某电厂风道燃烧器浇注料脱落分析

某电厂风道燃烧器浇注料脱落分析

张彬

江苏徐矿综合利用发电有限公司 221000

摘要：某300MW循环流化床锅炉在吹管过程中，床下点火风道燃烧器浇注料发生大面积脱落、烧坏现象，通过分析风道结构、运行参数及安装质量，判断出故障发生原因，并进行了消除。

关键词：300MW流化床锅炉；风道燃烧器；技术改造；浇注料

1引言

某锅炉为300MW循环流化床锅炉，是由东方锅炉（集团）有限公司制造的汽包、自然循环、单炉膛、一次中间再热、汽冷式旋风分离器、平衡通风（压力平衡点位于炉膛出口）、半露天布置、燃煤、固态排渣循环流化床锅炉，锅炉型号为DG1025/17.5-Ⅱ2。床下在一次风道内，两侧各布置一组风道燃烧器，各设置2个油枪，上下布置。在启动前期吹管阶段结束后，会同监理、调试、电建、浇注料厂家、运行车间、检修车间对锅炉全面检查后，发现B侧床下点火风道燃烧器浇注料发生大面积脱落、烧坏现象（如图1-1），严重危害到锅炉安全，影响后续整套启动和试验的进行。

图1-1风道燃烧器内部浇注料脱落全貌

2风道燃烧器浇注料脱落原因分析

2.1外观检查

本锅炉设计风道燃烧器的内衬由外到里结构共有3层，分别为140mm的重质浇注料、80mm的绝热浇注料、280mm保温浇注料。

对B风道燃烧器浇注料进行检查，发现没有脱落的外层重质浇注料形态正常，内部绝热浇注料和保温浇注料保持完好。而重质浇注料脱落的地方，出现了质量较轻的流淌形态、质地坚硬、表面呈琉璃状，陶瓷化质地的保温浇注料。所以可以判定是风道焊接的销钉高温碳化脱落，造成重质浇注料脱落，保温浇注料失去了外层保护，直接暴露在远超其设计温度的高温环境中，发生了熔化现象。（如图2-1）

图2-1风道燃烧器内部浇注料内景

2.2风道浇注料脱落原因

2.2.1膨胀不均使浇注料产生裂纹

耐火材料在设计中必须有膨胀间隙，由于耐火材料和钢材的膨胀系数不同，如果在启动中如果控制不好，使点火风道内内温度突然升高，造成局部膨胀比例偏大，开裂，使火焰串入保温浇注料中，将保温浇注料烧坏，在保温浇注料与耐火材料出现空隙，并且销钉与火焰直接接触，产生高温碳化，强度下降而脱落，导致外层浇注料脱落，脱落后，火焰对内层的保温浇注料进行直接冲刷，保温浇注料设计温度在700℃左右，一旦出现超温（油枪温度在1300℃），保温浇注料很快就会软化、变形、熔化。

2.2.2烘炉时未开排气孔

点火风道防护筒为耐高温不锈钢材质，在施工工艺上造成敲打堆积不理想，存在变形问题，与浇注料贴合存在不严密之处。并且在前期低温烘炉阶段，风道未开排湿孔，烘炉时大量水份堆积在上部，无法排出，汽体受热膨胀，引起保温层和浇注料层之间出现空隙，造成保温层和耐火浇注料层结合不实，出现脱落。

2.2.3运行过程中出现超温现象

由于烘炉、点火过程中配风和油枪出力过大等问题，造成数次风道局部温度高温达1500℃，超过耐火材料的荷生轻化温度，造成浇注料的脱落。

2.2.4结构问题

因点火风道油枪燃烧用风与一次风主路构成三路风，可能存在风门调节不当或卡涩等原因或出现抢风现象，造成燃烧器配风不均，燃烧火焰刚度不够，火焰在油枪根部发生，造成浇注料长期高温冲烧，出现高温疲劳损伤而脱落。

3处理及预防措施

3.1严格按照施工工艺重新浇筑

3.1.1在原来的基础上增加销钉的密度，提高销钉密度；在防火筒壁上开设排湿孔，防止出现烘炉过程中水分不能排除，对可塑料造成破坏。

3.1.2使用保温浇注料和可塑料进行施工；可以减少对浇注料的烘炉时间。

3.1.3保温浇注料施工完成后，对其进行自然通风干燥2天，使水分蒸发，减少水分对可塑料的破坏。

3.1.4增加销钉密度的基础上，在销钉之间焊接钢筋，形成钢筋网状（图3-2），增加刚性，然后在进行可塑料的浇筑施工，进一步增加可塑料的强度，防止再次脱落。可塑料浇筑完后进行自然通风，蒸发水分，在点炉时控制油枪出力在0.6吨，小火升温，对浇注料进行烘烤，防止温度突变，减少对浇注料的热冲击。

图3-1改造后的钢筋网状销钉

3.2运行操作预防措施

3.2.1合理配风，在点火初期尽量减少油枪出力，调整配风，增加燃烧风量，减少主路一次风，提高燃烧风的刚性，防止火焰偏移或根部燃烧，严格控制燃烧温度，防止出现高温（小于1000℃），造成浇注料的高温烧坏。

3.2.2点火时尽可能使用底部燃烧器，防止顶部燃烧器对防火筒的热冲击，造成局部温度过高，出现浇注料损坏。加强对燃烧器的根部的测温工作，一旦出现高温或烧红现象，立即停运燃烧器。

3.2.3启动燃烧器前对燃烧器进行雾化试验，雾化不好严禁投运。

3.2.4对燃烧器风门进行检查，风门应调节灵活，防止出现卡涩和风门脱落问题，造成配风偏离，火焰刚性差，返烧浇注料，出现浇注料损坏、脱落。

4结语

根据原因分析，某电厂利用整套启动前的消缺工期，经过一系列的技术改造和保障风道燃烧器合理运行的措施实施，运行一个周期后，对两侧风道燃烧器浇注料进行全面检查，未发现裂纹及浇注料脱落现象，符合改造预期，有力的保障了机组安全运行，顺利完成机组168h考核，杜绝风道烧穿事故发生。

参考文献：

[1]《电业安全工作规程》热力与机械部分.

[2]中华人民共和国电力行业标准《300MW级锅炉运行导则》，2019.

[3]东方锅炉厂CFB锅炉说明书，2012.

[4]北京国核电力规划设计研究院设计资料.

[5]设备厂家提供的安装图纸【147M8323-0】.

作者简介：

张彬，男（1985.10-）汉，江苏徐州，本科，工程师，研究方向：火电、锅炉