摘要：發(fā)電廠鍋爐燃燒不穩(wěn)定的原因有很多，本文主要結(jié)合淮北電力有限公司的兩臺(tái)鍋爐進(jìn)行分析，重點(diǎn)分析煤質(zhì)、燃燒器及鍋爐運(yùn)行方式等特征，提出避免鍋爐滅火的方法，有效穩(wěn)定鍋爐燃燒。

關(guān)鍵詞：電廠鍋爐 燃燒不穩(wěn)定 原因

1 概述

淮北電力有限公司先后將兩臺(tái)不同類(lèi)型鍋爐投入生產(chǎn)，兩臺(tái)鍋爐都由東方鍋爐廠所制造，鍋爐都是單爐膛型鍋爐，煤炭粉末燃燒器是直流擺動(dòng)式，鍋爐既運(yùn)用到了內(nèi)置鈍體的燃燒器與船型穩(wěn)燃器，也是一次中間加熱、亞臨界、自然循環(huán)、固態(tài)排渣型的鍋爐，鍋爐使用四角切圓進(jìn)行反向燃燒?？諝忸A(yù)熱器是三分倉(cāng)容克型，通過(guò)幾臺(tái)鋼球磨分離兩級(jí)，預(yù)熱器在負(fù)壓下運(yùn)行。

2 鍋爐投入使用后出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)現(xiàn)象

自電廠運(yùn)用該兩臺(tái)鍋爐以后，爐燃燒始終處于不穩(wěn)定狀態(tài)，鍋爐常常出現(xiàn)滅火現(xiàn)象，伴隨我國(guó)煤炭市場(chǎng)的快速發(fā)展，電廠所使用煤炭的煤質(zhì)漸漸偏離鍋爐原來(lái)設(shè)計(jì)煤種，所使用的煤中含有大量矸石，具體表現(xiàn)為基灰分嚴(yán)重偏大，鍋爐滅火頻繁時(shí)，一年可滅火6、7次，并且負(fù)荷都很高，幾次都達(dá)到了300MW負(fù)荷。對(duì)于鍋爐出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象，發(fā)電廠公司分別聯(lián)系了當(dāng)?shù)氐碾娏ρ芯克峁W(xué)院的教授及專(zhuān)家深入分析鍋爐燃燒不穩(wěn)的原因。

3 鍋爐燃燒不穩(wěn)的主要原因

3.1 煤炭煤質(zhì)較差 按照燃燒理論，煤揮發(fā)含量會(huì)隨著煤炭里灰分含量的增大而降低，煤炭中含有大量灰分對(duì)煤粉充分燃燒具有阻礙作用。煤粉要穩(wěn)定燃燒，必須使燃煤揮發(fā)分充分析出并著火。所以，可以將煤焦著火看作是煤粉穩(wěn)定燃燒的充分條件，參照通用著火特性的指標(biāo)，可以分析煤焦燃燒溫度和煤樣分析值間的關(guān)系，經(jīng)過(guò)仔細(xì)計(jì)算統(tǒng)計(jì)，該廠所使用的煤屬于難以燃燒的煤種。

3.2 燃燒器的設(shè)計(jì)存有缺陷 鍋爐燃燒器的設(shè)計(jì)對(duì)煤炭種類(lèi)的適應(yīng)能力較差，燃燒器存有穩(wěn)定燃燒能力較差的缺陷，燃燒器不僅切圓直徑很小，而且各個(gè)燃燒器相距很遠(yuǎn)，很難對(duì)其進(jìn)行改造。鍋爐的爐膛也不是正方形，四角燃燒器的出口位置處水冷壁夾角各不相同，導(dǎo)致部分角火焰容易增加水冷壁的放熱。一號(hào)角和三號(hào)角的一次風(fēng)管進(jìn)至燃燒器以前有離心作用，導(dǎo)致較濃測(cè)的煤粉會(huì)向外切圓方向流去，煤粉較淡的氣流會(huì)向內(nèi)切圓方向流去。通過(guò)工業(yè)試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用溫度較高的煙氣進(jìn)行加熱過(guò)程中，煤粉著火時(shí)間會(huì)很短，爐墻和火焰輻射加熱的時(shí)間很長(zhǎng)。所以，要確保及時(shí)著火，必須增加煙氣熱的回流。

3.3 主蒸汽的溫度較低 鍋爐的再熱蒸汽溫度運(yùn)用的是煙氣擋板進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，這種情況下，主蒸汽的溫度就會(huì)很低，導(dǎo)致低溫再熱器的入口汽濕也非常低，如果入口汽濕較低，低溫再熱器的煙氣擋板就會(huì)達(dá)到全開(kāi)狀態(tài)，從低溫過(guò)熱器經(jīng)過(guò)的煙氣就會(huì)大大減少。與此同時(shí)，由于各段煙氣的溫度都較低，低于原有設(shè)計(jì)平均值，對(duì)流吸熱會(huì)大大減少，所以，致使主蒸汽的溫度會(huì)更低。

