#3機組結掉焦原因分析

#3機鍋爐情況簡要介紹：我廠#3機組鍋爐是亞臨界中間一次再熱W火焰自然循環爐，于2014年完成低氮改造后，因供風方式，燃燒方式、煤質變化等原因，爐膛還原性氛圍加劇，鍋爐結焦情況嚴重，后雖經未燃帶優化、二次風箱內部結構優化改造，燃盡風噴口改造，燃燒器噴口改造及多次燃燒優化調整試驗，鍋爐結焦仍未有明顯好轉。2018年11月份進行了#3爐燃燒優化調整試驗。2019年1月份#3爐燃燒優化調整試驗已完成。3月20日西工院已出具試驗報告，運行部進行了針對性培訓。2020年4月24日——5月25日#3爐掉焦12次、捅焦41次。針對#3鍋爐負壓波動和鍋爐捅焦特點，5月7日，運行部將周界風擋板全部由100%關至70%，負壓波動和捅焦頻次好轉，繼續觀察。接下來的工作：對鍋爐廠家編制的未燃帶改造方案進行評審和優化調整，擬將前后墻乏風與拱下F風間花狀未燃帶、拱下F風中間部位600mm高度未燃帶去除（共計約30m2）.目前采取的措施：1、運行部繼續執行二單元鍋爐防結掉大焦措施2、策劃部協調做好煤質摻配工作，避免三高（負荷高、熱值高、硫分高）問題的疊加發生3、運行部做好#3、#4爐的燃燒優化調整試驗后數據的分析機培訓工作，并結合鍋爐負壓波動和捅焦變化情況，及時進行燃燒調整。4、檢修利用檢修機會，實施未燃帶優化改造項目。

針對目前存在的結掉焦問題，筆者的分析思路為：鍋爐結焦原因大體從三個方面考慮，一個是煤質原因，一個是鍋爐燃燒的調整，一個是燃燒設備本身的原因。

一、 煤質方面

筆者對#3機組入爐煤質連續半個多月來煤質熱值變化和硫分變化情況見下圖1機組燃煤質量。根據對機組燃煤測定揮發分后的焦渣特征持續觀察， #3機燃煤焦渣特性為2型（黏結）。結渣性是測定煤灰在煤自身的反應熱作用下發生形態變化的特性，受著煤灰成分及煤灰產率雙重因素的影響。它比灰熔點能更好地反映灰的成渣特性。一般實驗室中，都配備了灰熔點測定儀，但通過運行實踐我們發現，有時煤的的軟化溫度即使超過了1350度，鍋爐在運行中還是出現了結焦現象。究其原因，以陽泉煤和大同煤為例，陽泉煤的變形溫度DT大于1500度，大同煤灰的軟化溫度ST等于1270度，雖然灰熔融性大不同，但結渣率卻彼此相近，其原因就是陽泉煤灰分產率高于大同煤。大同煤灰熔點雖低，但它的灰分也低，所以結渣率并不高。我廠#3機組入爐煤的軟化溫度根據長期統計來看，均大于1500度。通過在流速0.1m/s時的結渣率和灰熔點，灰含量關系式可知，機組結焦率在50%左右。此外，鍋爐煤粉燃燒所處周圍氣氛對結渣性也有一定影響，因為還原性氣氛測得的熔點比氧化性氣氛測得的要低，因此，煤在還原性氣氛中比在氧化性氣氛中的結渣率高。#3鍋爐在2014年進行了低氮改造，直接加劇了爐膛的還原性氣氛。煤中的硫含量也是影響結渣性的因素之一，煤中硫含量越高，灰熔點越低，相應煤的結渣性也隨之升高，就我廠#3機組燃用硫分，通過數據比對，一直控制在較低水平。

二、 鍋爐燃燒的調整

6月1日—6月19日#3鍋爐總共捅焦次數為27次，發生負壓波動次數為5次，負壓不穩基本上發生在高負荷階段。根據大數據統計分析發現，鍋爐掉大焦和A磨可能存在微妙的關系。

在5日到8日A磨連續運行時間內，鍋爐捅焦次數為5次 ，占比18.5%，負壓不穩1次。8日---12日A磨連續運行時間內，鍋爐捅焦次數為9次，占比33.3%，負壓不穩1次。12日---15日A磨連續運行時間內，鍋爐捅焦次數為5次，占比18.5%，負壓不穩2次。

通過曲線分析，A磨的風粉配比存在不平衡，看下圖

通過對焦塊顏色和底渣含碳量可以佐證鍋爐燃燒不充分，煤的燃燒步驟為水分蒸發，緊接著是揮發分的析出，然后是焦炭的燃燒。

3A側飛灰可燃物含量普遍高于3B側飛灰可燃物含量，存在偏燒可能。

吹灰對結焦的影響，本次未考慮。

三、 燃燒設備影響

爐膛容積熱負荷、爐膛斷面熱負荷、燃燒器區域熱負荷、爐膛幾何尺寸對鍋爐結焦有直接關系。爐膛容積熱負荷設計值的選取不但影響煤的燃盡，更重要的是影響爐膛出口溫度和爐膛溫度。爐膛環境溫度是影響結焦的外部因素，空氣動力場組織的好壞，對鍋爐結焦有重要作用。

針對發現的A磨組風粉配比長期不平衡問題，運行人員采取了相應的處置措施，密切跟蹤負荷變化，使A磨組風煤比處于允許范圍內。 ? ? ? 通過對噴燃器的檢查發現，有部分噴燃器乏汽管路出現堵塞，在燃燒區出現嚴重還原性氣氛，導致燃燒不充分，底渣可燃物含量偏多。大量未完全燃燒煤粘結在水冷壁上，在負荷擾動的情況下，發生脫落，導致負壓波動。對堵塞乏汽管路，進行了相應的疏通。通過上述工作，經過一個月的觀察，#3鍋爐結掉焦情況出現明顯好轉。

接下來的工作，需要對底渣系統3個灰斗分別進行采樣化驗，以確定是否存在偏燒。考慮進行煤灰成分的分析，以進一步確定鍋爐結焦性的預判。優化對鍋爐煤粉細度的采樣化驗，建議將磨組出口分離器改成動態遠程可控調整模式。

作者簡介：郭子雷，本科，1985年3月15日，男，漢族，籍貫是山東德州，華能上安電廠，工程師，研究方向是化學化驗和燃煤技術