郭宗林 王 哲 馬琳琳

（1.河北省電力公司電力科學(xué)研究院，河北 石家莊050021；2.中鐵三局集團第二工程有限公司，河北 石家莊050021）

1 鍋爐概況

河北南網(wǎng)某電廠鍋爐為東方鍋爐有限公司生產(chǎn)制造的型號為DG1100/17.4－Ⅱ3 型亞臨界自然循環(huán)、循環(huán)流化燃燒、一次中間再熱、汽冷式旋風(fēng)分離器、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣循環(huán)流化床鍋爐。采用床上及床下聯(lián)合點火和助燃協(xié)同，以及兩側(cè)進風(fēng)的一次風(fēng)布風(fēng)方式，在每側(cè)的一次風(fēng)道內(nèi)各安裝1臺風(fēng)道點火燃燒器。

2 問題經(jīng)過

2013－01－06 T15：30左右，機組負荷297 MW，機組掉閘首出為汽機DEH 掉閘。

16：12，機組恢復(fù)啟動，在啟動過程中發(fā)現(xiàn)右側(cè)一次風(fēng)量驟降，檢查后發(fā)現(xiàn)右側(cè)一次風(fēng)出口16M 處膨脹節(jié)泄漏。

2013－01－07 T03：15，停機消缺；10：30，機組再次啟動。

12：31，機組并網(wǎng)；15：24，負荷升至150 MW。

15：00，#3給煤機發(fā)堵煤信號，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)其為燃煤堵至給煤機出口所致。

15：30，發(fā)現(xiàn)#1、#5、#6給煤機相繼發(fā)出堵煤信號。在升負荷過程中發(fā)現(xiàn)爐左后2 點床溫測點由646 ℃逐步下降至256 ℃，爐左后3點床溫測點由564℃逐步下降至349℃，一次風(fēng)機壓力由16.21kPa 上升至17.4kPa，水冷風(fēng)室壓力由14.1kPa上升至15.1kPa，一次風(fēng)總風(fēng)量由38萬Nm3/h逐步下降至34萬Nm3/h，右側(cè)爐膛床層壓力2點由6.68kPa下降至4.69kPa，右側(cè)爐膛內(nèi)部溫度2、4測點溫度最高至1 200℃，平均床溫由518 ℃逐步下降至360 ℃，各冷渣機排渣均不順暢。根據(jù)床溫、床壓、爐膛溫度及給煤機下煤情況對機組進行調(diào)整，期間多次采取大風(fēng)量擾動，風(fēng)量最大調(diào)至47 萬Nm3/h，最小降至35 萬Nm3/h。平均床壓最大時7.8kPa，最小時5.21kPa，床溫變化不明顯，持續(xù)呈下降趨勢。

18：00，為維持床溫分別投入左右點火風(fēng)道各一只油槍，其后發(fā)現(xiàn)左右風(fēng)道存在燒紅現(xiàn)象，進而采取減小油槍出力的方法，以維持風(fēng)道風(fēng)溫不超過600 ℃。

20：30，根據(jù)床溫下降情況分別投入床上前墻1、4號油槍。

21：27，停止所有給煤機，滑壓停爐期間維持風(fēng)道油槍運行，控制床溫下降速率。

22：09，鍋爐手動BT 停爐。

3 停爐檢查

停爐冷卻后檢查發(fā)現(xiàn)爐膛及回料器存在大量焦塊，入孔門處完全結(jié)焦封堵；前墻結(jié)焦全部覆蓋下二次風(fēng)口、給煤口、床上油槍口；后墻結(jié)焦全部覆蓋回料器、下二次風(fēng)口；爐右上二次風(fēng)口被覆蓋。前墻兩側(cè)靠近油槍附近結(jié)焦情況尤為突出。經(jīng)估算，爐內(nèi)結(jié)焦體積約為500 m3。回料器內(nèi)大部分為低溫板結(jié)塊，約占總體積80%，高溫結(jié)焦塊約占20%；回料腿全部結(jié)焦；回料器上部旋風(fēng)分離器直段部分全部堵塞，大部分為粉煤灰顆粒。

4 問題原因分析

（1）入廠煤煤質(zhì)不穩(wěn)定，煤矸石及雜質(zhì)較多，且未進行灰熔點檢測。

（2）入爐煤粒徑不符合設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求，由于現(xiàn)場設(shè)備情況，無法及時對入爐煤進行篩分檢驗。

（3）入爐煤雜質(zhì)較多且存在較大煤矸石，原因為2013 年1月5日細碎旁路篦子斷條后未能及時修復(fù)，使大量入爐煤在未經(jīng)過細碎、粒徑不合格的情況下進入爐膛，致使存在局部流化不良現(xiàn)象。

（4）在施工過程中對工藝要求不嚴格、監(jiān)督不到位，澆注料施工及養(yǎng)護工藝較差，致使鍋爐在較短的運行周期下出現(xiàn)澆注料脫落現(xiàn)象。停爐清理床料時，發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)風(fēng)帽根部存在規(guī)格不等的較大石塊及澆注料，脫落的澆注料存積至各風(fēng)帽之間，堵塞通風(fēng)孔使局部存在流化不良的現(xiàn)象。

