燃煤鍋爐掉焦滅火分析及防范措施
燃煤鍋爐掉焦滅火分析及防范措施
摘要：火力發(fā)電廠鍋爐，由于直接燃用煤等礦物燃料，生成的灰燼會在鍋爐受熱面外部的不同溫度區(qū)域引起不同程度的積灰結(jié)焦，它會破壞正常燃燒工況，減少鍋爐出力，破壞正常水循環(huán)，嚴(yán)重時大塊焦渣掉落，可能造成鍋爐擾動過大而滅火，甚至砸壞水冷壁造成惡性事故。鍋爐結(jié)焦的原因是多方面的，涉及到鍋爐的設(shè)計、燃燒器的設(shè)計布置、設(shè)計煤種以及實際運(yùn)行煤種的特性及其差異、爐內(nèi)氣流的空氣動力場狀況、鍋爐設(shè)備漏風(fēng)等等,文章對鍋爐結(jié)焦形成機(jī)理及掉焦滅火過程、產(chǎn)生的危害、結(jié)焦原因進(jìn)行了分析，并制定出了相應(yīng)防范措施。
關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐；掉焦滅火；缺氧燃燒；防范措施
Abstract: The thermal power plant boiler, the different temperature regions due to the direct combustion of coal and other fossil fuels, ashes generated in the boiler heating surface external cause varying degrees of fouling coke, it will disrupt the normal combustion conditions, to reduce the boiler output, destructionthe normal water cycle, a serious chunk of cinder fall, may cause the boiler disturbance large fire-fighting, and even smashed the water wall creating a vicious accident. Boiler coking of the reasons are manifold, involving the design of the boiler, burner design and layout, design coal as well as the actual operation of coal characteristics and differences in the furnace air flow aerodynamic conditions, boiler equipment, air leakage, etc. article boiler coke formation mechanism and coking process, the harm, the coking reason, and to develop the appropriate preventive measures.
Keywords: coal-fired boilers; coking; hypoxia combustion; precautions.
火力發(fā)電廠鍋爐在運(yùn)行中，由于直接燃用煤等礦物燃料，生成的灰燼會在鍋爐受熱面外部的不同溫度區(qū)域引起不同程度的積灰結(jié)焦，從而造成鍋爐受熱面?zhèn)鳠崮芰夯�、鍋爐經(jīng)濟(jì)性下降、鍋爐安全可靠性降低等影響，因而我們應(yīng)對鍋爐積灰結(jié)焦的形成機(jī)理予以分析，并引起足夠重視，在運(yùn)行中采取有效措施預(yù)防。
鍋爐結(jié)焦的原因是多方面的，涉及到鍋爐的設(shè)計、燃燒器的設(shè)計布置、設(shè)計煤種以及實際運(yùn)行煤種的特性及其差異、爐內(nèi)氣流的空氣動力場狀況、鍋爐設(shè)備漏風(fēng)等等,因此防止或解決鍋爐的結(jié)焦問題首先應(yīng)綜合分析找出結(jié)焦的原因，從多方面入手，加以解決。
這里以合山#1 鍋爐為例對鍋爐的結(jié)焦形成原因，產(chǎn)生的危害及運(yùn)行中的預(yù)防進(jìn)行分析論述。我公司#1鍋爐為DG1004/18.5－Ⅱ1東方鍋爐廠生產(chǎn)的亞臨界壓力，一次中間再熱的自然循環(huán)鍋爐，單爐膛，燃燒器布置于爐膛四角，切圓燃燒，尾部雙煙道結(jié)構(gòu)，采用擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫，固態(tài)排渣，全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)，平衡通風(fēng)，半露天島式布置，采用中間儲倉式制粉系統(tǒng)，熱風(fēng)送粉。于2004年l2月投產(chǎn)，在2OO6年5月22日、6月1日連續(xù)發(fā)生2次鍋爐滅火事故，從故障現(xiàn)象和參數(shù)來分析，兩起滅火事故非常相似，滅火前10秒鍋爐燃燒一直穩(wěn)定，
