煤种多变情况下在运行调整上防止锅炉结焦的措施

[摘要]针对大庆油田热电厂燃用煤种多变，锅炉严重结焦影响机组安全、经济运行的情况进行了原因分析。对锅炉燃用非设计煤种时，如何防止锅炉结焦的调整方法进行了探索，阐述了具体防止措施，有效控制了锅炉结焦。

[关键词键词煤种多变严重结焦原因分析防止措施有效控制

1前言

近年来，由于煤电供需矛盾的存在，国内煤碳紧缺，特别是2006年以来，大庆油田热电厂实际燃用大雁矿、宝日希勒矿、伊敏、黑河、易发、霍林河露天矿等十多种煤种，入炉煤的低位发热量高时达16～21MJ/kg，低时只有5～7MJ/kg，应用基灰份大于48%，煤质严重偏离设计煤种，致使锅炉受热面结焦日趋加剧，多次因锅炉受热面严重结焦致使机组降出力、被迫停炉、设备损坏及处理受热面结焦时造成人身伤害等不安全事件。在现有的条件下，要想有效地控制锅炉受热面结焦问题，就必须从锅炉运行调整方面寻找解决办法。2锅炉简介

大庆油田热电厂三台HG—670/13.7—HM12型锅炉，配备六套FM340—820型风扇磨煤机，均等配风直吹式制粉系统，六组直流式燃烧器布置在锅炉四周，每角分上、中、下三层，燃烧器分别切于φ1017mm和φ1035mm两个假想切圆。设计煤种为燃用扎赉诺尔褐煤，固态排渣锅炉。应用基挥发份54.97%，低位发热量11.33 MJ/kg，应用基灰份17.4%，变型温度1146℃，软化温度1168℃，熔化温度1213℃。

3锅炉结焦的原因分析

3.1火焰中心偏斜

造成局部受热面附近的热负荷过高，同时与受热面发生碰撞的融化状态下灰渣颗粒数量增加，加剧受热面结焦。

3.2炉膛出口的烟气温度过高

炉膛出口的大量灰渣颗粒没有被冷却下来，在与受热面碰撞时处于融化状态，加剧结焦。

3.3火焰中心偏斜

（1）三套制粉系统运行时炉内空气动力场所构成的炉内温度场分布不均。

（2）燃料过于集中，造成运行燃烧器附近的截面热负荷过高。

（3）磨煤机出力过大，煤粉变粗，灰渣颗粒直径增大，热容量大，不容易被冷却固化。

3.4燃料燃烧不完全，炉内局部产生还原性气体。

使灰渣中的Fe2O3还原成FeO，使灰熔点降低。当FeO与SiO2等形成共晶体后，其灰熔点会进一步降低，有时会使灰熔点下降150～200℃，加剧结焦。

3.5由于灰份含量过高，炉内的灰渣颗粒数量增多

低融点的灰份所占的比例增加，灰粒与受热面碰撞的频率也增加，而且当炉内的热负荷过高时，大量的灰颗粒处于融化状态，受热面的结焦就会加剧。

4以下运行工况表明锅炉已经出现结焦

影响锅炉结焦的原因很多，既有设备原因又有人为调整因素、既有设计存在的缺陷又有煤质严重偏离设计煤种等等都会造成锅炉结焦，特别是锅炉入炉煤种多变，严重偏离设计煤种，是造成锅炉严结焦的主要原因，根据多年运行经验，当煤种变化、运行参数达到下列工况时，锅炉就容易发生严重受热面结焦现象。

（1）转向室后烟气温差超过30℃、左右主蒸汽温度的一级减温水流量偏差超过10t/h、一级减温器前温度超过410℃。

（2）锅炉转向室后两侧烟气温度均超过545℃或主蒸汽两侧二级减温器的入口蒸汽温度均超过530℃。

（3）入炉煤的低位发热量超过14MJPkg，三套制粉系统运行机组可以带85%及以上负荷。

（4）锅炉的烟气含氧量长时间低于3.5%或机组在85%额定负荷以下运行制粉系统的二次风档板开度小于50%及机组在85%额定负荷以上运行制粉系统的二次风档板开度小于70%长期运行。

