火电厂锅炉灭火原因及防范措施

 火电厂锅炉灭火原因及防范措施

作者：王绍明

单位：华电国际莱城电厂，莱芜区贾家庄东，271113

摘要：锅炉稳定运行是火电厂安全运行的重要前提。作为火电人，应把锅炉的稳定燃烧放在首要位置，如何防止锅炉灭火是火电厂应该面临和解决的重要课题。本文将以某电厂使用的上海锅炉厂生产的锅炉为例，通过以往灭火经历总结出的经验，多方面分析灭火原因及其防范措施。

关键词：锅炉、灭火、燃烧器、煤粉细度、一次风、二次风、辅助风

1、锅炉的概念：锅炉分为“锅”与“炉”两部分同时进行，水进入锅炉以后，在汽水系统中锅炉受热面将吸收的热量传递给水，使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽，然后进入汽轮机。炉内燃料燃烧不断放出热量，燃烧产生的高温烟气通过热的传播，将热量传递给锅炉受热面，而本身温度逐渐降低，最后由烟囱排出。

2、某火力发电厂简介：此电厂装机容量为4×330MW机组，锅炉为上海锅炉厂制造，采用美国CE燃烧工程公司的引进技术，型号为SG-1025/17.44-M844型，为亚临界中间一次再热控制循环汽包锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、四角切圆燃烧方式，设计燃煤为高挥发分烟煤，点火、助燃用油为#0柴油，采用三台BBD4060（4062）型双进双出磨煤机正压直吹式制粉系统。每台磨的一端带四角一层一次风喷嘴，对应的一层燃烧器，一台磨煤机带两层一次风喷嘴，三台磨煤机带六层一次风喷口，正常工况下投三台磨煤机带MCR工况。

3、四次灭火简要过程及原因：

一、XX年XX月XX日15:09，负荷233MW,A、B一次风机工频运行，一次风压设定值9.5kPa，炉膛负压-41Pa。15:09:27，锅炉MFT，首出原因“全炉膛无火”。原因分析：1.DCS信号B侧热一次风母管压力信号发生跳变，因A\B侧热一次风压信号高选作为一次风压自动调节的测量值，造成一次风压自动调节的测量值异常增大，一次风压自动调节指令大幅下降。2.因切除一次风压自动是通过测量值加滤波后和设定值进行偏差比较再执行，造成自动切除时间较信号跳变滞后，自动切除后一次风压实际值已从9.78 kPa降至3.55 kPa，一次风压太低导致磨煤机出粉不足，炉膛燃烧迅速恶化，炉膛负压由-41.65Pa降至-1510Pa，A1、A2、B1、B2煤粉的层火焰丧失在4秒内全部发出，“全炉膛灭火”。

二、XX年XX月XX日5:01，负荷205.7MW, A、B磨运行。A磨A1层仅2个火嘴运行，A2层4个火嘴运行，B磨B1层4个火嘴运行，B2层仅1个火嘴运行。磨煤机总煤量92.44t/h，5:00:56，炉膛压力开始快速上升，最高升至355Pa，后又快速下降到-764Pa。5:01:13，锅炉MFT，首出原因为“全炉膛灭火”。原因分析：1、在粉管停运期间，对应的BSOD挡板关闭不严，一次风管内逐渐积有较多的煤粉，又吹扫过快，一次风管积粉冲入炉膛、集中燃烧产生小爆燃。2、火嘴投入方式不合理；一次风速不均匀；单个火嘴煤粉浓度过大；配风方式不合理；A2层燃烧器纯氧管的冷却风量偏大。

三、XX年XX月XX日9:32，AGC“R”模式197.6MW, A、B磨运行，煤量97.9t/h，炉膛压力-38Pa，氧量4.54%，主汽压力10.7MPa，主汽温度541℃。9:32:39，炉膛压力开始快速下降。9:32:46，炉膛压力降到-601Pa后开始快速上升最高升到+562Pa。A1、A2、B1、B2层火检失去，锅炉MFT，首出原因“全炉膛灭火”。原因分析：1、运行四层喷口火检均达到3/4的无火，满足了“全炉膛无火”条件。2、大量的灰、渣从喷口上部瞬间、连续下落，遮挡了火检探头；然后灰渣落入冷灰斗后产生的蒸汽瞬间冲入炉膛，又遮挡了火检探头，在6秒钟内被遮挡的火检探头持续没有检测到火焰，满足了层3/4无火信号，达到“全炉膛无火”条件。

