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锅炉改造对结渣的影响
发布时间:2021-9-27  浏览次数:298
0  引  言
锅炉结渣会给安全经济运行带来危害 , 影响结渣有三方面的因素 : 燃料特性、锅炉结构和运行因素。对于电厂来说 , 主要是根据现有锅炉设备和煤种 , 进行合理运行。由于锅炉运行参数与设计值的差异 , 某些电站针对锅炉出现问题进行了改造。某厂 11 # 炉为 BP - 1025 型锅炉 , 原设计为四角切圆燃烧 , 因原设计煤种与实际燃用煤种差别较大 , 在中、低负荷情况下频繁灭火。由于考虑不全面 , 改造后导致了锅炉结渣 , 影响了锅炉的安全经济运行。本文从锅炉改造方面分析了影响结渣的因素 , 提出了预防结渣的措施 , 为电厂运行提供了参考。

1  锅炉改造对结渣的影响
1993 年 - 1994 年间分 2 次将 1 - 4 # 磨煤机一次风喷口改为多功能燃烧器。改造后对运行及低负荷稳燃起到了明显的作用 , 但由于一次风气流特性的改变 , 对一次风喷口及周围水冷壁冲刷磨损较为严重 , 在 1997 年中小修中将多功能燃烧器船体由原来的竖置改为横置。

改置后的一次风喷口其气流特发生了相应的变化 , 由于四周间隙较均匀 , 回流区趋于合理。但主气流改后的宽度减小 , 高度不变 , 高宽比增大 ,射流刚性要差 , 且射程相对缩短 , 燃烧过程往上移 , 从而使火焰中心上移 , 炉膛出口烟温上升。

同时 , 该炉由于吹灰器除灰效果不佳 , 以及在标高 46 m 处的 2 层短吹灰器因设备的故障而被拆除 , 导致在燃烧器区域上都有明显的积灰和结渣 , 在标高 46 m 至 58 m 处积灰结渣较来严重 , 在运行中时有塌灰掉渣现象发生。与具有同样结构和燃烧器的 12 # 炉 ( 多功能燃烧器船体为竖置 ,吹灰器投入率达 80 %) 相比 ,11 # 炉由于火焰中心上移和炉内结渣、积灰 , 导致炉膛出口 ( 屏式过热器前 ) 的烟气温度高达 1 400 - 1 450 ℃ , 与 12 #炉炉膛出口烟气温度很高时的 1 300 ℃相比较 ,高出 100 ℃ - 150 ℃。

由于积灰使传热热阻增加 , 受热面吸热相对减少 , 导致各段烟温升高。为了弥补受热面吸热不足和负荷需求而增加燃料量 , 造成各段烟温的进一步升高 , 导致了结渣、积灰的进一步发展 ; 即使燃用不易结渣的煤种 , 如果炉内达不到吹灰效果时 , 随着时效作用也会使炉内的燃烧热量分配趋于不合理 , 使积灰和结渣现象继续发展 , 造成恶性循环。

某厂 PG650 t/ h 锅炉 , 对直流燃烧器进行了改造 , 将其二、三层共 8 个矩形喷口改为浓淡型喷口 , 使原来直流燃烧器变为浓淡燃烧器。改造锅炉后运行表明 : 锅炉降负荷到 100 MW 仍可不投油稳燃 , 但锅炉出现严重结渣现象 , 频繁掉渣 , 砸坏水冷壁管。

结渣原因中 , 设备改造影响很大。因一次风喷口安装、焊接不良 , 致使衔接处出现间隙 , 造成二次风向一次风窜风 ; 二次风风压大 , 风速高 , 窜入一次风道 , 导致一次风量大、风速增加 , 着火热增加 , 燃料着火推迟 , 燃烧稳定性变差 , 火焰中心上移 , 部分煤粉的燃烧推迟到炉膛上部 , 使上部炉膛负压出现较大幅度的波动 , 并引起其他参数波动 ; 同时 , 二次风本身风量减少 , 风速下降 , 使燃烧后期炽热焦碳得不到氧而出现局部还原性气氛 ,引起结渣。

二次风向一次风窜风 , 一次风速提高 , 气流在炉内的旋转强度也增加 , 煤粉受惯性力作用向旋转外侧聚集 , 因此煤粉浓度切圆和温度切圆比速度切圆大 , 即近壁区域火焰温度高 , 灰粒浓度高 ,处于熔融状态的灰粒很容易受惯性力作用粘附在水冷壁上而造成结渣。

第 1 层燃烧器 4 # 角一次风喷口被堵塞了一半面积。由于阻力增加 , 该角风量、风速降低 , 其他 3 个角的风速都相应提高 , 各角风速不均匀程度加大 , 火焰中心截面被推向右墙 , 使右墙结渣明显比其他 3 侧墙多且厚。

中速磨直吹式燃烧系统因磨煤机至四角输粉管道阻力特性不同 , 会使每个喷燃器的煤粉量分配不均匀 , 造成炉膛局部缺氧和热负荷不均匀 , 在燃烧空气不足的情况下 , 炉膛结渣状况会恶化。

改造后浓淡燃烧器浓相煤粉设计浓度为0.80 kg/ kg 。稀相煤粉设计浓度为 0.15 kg/ kg 。

实际运行过程中 , 稀相煤粉浓度高于设计值 ,其位置位于该层燃烧器的上部 , 使这部分煤粉处于缺氧燃烧状态 , 形成局部还原性气氛 , 降低了灰熔点 , 加重了结渣 ; 同时在冷态测试中稀相风速比浓相风速低 6 - 7 m/ s , 使煤粉着火点离喷口很近 ,造成喷口结渣、烧坏。

2  减轻结渣的措施
电厂经过实践 , 认识到改造的不合理。利体割掉 , 保留底下两层 1 、 2 # 磨一次风喷口船负荷稳燃 , 又可以达到防止火焰中心上移的目荷下炉膛出口烟温极高不超过 1 330 ℃ , 运行中积灰结渣明显减轻。

针对 PG650 t/ h 锅炉问题 , 电厂提高了检修质量 , 解决了设备安装等问题 , 进行了燃烧调整 ,保证了合适的煤粉浓度和风速。运行表明 , 减轻了结渣。

3  结束语

锅炉的技术改造 , 对锅炉结构和运行参数的匹配具有重要作用 , 在改造时 , 应充分根据实际情况 , 综合考虑各种情况及改造后果 , 保证锅炉的安全经济运行。


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