火電機組爐膛壓力異常分析及對策研究

叢錫龍，袁德權(quán)

（華電電力科學研究院有限公司，浙江 杭州 310030）

火電機組鍋爐爐膛壓力反映了燃燒過程中進入爐膛的送風量與爐膛煙氣量的工質(zhì)平衡關(guān)系，爐膛壓力過大，爐內(nèi)會向外噴火或噴灰，而爐膛壓力過小將會導致爐內(nèi)漏風量增加，爐膛溫度降低，增大引風機電耗和排煙熱損失。當爐膛壓力異常嚴重時，將導致爐膛“內(nèi)爆”、“外爆”現(xiàn)象。本文針對某電廠爐膛壓力異常升高導致機組MFT的原因進行分析，并提出相應防范措施。

1 事件概況

某電廠號鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-1025/17.5-YM36型亞臨界壓力一次中間再熱自然循環(huán)汽包鍋爐，鍋爐為單爐膛四角布置擺動式燃燒器、切向燃燒，固態(tài)除渣、平衡通風。磨煤機為ZGM95N型中速磨煤機，正壓冷一次風直吹式制粉系統(tǒng)。

16時32分，1號機組負荷119MW，主蒸汽壓力11.05MPa，主蒸汽流量477t/h，ABCDE磨運行，爐膛壓力在-50～-100Pa。16時33分，B磨開始間斷性斷煤，現(xiàn)場疏通處理。16時35分02～29秒，為穩(wěn)定燃燒快投AB層1～4號角油槍，4號角油槍檢測無火自動退出。16時35分48秒 為控制B磨出口溫度，誤將A磨入口一次風快速關(guān)斷門關(guān)閉，A磨入口風量迅速降低。16時36分02～20秒，關(guān)閉B磨入口一次風快速關(guān)斷門，恢復A磨入口一次風。16時36分11秒，AB層3號角油槍檢測無火自動退出。16時36分05～12秒，爐膛燃燒出現(xiàn)異常，B～E磨相繼跳閘，爐膛壓力出現(xiàn)大幅波動，爐膛壓力降至-1991 Pa，16時36分12秒快投DE層1～4號角油槍，2、4號角油槍檢測無火先后退出。16時36分16～41秒，再次快投AB層3、4號角油槍未成功。16時37分08秒，鍋爐“MFT”保護動作，爐膛壓力最高達到3321Pa，汽輪機跳閘，發(fā)電機解列，SOE首出“爐膛壓力高”。

2 檢查情況

2.1 鍋爐本體設(shè)備

檢查現(xiàn)場鍋爐本體設(shè)備外觀，各人孔門、看火孔無打開現(xiàn)象，打開人孔后檢查鍋爐內(nèi)部水冷壁受熱面無變形現(xiàn)象，尾部受熱面完好，引風機擋板狀態(tài)正常，現(xiàn)場無汽水外漏現(xiàn)象發(fā)生，鍋爐本體設(shè)備無損壞。檢查煤場，發(fā)現(xiàn)來煤均露天堆放在煤場，在冬春季且遇大雪天氣，煤場結(jié)凍、濕粘煤較多，B磨煤斗落煤口存有結(jié)凍、濕粘煤。

2.2 熱工保護邏輯

檢查保護邏輯，爐膛壓力高保護設(shè)定為開關(guān)量三取二邏輯判斷延時1s保護動作，爐膛壓力高定值為3230Pa，爐膛壓力低定值為-2490Pa。查看DCS歷史趨勢，16時37分08秒DCS顯示爐膛壓力模擬量最高達到3321Pa，達到保護設(shè)定的爐膛壓力高定值3230Pa，延時1s鍋爐MFT動作，保護動作情況正常。

2.3 鍋爐火檢

在16時36分關(guān)閉B磨入口一次風快速關(guān)斷門后，B磨給煤量為0t/h時，1、2號角煤火檢顯示為有火狀態(tài)，燃燒器未運行時火檢仍檢測到有火狀態(tài)，火檢檢測結(jié)果失真，無法準確反應本噴嘴燃燒情況。違反了《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求》中的要求：“火焰檢測裝置應當精細調(diào)整，保證鍋爐在高、低負荷以及適用煤種下都能正確檢測到火焰”。

2.4 燃油系統(tǒng)

在爐膛AB層、DE層8支油槍可遠控投入，但AB層3、4號角、DE層2、4號角油槍先后因燃燒不穩(wěn)退出，油槍助燃系統(tǒng)運行可靠性較差。助燃油槍日常檢修維護不到位，驗收不嚴格，未按要求開展油槍冷態(tài)試驗。違反了《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求》中要求：“鍋爐點火系統(tǒng)應能可靠備用。定期對油槍進行清理和投入試驗，確保油槍動作可靠、霧化良好，能在鍋爐低負荷或燃燒不穩(wěn)時及時投油助燃”。

