电厂锅炉燃烧器烧损事故的原因探究

电厂锅炉燃烧器烧损事故的原因探究

魏洪超

徐州燃烧控制研究院有限公司

摘要：煤粉燃烧器是锅炉燃烧系统中非常重要的组成部件，燃烧器烧损会破坏炉内空气动力场，造成火焰偏斜，可能会带来锅炉运行参数偏差大、水冷壁结焦及局部高温腐蚀等问题，并严重影响锅炉的运行安全性及经济性。因此，本文针对某电厂锅炉在初次投运约2个月即出现燃烧器烧损情况进行了案例分析，探讨了燃烧器烧损的原因及预防措施。

关键词：电厂锅炉；燃烧器；烧损事故；原因；措施

煤粉燃烧器作为锅炉设备中重要的设施,对其进行研究需要对燃烧器所处的环境以及锅炉的运行工况进行综合分析,从具体的分析中找出合理的烧损原因,并提出具有针对性的预防措施,对于保证安全生产,降低生产成本都具有重要意义。

1设备概况

国内某电厂新建两台1000MW等级超超临界机组，其中锅炉采用П型布置、单炉膛、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构，带循环泵启动系统、一次中间再热，反向双切圆燃烧方式。锅炉采用正压直吹式制粉系统，配6台中速磨，48只低氮直流燃烧器布置在前后墙上，每层燃烧器8只，前后墙各布置4只，在炉膛内部形成反向双切圆。燃烧器分为上下两组：上部燃烧器有空气风室七个，煤粉风室三个；下部燃烧器有空气风室六个，煤粉风室三个。锅炉燃烧器采用水平浓淡煤粉燃烧器，煤粉经过燃烧器煤粉喷嘴体内的百叶窗分离后，形成浓相和淡相两股气流，以保证燃烧稳定，抑制NOx生成。在主燃烧器上方布置6层分离式燃尽分喷嘴(SOFA燃烧器),以实现分级燃烧，减小氮氧化物排放。

2锅炉燃烧器烧损事故发生原因

原因一：检修人员在修正4号锅炉磨风量系数时，采用了错误的修正方法。事实上，在动力场试验报告中，风量修正系数=系数K×DCS原本修正系数。但检修人员在计算时，将DCS原本的修正系数替换为系数K，导致获得的风量显示比实际偏大，最终使得运行人员作出了错误的判断。

原因二：通过上文叙述可知，在完成4号锅炉的风量系数修正后，风量发生了较大变化，并且后续的运行人员结合实际锅炉的燃烧情况，又对风量偏置进行了数次修改，最终将风量偏置修改为2.8。导致了磨煤机在实际运行时，实际风量比运行时所需最低风量低。受此影响，一次风的风管风速也会因此降低，而伴随着大量煤的供应，由于风速风量不足，致使煤粉逐渐沉积在风管中，造成风管堵塞，这进一步削弱了一次风量，燃烧器的着火间距也因此被大大缩短，最终引发了烧损事故问题。

原因三：4号锅炉在经过空气动力场试验后，在磨煤器出口，4根煤粉管在风速偏差方面，均能够满足行业标准要求。但如4号锅炉磨煤器动力场实验调平前的煤粉管一次风速与风量数据，4号锅炉磨煤器动力场实验调平后的煤粉管一次风速与风量数据），对1号煤粉管而言，整体的风速偏低。因此，一旦磨煤器的风量低于最低风量要求时，1号煤粉管会在第一时间受到影响，从而导致锅炉燃烧器发生烧损问题。

原因四：上述三大原因是导致本次锅炉燃烧器出现烧损事故的主要原因，除此之外，还包括以下几点次要的原因：（1）运行人员在开展工作时，没有及时对燃烧器的喷口进行打焦处理；（2）结合该发电厂实际生产情况来看，采用的煤粉细度没有达到锅炉设计值要求，实际的煤粉细度为18%～29%，实际煤粉细度设计值要求为19%～23%。（3）在该发电厂中，在很多磨煤机出粉管位置处，均没有安装专门的风速测试点，从而导致运行人员在实际开展工作时，无法把握煤粉管内部流速，从而难以以此为依据，做出合理的风速风量调整。

3防范措施

3.1改善燃烧器耐热防磨性能

对于燃烧器喷口、浓淡分离器、方圆接头、隔板等应充分考虑耐磨损、耐高温、抗氧化的性能。故建议喷口采用耐磨耐热不锈钢0Cr25Ni20,浓缩管、方圆接头等采用耐磨合金钢ZG40CrMoNiRe.

