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670t/h锅炉频繁灭火的根本原因分析及治理 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|意甲直播cctv5 / 14-04-16

0、前言
    某电厂2号锅炉为北京巴布科克·威尔科克斯有限公司制造的B&W-670/13.7-M型超高压、一次中间再热、单炉膛、Ⅱ型布置、前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、露天布置、固态排渣、自然循环锅炉。燃烧器为B&W标准的EI-DRB型旋流燃烧器。过热汽温通过喷水来调节,再热汽温靠通过布置尾部竖井烟道的烟气挡板及过量空气系数调节,意甲直播cctv5生产销售生物质锅炉,生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机秸秆颗粒机秸秆压块机等生物质成型机压制的颗粒燃料。
    该锅炉原设计燃用晋北烟煤,但由于国内煤炭市场的变化,从2009年开始掺烧大量褐煤。2010年底频繁出现锅炉火检消失,并触发MFT,导致保护动作灭火的问题,严重影响了锅炉机组的安全经济运行,因此急需采取针对性的措施加以解决,从而保证机组安全、稳定、经济运行。
    技术人员通过对该锅炉典型的灭火事故进行分析,排除了由于煤质燃烧特性差、突然大量进粉、掉焦塌灰等外部原因,找到了其根本原因为燃烧器状态混乱所导致的燃烧不良,并最终通过燃烧器状态的调整解决了该问题。
1、典型灭火过程
    典型的灭火过程为:2010年12月15日23:45,当时机组电负荷为130 MW,由于带冬季供热,锅炉蒸发量依然较高,为460 t/h,4台磨煤机运行。灭火前机组各种设备及各种参数都正常,这时突然出现“炉膛压力高”报警,在5s时间内,火焰检测信号发生了很大的波动,导致MFT灭火保护动作,使锅炉灭火,炉膛最高压力瞬间为+677 Pa,锅炉除渣系统也没有任何异常现象。造成锅炉MFT保护动作的直接原因是“全炉膛火焰消失”,但在MFT保护动作,切断锅炉燃料后2—3 8以后的时间,火焰探头又重新检测到了火焰信号。但是由于锅炉此时已经执行了MFT保护,所以锅炉内再次探测到的火焰难以为继.1~2s以后,所有的火焰彻底消失。
    通常,锅炉热工保护逻辑为:如果每层燃烧器有3个火焰检查信号消失,即意味着本层火焰消失。如果锅炉是物理学意义上的灭火,不可能再次检测到任何火焰信号。锅炉在MFT触发后,每次都能再次检测到火检,很可能该锅炉的灭火并非真正意义上的灭火,而是燃烧不稳。这样,虽然最终锅炉没有灭火,但这样的波动其实更加危险,所以必须对该锅炉的灭火问题进行全面分析解决。
2、原因分析
    通过分析锅炉的典型灭火过程及火检波动过程可以发现,该锅炉灭火与以往研究显著不同的特点:
    (1)通常由于烟气侧燃烧方面的问题灭火时,其过程往往是:由于某种因素锅炉往往先发生一个爆燃,锅炉变为正压,使炉内的火焰消失;而火焰的消失又使炉内烟气急剧冷却,体积缩小,又产生一个较大的负压,从而形成较大的负压波动,由于负压保护动作而灭火。这个波动往往大于3 000 Pa以上,此时,负压的大小可以明显说明锅炉火焰波动的剧烈程度。该锅炉灭火时引起的负压值很小,最大不到700Pa,但其波动过程与正常的负压灭火时的波动过程完全相同,说明锅炉在灭火时也是发生了相同的爆燃与冷却过程,但是通过其负压波动的辐度可以确定,锅炉发生灭火时的火焰波动是小辐度的波动。