2.5 運行操作

查看運行操作記錄，發(fā)現(xiàn)在B磨開始間斷性斷煤后，運行人員為控制B磨出口溫度，準備關(guān)閉B磨入口一次風快速關(guān)斷門時，誤將A磨入口一次風快速關(guān)斷門關(guān)閉，導致A磨入口一次風量迅速降低，見圖1。在A磨入口一次風快速關(guān)斷門關(guān)閉后，磨煤機一次風量仍有26.5t/h漏量，入口一次風快速關(guān)斷門嚴密性差，漏風嚴重。在B～E磨跳閘后，僅剩A磨1、2角燃燒器與AB層1、2角油槍著火，鍋爐處于局部滅火狀態(tài)時，仍投入DE層油槍助燃，違反了《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求》中要求：“當爐膛已經(jīng)滅火或已局部滅火并瀕臨全部滅火時，嚴禁投助燃油槍、等離子點火槍等穩(wěn)燃槍”。

圖1 制粉系統(tǒng)布置圖

2.6 煤質(zhì)化驗

查閱近期煤質(zhì)化驗報告，燃用煤質(zhì)收到基低位發(fā)熱量較設(shè)計煤質(zhì)偏低23%左右，煤質(zhì)較差，燃用煤質(zhì)偏離設(shè)計煤種較大，未開展相關(guān)摻燒試驗從而確定最佳摻燒方式。當入爐燃料與設(shè)計燃料有較大差異時，應開展燃燒調(diào)整試驗，以確定一、二次風量、風速、合理的過剩空氣量等運行參數(shù)。

查閱近期煤粉細度分析報告，各磨煤粉細度R90在38%左右，根據(jù)《火力發(fā)電廠制粉系統(tǒng)設(shè)計計算技術(shù)規(guī)定》要求：“固態(tài)排渣煤粉爐燃用無煙煤、貧煤和煙煤時，煤粉細度按R90=0.5nVdaf選取”，經(jīng)計算各磨所配煤質(zhì)推薦煤粉細度R90在14%左右，煤粉細度明顯偏粗。

3 原因分析

當B磨發(fā)生斷煤后，運行人員增加了其他4臺磨給煤量，并投入AB層油槍穩(wěn)燃。在處理B磨煤機斷煤過程中，誤將A磨煤機一次風快速關(guān)斷門關(guān)閉，造成A磨3、4角煤火檢無火，雖再次開啟A磨煤機入口一次風快速關(guān)斷門，因爐內(nèi)著火能量迅速下降，且D～E磨燃用煤質(zhì)差、煤粉較粗，D～E磨煤火檢相繼檢測無火，先后跳閘。為穩(wěn)定燃燒，運行人員投入DE層油槍和AB層3、4角油槍，A磨持續(xù)、大量向爐膛輸送煤粉，煤油混燒期間瞬間燃燒加劇，造成鍋爐發(fā)生爆燃，爐膛壓力升高，導致鍋爐MFT動作。

磨煤機堵煤原因一方面是來煤均露天堆放在煤場，無防雨雪和防凍措施，加之近期降雪量較大，環(huán)境溫度降低后造成原煤結(jié)凍、濕粘，導致原煤倉落煤口蓬煤。另外摻配煤工作不細致，未根據(jù)煤場存煤情況合理混配，煤場儲煤結(jié)凍、濕粘時，未采取有效措施及時處理。

4 處理及防范措施

（1）生產(chǎn)各級應強化履職盡責意識和能力，嚴格按照安全生產(chǎn)相關(guān)要求，舉一反三，吸取經(jīng)驗教訓，確保反措、隱患排查治理等工作做實，各項要求、防范措施落到實處，人員素質(zhì)、設(shè)備健康水平得到根本性的提升。

（2）加強運行人員的技術(shù)培訓和事故應急處理能力。提升運行人員的專業(yè)技能、分析、判斷能力，確保在各類異常情況下能夠操作正確、及時、平穩(wěn)完善運行管理工作。加強運行人員理論學習和培訓，提高運行操作技能。

（3）根據(jù)當前煤質(zhì)摻配情況，及時開展制粉系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)調(diào)整試驗，選擇合理煤粉細度、燃燒器配風方式以及摻配方式。

（4）嚴格執(zhí)行運行規(guī)程和反措有關(guān)要求，落實應對原煤斗篷堵煤、煤質(zhì)變化引起燃燒不穩(wěn)、鍋爐滅火等事故預想和應對措施。制定嚴寒天氣及入廠量不足影響機組安全穩(wěn)定運行的應對措施。

（5）嚴格開展助燃油槍定期試驗工作，提高助燃油槍日常檢修維護質(zhì)量，及時整改設(shè)備存在的安全隱患。

（6）加強磨煤機入口熱風調(diào)節(jié)門及關(guān)斷門等設(shè)備的日常檢修維護工作，確保檢修及時到位并保證檢修質(zhì)量。

5 結(jié)語

燃燒煤粉鍋爐爐膛壓力是評價煤粉鍋爐燃燒穩(wěn)定性的一個重要指標。通過對鍋爐本體設(shè)備、熱工保護邏輯、鍋爐火檢、燃油系統(tǒng)、運行記錄和鍋爐煤質(zhì)等方面進行檢查，分析爐膛壓力異常引發(fā)鍋爐MFT事故的原因，結(jié)合檢查過程中暴露的問題，提出相應的處理和防范措施，為同類型機組控制鍋爐爐膛壓力提供一定的參考。