3.2确保炉膛设计切园正确

进行空气动力场试验通过一定的试验方式,对风速和风压进行合理的调整,保证对燃烧器的安装角度进行严格的检测,并做出重新的合理科学调整,确保炉膛设计切圆的正确。保证火焰中心温度和炉膛出口的烟气温度,不会造成周围物质的二次燃烧。对锅炉内火焰方向进行一定的有效控制,避免倾斜。

3.3进行动力场试验,合理调整燃烧工况

通过试验找出合理的配风方式和最佳的风门挡板位置,一次风速、二次风速及风压调平,对燃烧器的安装角度进行了严格校验,并进行了重新调整,确保炉膛内火焰切圆燃烧,使炉内具有良好的空气动力工况。适当调整一、二次风的风速和比例,使炉内火焰中心温度和炉膛出口的烟气温度不致过高,并保持适当的过剩空气系数,使燃烧充分、完全,避免缺氧燃烧,保持炉膛内火焰的均匀分布,特别是在负荷过高或过低的时候,防止火焰偏斜,造成贴墙燃烧。调整煤粉和空气使其混合均匀,降低炉内温度和还原性气氛,以防结焦。

3.4加强运行控制调整

(1)运行人员应及时掌握入炉煤种的变化,根据煤质分析报告,相应调整好制粉系统的运行,保证煤粉细度在最佳范围。

(2)运行人员在高、低负荷工况时及时调整炉内燃烧,调整好一次风、二次风的配比,保证炉膛火焰不偏斜。

(3)运行人员应加强监盘和巡检,合理调整煤粉的着火距离,对于风速和风压应该按照锅炉的运行规程严格进行设置,保证锅炉燃烧器在合理的环境下正常运行。核对并修改参数符合《锅炉运行规程》的规定。

(4)加强职工技能培训由于技术的不断改进,对锅炉的不断完善也是一个重要工作,对于改造之后的锅炉或者新型的锅炉设备,应该具有针对性的对相关的人员进行及时的培训工作,保证对设备合理规范操作。

3.5严格落实清焦管理制度

1）每班接班后主司炉安排专人清焦，主司炉未安排或安排后未执行，严格按惯例制度考核。

2）视结焦情况，每班清焦2～4次，确保水冷壁、看火孔、燃烧器等处无明显大焦存在。

3）因清焦不及时或不彻底，造成燃烧器堵塞烧损，视损坏程度按事故分级考核。

3.6加强混配煤管理

与供销中心加强联系，确保煤炭入库的质量以及车次均衡、有序，减少煤炭品种，压降库存，多采购符合锅炉燃烧需求的煤种，以改善配煤场地小、配煤品种多、煤炭库存高带来的混配困难局面。煤储配加强对行车司机的管理：(1)完善设备维护保养机制，确保配煤行车完好使用；(2)严格执行配煤管理规定，防止配煤流于形式，引起煤质大幅波动。

3.7及时出具煤炭分析报告

煤炭数据十分重要，它是指导锅炉燃烧调整的依据，尤其是煤质不稳时，更要及时分析，及时报告，发挥煤炭分析检验应有的作用。

结论

综上所述，在发电厂实际生产运行的过程中，主要依靠锅炉燃烧煤炭，为发电提供源源不断的动能。一旦锅炉的燃烧器发生烧损故障问题，将会对锅炉的正常运转造成非常严重的影响，甚至还会引发火灾安全事故，造成人员伤亡。因此，必须加强对锅炉燃烧器烧损故障的原因分析，并提出一些针对性的应对措施，有效实现故障问题解决，推动发电厂生产稳定顺利进行。

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