    (2)当锅炉发生掉大焦或严重塌灰时,也会发生锅炉灭火。这种锅炉灭火也有如上的波动过程,但有不同的解释:有人认为是大焦或大灰使流道变小,改变了流场而产生正压,并进而切断了火焰而产生灭火;也有部分人认为是由于燃烧不良或大渣中含碳量较高,使炉底发生水煤气反应,使锅炉底部汇集有可燃气体,大焦大灰下落时带来了氧气和热量,使锅炉发生爆燃,从而产生了爆燃灭火的过程。但无论如何,大锅炉灭火时,除渣系统都会受到严重的影响,而该锅炉灭火时除渣系统正常,根本没有明显的掉焦过程。
    (3)大部分锅炉的灭火与燃用煤种杂、煤质变差使煤质严重偏离设计值,或是煤质与锅炉设备不匹配,导致燃烧稳定性差有关,而该锅炉由于地处北煤南运码头附近,燃料全部为国内大型煤矿直接来煤,煤质稳定。且由于近年来,该锅炉还在3、4号燃烧器上掺烧了极易燃烧的霍林河褐煤,因而,燃料特性变差的原因也不成立。
    (4)文献报道了一种由于个别一次风管积粉,并进一步爆燃,产生的冲击波将一次风管内的煤粉迅速推入炉膛,产生二次爆燃,而二次爆燃产生的冲击波将该角燃烧器及下层燃烧器全部扑灭,造成锅炉负压灭火现象。这种灭火形式只可能是偶然现象,且一旦发生,必然会产生很大炉膛负压波动,并进而造成全炉灭火,而不会产生几乎灭火的现象。此外,在处理锅炉灭火的过程中,对各台磨煤机的一次风风量进行标定工作,及各燃烧器的风量调平工作时,发现由于高水分褐煤的掺入,各燃烧器的一次风量明显增加,不可能存在一次风管积粉的条件。
    (5)该锅炉灭火的起因是全锅炉火检消失,而非负压波动大导致锅炉灭火,而同时锅炉的火焰波动又不大,说明锅炉的火检系统非常脆弱。进一步检查DCS系统中的火检增益,发现该锅炉的火检系统明显大于其它锅炉的增益值。由此进行推理可得:尽管锅炉灭火时爆燃火焰有波动,看上去正常的火焰实际上也不是很好。而燃烧不良时,很容易产生未完全燃烧的气氛,又恰恰是产生爆燃的源头。
    综上所述,该锅炉灭火本质是燃烧不好造成的。为了验证该结论,在低负荷时通过切换磨煤机,使各层燃烧器处于不连续的状态,进而与其它锅炉在相同条件下比较,结果表明,2号炉有多个燃烧器的火焰存在波动的现象,且火焰的颜色明显低于其它锅炉的火焰颜色。在排除了燃料、一次风、锅炉负荷等多个因素以外,很明显该锅炉的燃烧不良很可能源于燃烧器本身。
3、治理过程
    201 1年1月24日,对锅炉所有的燃烧器进行了检查,结果发现几乎所有的燃烧器都存在问题:D1、D2、D3燃烧器的密封环与挡板调节机构开焊;A1、A2、B2、C2、E2、E3 6个燃烧器的外二次风挡板在全开位;B3燃烧器一次风均流锥全部吹损,C2燃烧器一次风均流锥有一半吹损;H2燃烧器外二次风环严重变形。
对所有的燃烧器进行了修理及调整后,各燃烧器内、外二次风的开度基本处于相同的开度,使各燃烧器的燃烧状态趋于一致。各燃烧器调整前后的状态如表1所示。
    通过对燃烧器的统一化调整,锅炉启动后运行稳定,带高、低负荷能力明显增加,再没有发生由于火检问题而产生的灭火事故,火检波动也很少再出现,说明锅炉灭火的隐患彻底的得到了治理。
4、结束语
    该锅炉发生的灭火事故较为隐蔽,与一般的
于煤质波动、掉大焦、煤粉爆燃等情况所造成的灭火事故有明显的不同。文章对此类锅炉灭火事故与隐患进行了推理分析,找到了锅炉灭火隐患的根本原因是燃烧器混乱而导致的燃烧不良,并通过燃烧器的调整彻底消除了该问题,对于解决类似问题有一定指导意义。


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