掺烧 易结焦煤质对锅炉的影响及防范措施

掺烧 易结焦煤质对锅炉的影响及防范措施

林峰

华电内蒙古能源有限公司包头发电分公司 内蒙古包头 014013

摘要：对燃煤火电厂，煤炭成本占发电成本60%以上，我厂为了降低燃料成本采购部分低价煤，低价煤质的特点是高硫、低灰熔点的易结焦煤，这样在锅炉运行过程中，特别是锅炉长时间高负荷运行中，掺烧易结焦煤质会导致受热面结焦，如炉膛上部受热面结焦严重，焦块剥落会砸裂水冷壁管，导致受热面泄漏。为了杜绝此类事件，保证锅炉长期连续接带大负荷能力，避免受热面结焦，从燃烧调整、掺烧等方面进行深入研究分析，并制定防范措施。

关键字：掺烧；易结焦；受热面泄漏；防范措施

引言

目前我公司入炉煤灰熔点在锅炉初始设计值（1168℃）左右，锅炉进行低氮燃烧改造后，炉膛火焰中心又上移，炉膛出口温度升高，导致分隔屏、后屏容易结焦，而我公司现入炉煤灰熔点较设计值低，基本不满足连续带大负荷的能力，锅炉负荷率在75%以上连续运行24小时以上，锅炉就会出现明显结焦现象，影响机组安全、经济运行。

2019年我公司入炉煤灰熔点（下图）

对锅炉的影响

2019年6月以来，我厂机组负荷率较高，但是煤质灰熔点大部分低于设计值，机组长时间高负荷运行导致锅炉严重结焦。

长期高负荷出现的熔融状焦块

2019年6月19日09:19，检查发现2号锅炉#2角下水包保温漏水。与此同时，运行监盘发现2号炉主蒸汽温度、再热蒸汽温度快速上升，引风机电流增大，氧量增加，四管泄漏检测装置通道#1、#2、#3、#6、#9能量高报警。2019年6月19日18:00，#2机组打闸停机。检修人员打开6.8米斜坡段检修人孔，发现#2角斜坡段水冷壁泄漏。

鳍片开裂形貌（炉内拍摄） 鳍片开裂形貌（炉外拍摄）

分析：结合爆管的宏观形貌及周围管的变形方向，以及炉膛上方受热面存在结焦问题综合分析，造成此次水冷壁泄漏的主要原因为机组在运行过程中，炉膛上部受热面产生焦块并剥落，将下方斜坡段水冷壁鳍片砸裂，同时将与鳍片焊接的钢管，沿焊接熔合线撕裂，导致该处水冷壁管泄漏，机组非计划停机。

分析对锅炉结焦的影响因素

煤粉细度对锅炉结焦的影响

将#1炉A磨分离器由45%调整至40%，B、C、D、E、F磨动态分离器转速由70rpm调整至80rpm。（75%能够保证65吨/时出力，80%大煤量低一次风压容易堵煤），#2炉煤粉细度”在机组检修期间，进入磨煤机本体内对照位置，调整开度：#2炉A-D磨煤机静态分离器挡板正常由45%调整至40%开度；E、F磨煤机静态分离器挡板正常调整至由40%调整至35%开度。

试验结果：煤粉细度变细，但火焰中心下降不明显，排烟温度、减温水量较调整前变化不明显，煤粉细度的变化，对锅炉结焦有影响，但影响不大。

锅炉燃烧调整对锅炉结焦的影响

正塔燃烧。此结论符合我厂目前燃烧器及风门设计状

况，脱硝改造后，上层风门的消旋偏转角度减小，只有脱硝顶层SOFA风门消旋作用较大，角度程向下逐渐减小趋势，直到OFA风门角度减至0°，原有二次风门自AB层向上启旋逐渐减小，直到OFA减至0°，所以正塔燃烧出现燃烧偏转、火焰中心靠上等问题。

收腰燃烧。收腰燃烧即为中间小，上下大的调整方法。

脱硝改造后，根据相关技术指导给出的调整建议是，随着负荷的增长逐渐开大SOFA风门，FF、OFA等上层二次风门随炉膛差压的降低而开度很小或不开，甚至有时为了降低NOX值，直接开启最上层SOFA风门。这种为了降低NOX值的极端调整法，整体看来其实就属于收腰燃烧调整。