（5）對床料的分布均勻性問題重視程度不夠，在機組點火吹管結(jié)束后爐膛內(nèi)出現(xiàn)較大的低溫焦塊時，應(yīng)對床料進行徹底篩分，對風(fēng)帽重新進行檢查。

（6）機組168 期間，因入爐煤煤質(zhì)情況，爐內(nèi)燃燒工況較差，后墻多處床溫超限運行，雖采取措施但效果甚微，168結(jié)束后未及時停爐徹底檢查風(fēng)帽清除雜物，在保持高負荷運行期間，爐內(nèi)局部形成高溫焦塊。

（7）2013年1月6日機組DEH 失電恢復(fù)過程中，右側(cè)一次風(fēng)管道膨脹節(jié)破裂，在恢復(fù)過程中啟動鍋爐未及時啟動，為維持輔汽壓力以保證汽泵正常運行強行帶負荷，在一次風(fēng)總風(fēng)量偏小時給煤量較大，使料層中含煤量過多，燃燒氣氛趨于還原性氣氛，加上粗顆粒份額較多，嚴重影響了床層的流化，導(dǎo)致流化不良而結(jié)焦。

（8）機組運行過程中部分關(guān)鍵參數(shù)不準確，致使運行人員無法對機組的運行狀態(tài)做出準確判斷。

（9）啟動時投煤過早，在床溫未滿足要求的情況下，誤認為揮發(fā)分提前燃燒時造成的床溫與氧量變化情況符合煤燃燒的現(xiàn)象，致使投煤后大量碳粒燃燒不完全，從而形成低溫焦塊。

（10）投入床上油槍初期對角后墻床溫先上升較快后下降，后期前墻1、4號二次風(fēng)口出現(xiàn)柴油味，是由于床上油槍霧化較差且火檢效果不明顯，造成后期燃油貼壁燃燒，使爐內(nèi)床料直接與燃油混燃形成結(jié)焦。

5 針對問題的措施

（1）完善爐膛床溫、床壓、風(fēng)量等關(guān)鍵參數(shù)的準確性。

（2）制定燃料相應(yīng)監(jiān)管制度，完善燃煤各種特性的報告機制，保證良好而穩(wěn)定的入爐煤質(zhì)，嚴格控制入爐燃煤粒徑，保證入爐煤粒度符合設(shè)計及相關(guān)規(guī)范的要求。

（3）機組啟動前認真檢查風(fēng)帽、風(fēng)室、床料，清理雜物，進行冷態(tài)流化試驗，確認床層布風(fēng)均勻、流化良好。

（4）優(yōu)化啟動方案，縮短油煤混燒時間。點火初期當床溫達到投煤溫度時，應(yīng)立即投煤，燃燒穩(wěn)定后果斷斷油，且盡量不使用床上油槍。在事故處理過程中，也應(yīng)注意及時斷油，使煤油混燃時間縮短，防止結(jié)焦。

（5）計劃停爐前燒空煤倉，為下次啟動補充高揮發(fā)分煤種，以降低投煤溫度。啟動點火過程中，在床溫達到設(shè)計規(guī)定的投煤溫度以上時，方可進行間斷性試投煤，不可過快、過量。在保證煤粉燃燒的情況下，方可大量投煤斷油。

（6）優(yōu)化澆注料施工工藝，確保爐內(nèi)澆注料及耐火耐磨材料質(zhì)量及施工質(zhì)量，防止因澆注料等材料塌落而引起結(jié)焦。

（7）優(yōu)化機組保護配置，減少不必要停機保護動作帶來的事故擴大。

（8）運行期間綜合考慮結(jié)焦和控制NOx的關(guān)系，床溫應(yīng)控制在850～950 ℃之間，通過調(diào)整風(fēng)煤配比及返料量控制。如因煤粒變粗或煤質(zhì)變差等原因引起床溫波動，應(yīng)視情況適當提高一次風(fēng)量來加強流化，維持床溫穩(wěn)定，以免出現(xiàn)大顆粒沉積，造成局部或整體超溫結(jié)焦現(xiàn)象。

（9）運行過程中，應(yīng)保持合理的風(fēng)煤及一、二次風(fēng)配比。運行中一次風(fēng)量不得低于對應(yīng)料層厚度下的最低臨界流化風(fēng)量，以保證床料流化正常。啟動初期可適當減少二次風(fēng)量以便于盡快提高床溫，正常運行時二次風(fēng)總風(fēng)量根據(jù)含氧量進行合理調(diào)整。

6 結(jié)語

本文針對300 MW 循環(huán)流化床鍋爐在運行過程中出現(xiàn)的嚴重結(jié)焦問題進行了全面分析，并提出了有針對性的預(yù)防措施，為同類型機組的運行提供了寶貴經(jīng)驗。