四、XX年XX月XX日8:10，AGC“R”模式219.8MW， A、B磨运行，总煤量104.1t/h。8:10:05，炉膛压力开始上升。8:10:10炉膛压力最高升至134.6Pa后开始持续下降，8:10:30，A1、A2、B1层火检信号失去，动作锅炉MFT动作，首显原因为“全炉膛灭火保护”。原因分析：1、运行的三层喷口火检均“3/4无火”，满足了“全炉膛灭火”条件。2、B2-4粉管由于吹扫积粉不彻底打开时产生小爆燃，对十分脆弱的燃烧带来冲击干扰，同时引发上部折烟角处灰渣下落。3、B磨单个火咀出力过大，导致B磨单个煤粉浓度过大。4、升负荷过程中风煤比不协调，导致主燃烧器区域缺氧。

4、锅炉灭火事故的主要特征：

火焰检测器检测的是炉内的各个固定点的火焰亮度与频率，不能完整反映炉内的燃烧状况，当炉内燃烧稳定，但各个监测固定点的亮度或频率达不到临界值且整体满足其判别依据时会出现误判。炉膛负压与煤粉气流着火过程存在着密不可分的内在联系、能够准确反映煤粉气流着火过程的细微变化；炉膛负压着火过程的判断不会出现误判。燃烧不稳造成的锅炉灭火事故必然是先负压后正压，且会反复出现波动；锅炉假灭火事故发生瞬间，炉膛负压很稳定；炉内扰动造成的锅炉灭火事故，炉膛负压有可能先负后正，但更多的是先正后负。

5、解决思路与方法：锅炉灭火的原因不同，解决的途径也不同；首先分析锅炉灭火事故的类别及原因，以采取相应的措施消除相应引起灭火的直接原因。对燃烧不稳、燃烧不稳+轻微扰动或原因不明的锅炉灭火，应采取提高锅炉燃烧稳定的措施以提高锅炉的抗干扰能力，鉴于该厂煤源较杂，入厂煤中低灰熔点的煤种较多，为防止低灰熔点的煤种引起炉膛结焦，结合防范锅炉灭火经验，完善提高燃烧稳定的措施：

（一）及时查阅并掌握当前入炉煤质，发现入炉煤偏离设计值较大时，应调整入炉煤掺配，并对锅炉燃烧进行适当调整。尽量在低负荷时掺烧低灰熔点的煤种，防止高负荷炉膛烟温高，加剧锅炉结焦；控制低灰熔点煤种的掺配比例不得大于50%；加强就地结焦检查，适当增加炉膛吹灰频次，并避免对吹方式，防止大量落焦，造成锅炉灭火；发现结焦严重时应调整煤种，改烧灰熔点接近设计的煤种，若没有设计煤种，入炉煤的灰熔点至少大于1300℃；投油稳燃，降低负荷进行脱焦。

（二）合理控制炉膛内燃烧氧量，严禁缺氧运行。以总风量、二次风箱与炉膛差压、炉膛出口氧量为控制目标，氧量在2.8%-5.8%区间。特别是高负荷氧量不低于2.8%。并调节小风门开度，维持二次风箱与炉膛差压合适。为防止主燃烧器区域过度缺氧，缓解水冷壁结渣情况，应注意保持合适的SOFA风和主燃烧器区域配风比例。

（三）机组持续高负荷或燃用灰熔点低煤种时，要进行燃烧调整并加强吹灰，以防炉膛受热面产生结渣现象；对易结焦区域受热面吹灰时，应采用单吹方式，如发现炉膛负压出现较大幅度的波动时，应停止吹灰，必要时投油助燃，待各参数恢复正常，再继续执行；严格控制炉膛出口烟温不高于800℃，经采取措施烟温仍居高不下，加强吹灰后仍无下降，应降低负荷，注意炉膛负压及燃烧情况；调整炉膛出口烟温偏差不大于50℃，配合就地实际观察烟温情况综合分析，烟温偏差较大情况，应检查烟温测量元件，并调整辅助风调整烟温偏差；机组带较长时间的高负荷，减负荷时应缓慢进行以防锅炉掉焦灭火。

（四）加强制粉系统各参数的监视，结合就地着火情况的检查，以判断一次风速、煤粉细度是否合适，否则调整磨旁路风，喷燃器周界风，使着火距离合适。加强对炉膛结渣等情况的全面检查，并及时采取相应措施，防止结渣程度加剧。

（五）定期核对燃烧器区域风门就地实际开度与DCS指示一致，以确保燃烧器边界风有效运作，减少燃烧器周围结渣。机组负荷大于210MW，各项参数稳定允许的情况下，每天进行喷燃器摆角调整（10-20°）。

6、结语：该厂自严格执行防灭火措施以来，已经八年多未出现锅炉灭火事件，取得了很好的防灭火经验，为企业安全经济运行做出贡献并带来良好经济效益，也为其他兄弟电厂锅炉防灭火带来宝贵的指导经验。

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