淺談非標吹灰器在預防和控制爐膛結焦上的應用

（國電濮陽熱電有限公司，河南 濮陽 457000）

電站燃煤鍋爐結焦的原因比較復雜，結焦會破壞正常燃燒工況，破壞正常水循環，嚴重時還會造成鍋爐掉焦滅火或鍋爐爆管等情況，威脅機組的安全穩定運行。部分燃煤機組在實施包含低氮燃燒器改造的超低排放系統改造后，鍋爐結焦的現象出現或凸顯。本文以國電濮陽熱電有限公司2×670t/hMW鍋爐低氮燃燒改造后鍋爐結焦分析處理為基礎，結合國內超低排放低氮燃燒器改造后一些鍋爐出現結焦的問題，進行總結歸類，分析了產生結焦的原因，提出有效預防和控制鍋爐結焦的解決方案。

1 設備基本概況

我公司現有2×210MW國產燃煤發電機組，鍋爐選用東方鍋爐廠制造的DG670/13.7-19型超高壓、一次中間再熱、自然循環、“∏”型布置汽包爐、單爐膛四角切圓燃燒、平衡通風、露天布置、燃煤、鋼爐架、固態排渣爐。設計煤種為以鶴壁煤為主的貧瘦煤，2006年雙投。2015年完成低氮燃燒器改造，改造完成后通過各種手段調整燃燒，鍋爐爐膛溫度要升高60～80℃，鍋爐水冷壁開始出現掛焦現象，鍋爐對煤質的要求明顯提高，連續運行3個月后容易出現掉焦滅火的情況。

2 鍋爐結焦問題的集中爆發

2015～2017年10月，設計煤種鶴壁煤采購比例在35%～40%，鍋爐運行相對穩定，在鍋爐連續運行3個月后偶爾出現掉焦滅火的情況。由于煤炭市場的變化和電廠經營降本需要，2017年進入冬季后摻配煤的比例加大，鶴煤采購比列大幅下降，鍋爐結焦明顯。2017年12～2018年3月，1#、2#鍋爐大量結焦，多次頻繁掉焦造成鍋爐滅火。公司通過恢復鶴煤采購量、運行通過燃燒調整等手段，1#、2#鍋爐結焦情況有所緩解，但還會幾天出現一次鍋爐掉焦滅火，生產極不穩定。這是因為主燃燒器區域一旦結上焦，通過負荷擾動、爐膛吹灰和調整風門確實也起作用，但焦掉落不受控，爐膛負壓波動較大，鍋爐燃燒不穩定，掉焦經常造成鍋爐滅火等。鍋爐掉焦滅火相關參數SIS數據截圖如圖1。

圖1 2018年3月6日0:001#鍋爐掉焦滅火相關參數SIS數據截圖

3 鍋爐結焦的原因

鍋爐結焦的原因比復雜，我公司鍋爐結焦的主要原因是低氮燃燒器改造后主燃燒器區域熱負荷增加，溫度升高，給鍋爐結焦提供了條件。次要原因是2017年冬季摻配煤較以前明顯加大帶來灰熔點低的摻配煤量也加大了，鍋爐結焦現象就更明顯和嚴重了。

表1 2018年3月6日0:001#鍋爐掉焦滅火相關參數數據表

4 問題的分析和解決

造成我廠鍋爐結焦的兩個主要原因之一的爐溫升高的問題需要推翻現有的低氮燃燒器重新設計安裝，造價高。主要原因之二的配煤摻燒是電廠降低成本的有效手段，不能輕言放棄。結焦不可怕，可怕的是結焦的不可控累積以及造成的惡性循環。于是，我們就從如何控制焦大量集聚，阻斷大量結焦造成鍋爐滅火的路徑。

我們通過多次現場查看和觀察，鍋爐結焦的部位是在主燃燒器區域，初期焦狀態比較軟和疏松，在這個時候對其進行吹掃焦會掉落。原東鍋設計的吹灰器在結焦區域上部，不能把結的焦吹掉。設計規范上一般不允許/推薦把吹灰器安裝在燃燒器區域，擔心影響鍋爐燃燒穩定。鍋爐主燃燒器區域兩側有風箱，不便于安裝吹灰器。

我們通過現場實踐試驗，在主燃燒器區域安裝非標吹灰器效果明顯，控制合理的吹掃蒸汽參數就不影響鍋爐燃燒的穩定。試驗是根據吹灰器的原理和拉法爾噴嘴原理，與廠家結合設計能穿過二次風箱的非標爐膛吹灰器，在主燃燒器至SOFA燃燒器區域的前后左右四面水冷壁墻上合理布置，達到既能吹掉焦又不影響燃燒器噴嘴火焰和鍋爐燃燒的效果，從而有效控制住爐焦的積累和大量積累后的惡性循環，不發生掉焦造成的鍋爐滅火，保證機組安全穩定運行。

5 非標吹灰器在預防和控制鍋爐結焦上的效果

非標吹灰器應用前的狀況：爐溫高減溫水全開，減溫水量大，如表1。

圖2 DCS畫面

（2）設計安裝非標吹灰器后鍋爐運行效果。能把爐膛早期結的焦吹掉，防止鍋爐大面積結焦造成鍋爐爐膛溫度高加劇結焦的惡性循環，起到預防和控制鍋爐結焦的效果。鍋爐運行穩定，減溫水大幅減少，一般≦10%。見非標吹灰器設計安裝使用后汽水系統圖（如圖2）、鍋爐流量及減溫水歷史曲線圖（如圖3）、定期吹掃把爐膛結焦吹掉后撈渣機電流變化（圖4）。

6 結語

圖3 鍋爐流量及減溫水流量歷史曲線圖

圖4 非標吹灰器吹掃后焦掉落撈渣機電流的變化

造成鍋爐結焦的原因很多，也較為復雜，需要從設計、制造、安裝、燃燒調整的每個環節去做好工作。非標爐膛吹灰器是設計和安裝使用能有的放矢進行吹掃，有效控制和預防鍋爐結焦的大量集聚，有效避免鍋爐掉焦滅火。