倒塔燃烧。低负荷时，由于炉膛差压较低，在保证炉膛

足量托底风的前提下，为提高燃烧效率，维持炉膛温度，且脱硝效率不低时，锅炉二次风门整体开度较小，主燃烧器上层风门及SOFA风门几乎不能开启，所以低负荷时难以实现倒塔配风。随着负荷的增涨（500MW以上），在E、F制粉系统投入运行后，可以实现倒塔配风调整。

正塔燃烧、收腰燃烧和倒塔燃烧三种风门调整方法对防止

锅炉结焦不明显，不同的煤质，不同的上煤方式、工况影响也不同，不能固定某一种配风方式。

煤质对锅炉结焦的影响

为了找出锅炉低氮改造后适合的煤质，发电运行部分析统计了2013年～2019年机组负荷率大于80%且锅炉不结焦月份的煤质是2015年七月份、2015年八月份的煤质。

2013-2019锅炉连续高负荷不结焦时的煤质（下图）

2015年七月份、2015年八月份的煤质的灰熔点1300℃左右，锅炉设计灰熔点1168℃，入炉煤灰熔点较设计值高较多，锅炉能连续带大负荷且结焦。

通过对煤粉细度的调整、风门的调整、煤质灰熔点等分析，煤粉细度的调整、风门的调整对锅炉结焦的有影响，但影响不明显，煤质的灰熔点对锅炉的结焦起主要作用。

防止锅炉结焦措施

入炉煤掺配掺烧

为了防止高负荷锅炉结焦，需要提高入炉煤灰熔点，我厂入炉煤灰熔点低于设计值，入炉煤要进行高灰熔点煤质的掺烧，通过调研我厂周边市场，地煤的灰熔点1500℃以上，远远高于设计值，现我厂通过掺烧地煤提高入炉煤灰熔点，避免机组连续高负荷运行锅炉结焦。

煤粉细度管理

发电部设专职人员进行煤粉取样。

取样人员每天对运行机组一台磨煤机四个煤粉管取样。

要求：严格执行发电部煤粉取样规定，保证煤粉取样和化验的准确性，控制煤粉细度在15-20%。

锅炉专工实时跟踪分析煤粉细度化验结果，根据化验

结果进行异常分析并给出指导性调整措施。

运行调整

风门调整根据不同负荷正塔燃烧、收腰燃烧和倒塔燃烧配

风。

OFA燃尽风保持在水平位，不允许上扬和下摆。

SOFA风任何负荷都不允许上摆，低负荷至于水平位，高

负荷时可适当的下摆，但下摆幅度不能超过35%。

SOFA风开启必须遵循先开低位SOFA风，再开高位

SOFA风的指导原则。正常情况下以低位SOFA风为NOx控

制的主调手段。

燃烧器大摆角高负荷时可下摆至35%， 低负荷时上扬

不能超过15°。

机组负荷需要5台以上磨煤机运行时，给煤量应采取A

磨以上逐渐减少的方式，也就是说上层磨煤机的给煤量要少，呈正塔型控制各磨煤机的煤量。

分隔屏过热器底部测温

每个测温点测温时间不少于30S；

取最高温度记录；

测温枪距看火孔半米内，前墙测温时测温枪保持向下倾斜

15-30°角度测量；两侧看火孔及烟温探针处测温时，测温枪保持水平位。

机组负荷在75%（BMCR）及以上时，每班必须测温一次。

根据屏底的温度，及时进行燃煤的掺配和燃烧调整，如结

焦严重锅炉甩焦处理。

锅炉吹灰方式调整

在机组负荷大于75%以上时，每班对301～304吹灰器

投运一次，305～308吹灰器投运一次，309～310投运一次。 311～320长吹每天下午班和后夜班各投运一次。

低负荷时305～308、313～316吹灰器每班投运1次，

其它长吹按吹灰规定进行投运。

炉膛短吹在机组负荷大于75%以上时，3～5层炉吹每班

吹扫2次，第2层短吹每班进行一次。第1层短吹执行每周2次。 机组低负荷时，2～5层炉吹每班吹灰1次。

结论

经过对锅炉结焦方面的分析总结，通过高灰熔点地煤的掺烧、燃烧精细调整、现场跟踪监督管理等手段、配合烟温数据测量为参照，锅炉减温水量大幅减少，锅炉结焦有效控制，具备了连续带高峰负荷能力，保证了机组的安全经济运行。