爐煤煤質偏離設計值較多。查詢4#鍋爐使用說明書，比對日常現有入爐煤煤質化驗單與設計煤種、校核煤種，差異較少，故此原因不成立。

（2）燃燒器性能降低。冬季供暖結束后，對4#鍋爐燃燒器進行檢查，發現三次風噴嘴因長期高溫烘烤出現變形、燒損現象，尤其2#角出現嚴重的位移現象；一次風噴嘴內濃淡分離撞擊塊出現變形、脫落現象；下二次風噴嘴內存有部分積渣、框體出現變形。以上原因疊加，致使一次風、二次風氣流剛性銳減，煤粉濃淡效果減弱，三次風強化擾動弱化，燃燒工況惡化。4#鍋爐空氣動力場試驗，一次風切壁現象較為嚴重，二次風反向切圓擾動強弱不一，1#、3#角三次風風向與風速等同，2#、4#角風向嚴重不相符，2#角風向與設計相比下降1°；同時，4#燃燒器自投運至今已使用4年，使用周期較長，此原因是4#鍋爐主汽流量偏低的根本原因。

（3）空預器漏風率較高。對4#鍋爐空預器前后煙氣過量空氣系數進行測算，發現空預器漏風較高，漏風率達到8%，因空預器漏風率較高，致使燃燒工況惡化，引風機無用功耗能增加，這是4#鍋爐主汽流量偏低的主要原因。

（4）爐墻密封不嚴漏風較大。經查詢技術圖紙與現場拆解保溫層，4#鍋爐包墻過熱器為光管式過熱器，在運行中，管與管之間密封不嚴部位隨著煙風系統正負壓向外噴灰、向內吸入空氣，因此造成煙道處揚塵較大，同時引風機無用功耗能增加，此原因是4#鍋爐主汽流量偏低的次要原因。

（5）受熱面積灰積渣較多。4#鍋爐停運后，對水冷壁、過熱器、空預器、省煤器等部位積灰進行檢查，均無明顯積灰積渣，故此原因也不成立。

3 整改措施

通過原因判斷、分析、認定，結合現有煤質情況、運行情況，且考慮運行中不得頻繁出現掉焦滅火現象，重新核算鍋爐整體熱力系統、風煙阻力，制定以下整改方案：

（1）燃燒器性能下降問題。經過對相鄰電廠鍋爐燃燒器使用情況進行調研、分析，決定將現有使用年限較長的燃燒器改造成著火穩定、快速和煤種適應性好的新型PRP燃燒器；同時，將原有固定二次風噴嘴改造成可調擺動式噴嘴，在運行過程中根據煤質變化、結焦情況予以調整，以此保證燃燒器剛性度，具備更廣的煤種適應性，優化燃燒工況，確保燃燒效率達到最佳。

（2）空預器漏風率較高問題。經過檢查，中級、下級空預器與煙道隔板出現變形、脫落現象，空預器管束出現少量破損。經計算，破損管束數量較少，還能夠滿足換熱需求，即對破損的管束進行盲堵處理，對中、下級空預器管箱分別進行拆除，對管箱與管箱間隔板、管箱與煙道間隔板進行全部更換且全部密封焊接，重新安裝到位后，啟動風機進行風壓試驗，檢查無泄漏。

（3）爐墻密封不嚴漏風較大問題。因包墻過熱器原有設計為光管型式，密封性能較差、剛性度較低，在運行過程中，因煙氣系統正負壓就會出現晃動、噴灰現象，不符合現場文明整治要求，也不符合環保要求。從長遠考慮，為徹底消除此現象，決定對包墻過熱器進行改造，將現有光管式包墻過熱器改造成膜式包墻過熱器，整體提升爐墻密封性能，降低爐墻漏風率。

（4）為了緩解結焦情況，將原有衛燃帶進行部分改動，主要是將原有布置在燃燒器中下部的衛燃帶提高0.5 m，使得衛燃帶中心位置高度與假想切圓中心位置高度相平，同時將每面墻中間衛燃帶拆除了1 m，以此來提高燃燒區域溫度，改善燃燒工況；同時，也能避免因衛燃帶偏低造成底部水冷壁處堆渣、積渣，造成底部水冷壁堵焦停爐。

4 改造效果

通過以上方案的實施，在4#鍋爐啟動后，對4#鍋爐主要指標進行改造前后統計、對比，經對比、分析，效果如下：

（1）4#鍋爐主汽流量能長時間保持在270 t/h運行，相比改造前，鍋爐負荷得到了極大的提升，鍋爐主汽流量提升50 t/h，機組發電量每小時增加11 MW，尤其在冬季供熱期間，為集團公司冬季供暖提供了可靠優質熱源。

（2）4#鍋爐性能、經濟指標大幅度提升，相比改造前，飛灰可燃物含量降低4%，爐渣可燃物降低8%，排煙溫度降低10℃，鍋爐熱效率提升1%以上，噸汽耗電量降低了3.29 kW·h/t，噸汽標煤耗降低了9.7 kg/t。

（3）4#鍋爐穩定運行系數得以提升，相比改造前，掉焦次數大幅度減少，基本杜絕了堵焦事故，且包墻過熱器再未出現晃動、飄灰現象，基本抑制了揚塵污染，作業環境得以極大改善，現場文明整治得以維持保障。

5 結語

通過燃燒器改造、空預器查漏堵漏、包墻過熱器改造、衛燃帶位置變化，解決了發供電分公司第三熱電廠4#鍋爐主汽流量偏低的問題，杜絕了底部水冷壁堵焦事故，緩解了爐膛結焦情況，極大地降低了飛灰可燃物、爐渣可燃物、排煙溫度等指標，提升了鍋爐熱效率，提高了4#鍋爐安全穩定運行系數。