3.4 一次風(fēng)因素 一次風(fēng)風(fēng)溫在較高負(fù)荷狀態(tài)下溫度會(huì)升高，即便是溫度達(dá)到最高時(shí)，還是比所設(shè)計(jì)的溫度低，一次風(fēng)的風(fēng)量過(guò)大、風(fēng)速過(guò)高、風(fēng)率偏大，單粉嘴濃度較低，都會(huì)導(dǎo)致煤粉濃度大大下降，如果煤粉預(yù)熱做的不好，會(huì)使煤粉著火點(diǎn)提升。特別是在負(fù)荷有波動(dòng)過(guò)程中，給粉機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)不斷變化，極易加劇煤粉濃度偏低。煤粉放出的熱量會(huì)隨著煤粉濃度的降低而減少，當(dāng)煤粉燃燒不充分時(shí)，煤粉燃燒的火焰就不會(huì)一直持續(xù)下去，爐內(nèi)溫度就會(huì)處于較低水平。一些調(diào)查研究表明，一些貧煤，具有低揮發(fā)分的特性，最適宜的煤粉濃度是約是1kg/kg的空氣。煤粉燃燒放出的熱量及熱強(qiáng)度會(huì)隨著煤粉濃度升高而變大，同時(shí)，煤粉輻射粒子的數(shù)量在增加，會(huì)使風(fēng)粉氣流變得更大，爐膛熱量就會(huì)被吸收，輻射熱量的吸收對(duì)可燃物的燃燒就有巨大促進(jìn)作用。另外，著火熱會(huì)伴隨煤粉著火溫度降低而下降，并縮短煤粉著火距離與著火時(shí)間。煤粉氣流從未著火到著火時(shí)所需的著火熱量會(huì)隨著煤粉氣流溫度升高而減少，在煤粉氣流從未著火到著火過(guò)程中爐膛里溫度也會(huì)升高，煤粉著火點(diǎn)會(huì)相應(yīng)的提前，著火點(diǎn)也就變得更穩(wěn)定，煤粉著火點(diǎn)與燃燒器可以更近。

3.5 油泵供油的壓力不穩(wěn)定 油泵供油壓力如果不穩(wěn)定，供油系統(tǒng)就會(huì)容易出現(xiàn)故障，供油壓力不穩(wěn)會(huì)使風(fēng)油比達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，煤粉燃燒也會(huì)不充分。導(dǎo)致供油壓力不穩(wěn)的原因除了供油系統(tǒng)出現(xiàn)故障外，還可能是減壓閥門(mén)的減壓不準(zhǔn)確或是鍋爐負(fù)荷不穩(wěn)定。供油泵的好壞對(duì)供油系統(tǒng)具有重要影響，所以，要運(yùn)用具有良好質(zhì)量的供油泵，避免供油系統(tǒng)出現(xiàn)任何故障。

3.6 三次風(fēng)因素 如果三次風(fēng)的溫度很低，風(fēng)速很高，風(fēng)量且較大，這樣的三次風(fēng)就會(huì)到達(dá)爐膛上部，三次風(fēng)在爐膛上部時(shí)，三次風(fēng)與燃燒區(qū)域相離很遠(yuǎn)，爐膛內(nèi)溫度就會(huì)明顯降低，致使三次著火十分不穩(wěn)定，因此，在三次風(fēng)著火過(guò)程中，火經(jīng)常被撲滅，致使?fàn)t膛壓力不斷波動(dòng)。在三次風(fēng)煤粉量在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生變化或三次風(fēng)熄火時(shí)，會(huì)使?fàn)t膛壓力出現(xiàn)大幅度的下降，整個(gè)火焰的中心就會(huì)立即向上移動(dòng)，火焰在上方時(shí)很容易出現(xiàn)燃燒器脫火。當(dāng)有很多粉嘴共同發(fā)生脫火，極易使鍋爐里的火熄滅。當(dāng)三次風(fēng)所帶來(lái)的煤粉量非常大時(shí)，各粉嘴脫火會(huì)變得更嚴(yán)重。依據(jù)燃燒理論，要保證煤粉穩(wěn)定著火，一定要有使煤粉火焰火炬具有一定傳播速度，而火焰火炬?zhèn)鞑ニ俣热菀资芨鞣N外界因素影響，例如：煤粉濃度、煤粉顆粒粗細(xì)、煤粉的灰分含量等。如果煤粉濃度較低、煤粉揮發(fā)分含量偏低、煤粉顆粒較粗，都不利于煤粉的穩(wěn)定著火。由于煤種問(wèn)題不是及時(shí)得到有效解決，一定要通過(guò)調(diào)整煤粉濃度及使煤粉顆粒變細(xì)的方法來(lái)解決煤粉燃燒不穩(wěn)問(wèn)題。