（5）入炉煤的灰份超过40%，而且机组在85%额定负荷以上长时间运行。

5防止受热面结焦的具体操作方法

5.1火焰中心调整

根据制粉系统的布置方式，确定了对角运行的原则，既只有当1245、1346、2356号制粉系统同时运行时才能实现完全对角，其它的三套、四套或五套制粉系统运行方式均不同程度存在偏烧现象。主要采取的调整措施：

（1）保持转向室后烟气温差不超过30℃，运行种发现转向室后烟气温差过30℃时，立即加强调整，将转向室后烟气温差调整到过30℃以内，同时根据对角运行原则，条件允许时必须保持制粉系统对角运行。

（2）当制粉系统不处于完全对角运行时，采取将与运行制粉系统构成完全对角的备用制粉系统的二次风门开启方法，这种方法无论制粉系统是否完全对角运行，都可以实现运行燃烧器的二次风处于完全对角状态，控制火焰中心不偏斜。

（3）主汽压力自动尽可能在对角或单台无对角的制粉系统投入，不允许采用在同一侧多套制粉系统的投入方式。

5.2炉膛出口烟气温度的调整

我厂设计转向室后的烟气温度为585℃，但根据实际运行经验，当转向室后两侧烟气温度均达到545℃时就有受热面结焦的危险，必须进行及时调整：

（1）控制炉膛负压在-dOPa—60Pa之间。

（2）增加受热面吹灰次数，必要时可以采用连续吹灰的方法。

（3）将对角燃烧器的六个二次风档板开度自上而下依次关小，调整成倒塔形，这样使火焰中心被压低，转向室后的烟气温度可降低10℃～30℃，达到降低炉膛出口烟气温度的目的。

5.3入炉煤低位发热量过高时的调整

当入炉煤的低位发热量超过14MJPkg，三套制粉系统带机组85%及以上负荷长时间运行，锅炉受热面很容易严重结焦。主要调整措施：

（1）尽可能保持四套完全对角的制粉系统运行，改善炉内空气动力工况，控制炉内温度场梯度变化平缓，同时四套制粉系统运行可以减少各组燃烧器的出力，降低燃烧器区域的热负荷。

（2）如果锅炉受热面已经有明显的结焦迹象，根据理论上不同煤种混烧有利于减轻锅炉结焦的原理，采取切换制粉系统的方法，启动备用制粉系统时，以原煤斗内的煤质与现煤质差异较大的制粉系统为原则。

5.4炉内空气量及风粉配比的调整

（1）将烟气含氧量值由原控制在3%～4%更改为4%～5%。

（2）当机组负荷在85%额定负荷以下时，控制各燃烧器的二次风档板不应小于50%开度，当机组负荷在85%额定负荷以上时，控制各燃烧器的二次风档板不应小于70%开度。

（3）加负荷时必须先加风后加煤，减负荷时必须先减煤后减风，当机组负荷自动控制系统投入时，加减负荷的速率不应超过4MWPmin。

（4）当磨煤机的出力达到额定出力的85%及以上时，制粉系统的热风门开度不应小于50%开度。

5.5入炉煤的灰份偏高时的运行调整

当入炉煤的灰份偏大时，会使着火推迟，引起炉膛内的火焰中心上移，所以首先要控制好火焰中心和炉膛出口烟气温度，尽可能避免高负荷长时间运行，加强锅炉吹灰，做好运行临视，根据锅炉的运行参数变化按照以上的各项调整方法及时进行调整。

6结束语

通过采取合理的运行调整措施，有效地控制了锅炉受热面结焦的问题，保证了锅炉的安全稳定运行，降低了人员除渣的劳动强度。但锅炉受热面结焦问题并没有根本上解决，自2006年1月以来，两台锅炉共出现三次受热面严重结焦情况，主要原因是入炉煤质影响。因此控制入炉煤的煤质仍是防止锅炉受热面结焦的根本方法，加强锅炉运行调整是控制锅炉受热面结焦的有效手段。