爐膛壓力在-100Pa至+60Pa之間波動，直至滅火前3秒爐膛壓力突然曾大至+310Pa后瞬間降至-2026Pa，爐內(nèi)發(fā)出異常的撞擊聲響，撈渣機(jī)水封箱有渣水噴出，根據(jù)這些情況判斷為爐內(nèi)掉焦造成鍋爐滅火。
1 結(jié)焦形成機(jī)理及掉焦滅火過程
結(jié)焦是指爐膛內(nèi)熔化的灰渣粘結(jié)在受熱面上的現(xiàn)象。爐膛內(nèi)煤粉燃燒的結(jié)果，產(chǎn)生了大量的灰粒，這些灰粒在鍋爐的高溫區(qū)內(nèi)，呈液態(tài)或軟化狀態(tài)隨煙氣流動，當(dāng)這些灰接觸到受熱面上仍為液態(tài)或軟化態(tài)時，就可能粘結(jié)在受熱面上形成結(jié)焦。爐內(nèi)受熱面的結(jié)焦是從積灰開始的，由于灰的導(dǎo)熱性很差，使灰的外表面溫度很高；又因為一旦管壁表面積灰后，管壁表面粗糙度增加，使軟化的灰很容易粘附，因而在積灰的外表面形成一層軟化的渣粒，成為第一層焦。第一層焦形成之后，結(jié)焦的外表面溫度繼續(xù)升高，很容易結(jié)上第二層焦。如此下去，外表面溫度越來越高，焦越結(jié)越厚，當(dāng)結(jié)焦表面的溫度達(dá)到熔化溫度時，熔焦就會流到鄰近的管子上，擴(kuò)大了結(jié)焦的范圍，因而結(jié)焦的過程是一個自動加劇的過程，當(dāng)管壁表面的結(jié)焦達(dá)到一定厚度無法附著時，就會掉落下來。局部結(jié)焦掉落時，會使整片管排抖動，擴(kuò)大掉焦面積，而上排管屏的焦掉落時，又會將下部的結(jié)焦砸落，增大掉焦量，同時還會使受熱面管屏上的積灰大量振落，這樣大量的焦落入著火區(qū)，擾亂了原來的氣流動力場，使?fàn)t內(nèi)負(fù)壓急劇波動，再加上大量落灰象干粉滅火劑一樣，將爐火窒息，使鍋爐滅火。形成結(jié)焦的條件就是爐內(nèi)溫度太高和灰熔點(diǎn)太低，另外爐內(nèi)缺氧燃燒產(chǎn)生CO等還原性氣體使灰熔點(diǎn)降低，爐內(nèi)空氣動力場不均勻，火焰偏斜沖刷水冷壁也會加劇結(jié)焦。
2 結(jié)焦的危害
2.1 對鍋爐經(jīng)濟(jì)性影響
結(jié)焦會引起氣溫偏高，當(dāng)爐膛結(jié)焦時，爐膛吸熱量減小，爐膛出口排煙溫度升高，使過熱器傳熱強(qiáng)化，造成氣溫偏高甚至超溫，運(yùn)行中為保持額定參數(shù)不得不加大減溫水量，甚至被迫降低鍋爐出力；當(dāng)受熱面結(jié)焦時，會使?fàn)t內(nèi)工質(zhì)吸熱量減小，排煙溫度升高，使排煙損失增加，當(dāng)噴燃器的噴口結(jié)焦時，氣流偏斜，使不完全燃燒損失增加，從而使鍋爐效率下降，經(jīng)濟(jì)性降低。
2.2 對鍋爐安全性影響
2.2.1 結(jié)焦能破壞水循環(huán)，如果爐膛發(fā)生局部結(jié)焦，會使結(jié)焦水冷壁吸熱量減小，循環(huán)流速下降，甚至循環(huán)停滯造成爆管等事故；由于結(jié)焦引起過熱器氣溫升高，熱偏差加大，還會導(dǎo)致管子超溫爆破；當(dāng)結(jié)焦嚴(yán)重時，大塊焦渣掉落，可能造成鍋爐擾動過大而滅火，甚至砸壞水冷壁造成惡性事故。
2.2.2 大塊焦渣掉落，使撈渣機(jī)、碎渣機(jī)運(yùn)行困難，有時會過載跳閘或撈渣機(jī)鏈條斷開，嚴(yán)重時使灰渣受堵，不得不降負(fù)荷運(yùn)行或停爐處理。
3 鍋爐運(yùn)行中結(jié)焦的原因分析
3.1 氧量表指示與實際偏差大，造成二次風(fēng)量過小，爐內(nèi)缺氧燃燒。#1 鍋爐在1月底進(jìn)行了為期20天的擴(kuò)大性小修，機(jī)組啟動后，未能及時對氧量表計進(jìn)行校對，運(yùn)行中計算機(jī)顯示值比實際值偏大1.6%，誤導(dǎo)了運(yùn)行人員的風(fēng)煤配比調(diào)整，導(dǎo)致鍋爐長時間缺氧燃燒，產(chǎn)生了大量的CO等還原性氣體，降低了灰熔點(diǎn)加劇了受熱面的結(jié)焦。
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