3.7 二次風(fēng)存有問(wèn)題 該鍋爐的二次風(fēng)配風(fēng)采用的是均等配風(fēng)方式，而均等配風(fēng)不適合貧煤充分穩(wěn)定燃燒，均等配風(fēng)方式會(huì)導(dǎo)致?tīng)t膛火焰溫度大大降低，給煤粉穩(wěn)定燃燒帶來(lái)嚴(yán)重影響。二次風(fēng)的風(fēng)溫會(huì)在夏季時(shí)達(dá)到最高，即便達(dá)到最高狀態(tài)，溫度也比原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，與此同時(shí)，二次風(fēng)風(fēng)量十分大，氧量最大能夠達(dá)到7，風(fēng)量大會(huì)導(dǎo)致?tīng)t膛內(nèi)溫度下降，進(jìn)而影響煤粉的正常著火。煤粉著火以前二次風(fēng)會(huì)很早和爐內(nèi)一次風(fēng)混到一起，導(dǎo)致煤粉濃度大大降低，一次風(fēng)火炬溫度也會(huì)隨之降低，這就增加了一次風(fēng)的風(fēng)率，導(dǎo)致著火熱量增加，煤粉著火進(jìn)而延遲。

4 解決鍋爐燃燒不穩(wěn)定的思路或方法

4.1 改變均等配風(fēng)方式 鍋爐二次風(fēng)的均等配風(fēng)方式不利于煤粉穩(wěn)定燃燒，可以將其改成適宜貧煤燃燒的分級(jí)形式，前期風(fēng)量主要為滿足揮發(fā)著火的要求，將各層風(fēng)門(mén)都關(guān)的很小，有效集中配置一次風(fēng)，以讓煤粉可以聚集到一起燃燒，也方便爐膛保持較高溫度，與此同時(shí)，中間風(fēng)關(guān)小以后，高寬比較大的直流中，開(kāi)設(shè)平衡孔，進(jìn)而改變?nèi)紵鞯难a(bǔ)氣射流條件。發(fā)電廠火檢始終很低，一直處于70上下，可以利用調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的敞開(kāi)度來(lái)改變現(xiàn)狀，火檢工作會(huì)伴隨風(fēng)門(mén)開(kāi)度降低而變得更好，要是火檢保持90，可以將風(fēng)門(mén)關(guān)到50%。根據(jù)理論計(jì)算風(fēng)量，合理降低風(fēng)量，能夠使氧量保持在5左右，有效降低爐膛溫度受二次風(fēng)的影響程度，提升空預(yù)器預(yù)熱以后的一次風(fēng)溫與二次風(fēng)溫也能夠降低風(fēng)量，也促進(jìn)煤粉著火的穩(wěn)定。

4.2 調(diào)整煤粉顆粒細(xì)度及三次風(fēng)的風(fēng)溫，嚴(yán)格控制風(fēng)量 經(jīng)過(guò)調(diào)整制粉系統(tǒng)里的粗粉分離器擋板開(kāi)度、磨煤機(jī)里小鋼球增加比例，可以使煤粉細(xì)度始終在12以下，把磨煤機(jī)出口溫度從原來(lái)的幾十?dāng)z氏度提升到120右，溫度升高后，既方便制粉系統(tǒng)干燥，也對(duì)三次風(fēng)到爐膛后的燃燒、著火有促進(jìn)作用，與此同時(shí)，也能夠彌補(bǔ)煤粉濃度增加、一次風(fēng)量降低以后，爐膛煤粉溫度下降，促進(jìn)煤粉著火。確保鍋爐具有足夠用粉量前提下，盡可能的減少三次風(fēng)的風(fēng)量，從而促進(jìn)鍋爐煤粉正常燃燒。當(dāng)煤粉細(xì)度較細(xì)時(shí)，煤粉粒平均質(zhì)量減小，方便煤粉流動(dòng)，避免煤粉在管內(nèi)沉積，確保粉管粉處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免各臺(tái)給粉機(jī)的下粉量出現(xiàn)不均勻性，確保爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)穩(wěn)定，利于煤粉充分燃燒。

4.3 降低一次風(fēng)壓，提升給粉效率 降低一次風(fēng)壓，提升給粉機(jī)的給粉速度需要在保證粉管不沉積粉的基礎(chǔ)上進(jìn)行。把一次風(fēng)壓從原有的4kPa降到3kPa，進(jìn)而有效降低一次風(fēng)的風(fēng)量，風(fēng)量降低以后各粉管風(fēng)量平均下降到10t，合理提升給粉機(jī)的轉(zhuǎn)速，確保給粉機(jī)下粉量約8t，特別是重要層級(jí)給粉機(jī)的轉(zhuǎn)速要有效調(diào)整好，使煤粉濃度在0.8kg/kg左右，確保爐膛底火穩(wěn)定。

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)以上措施方法調(diào)整以后，利用測(cè)溫儀測(cè)量鍋爐噴嘴口溫度，可以發(fā)現(xiàn)各噴嘴口溫度均有所提升，并且離噴口更近，噴口處能夠形成較穩(wěn)定的燃燒火炬，爐膛負(fù)壓很少發(fā)生波動(dòng)，燃燒更加穩(wěn)定。

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作者簡(jiǎn)介：

張建軍（1972-），男，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)人，本科，畢業(yè)于內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)電力學(xué)院熱動(dòng)專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事發(fā)電廠運(yùn)行維護(hù)工作。