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行业新闻

锅炉生物质燃烧机烧损原因分析及防治

1000MW超超临界机组锅炉生物质燃烧机烧损原因分析及防治

    媒粉生物质燃烧机是锅炉燃烧设备的重要组成部分,生物质燃烧机烧损后将破坏炉内燃烧工况,造成火焰中心偏斜,并带来水冷壁结焦和高温腐蚀等问题,使锅炉运行的安全性和经济性受到影响,对锅炉的安全运行构成严重威胁。为此必须采取必要的措施,以保证生物质燃烧机的安全运行。

1  锅炉及生物质燃烧机布置

    北疆电厂2台1000 MW超超临界火电机组,锅炉为超超临界变压运行燃煤粉直流锅炉,型号为Sr3102127. 56-M54X,单炉膛双切圆、一次中间再热、固态排渣、Ⅱ形布置。设计煤种为平朔安太堡烟煤。

    锅炉燃烧系统按中速磨煤机冷一次风直吹式制粉系统设计,配6台MPS275型磨煤机。每台磨煤机的出口由4根煤粉管接至锅炉前、后墙的4个煤粉分配器,再一分为二接至炉膛八角的同一层8个煤粉生物质燃烧机。48只直流式生物质燃烧机分6层8组布置于炉膛下部,煤粉和空气从布置在锅炉前、后墙的8只生物质燃烧机送入炉膛,在炉膛中呈双切圆方式燃烧。生物质燃烧机平面布置见图1。

    燃烧方式采用低NO,同轴燃烧系统(LNCFS),在煤粉喷嘴四周布置有周界风(燃料风),每相邻2层煤粉喷嘴之间布置有1层辅助风喷嘴,其中包括上下2只偏置的CFS喷嘴,1只直吹风喷嘴;主风箱上部设有2层CCOFA(紧凑燃尽风)喷嘴,主风箱下部设有1层UFA(火下风)喷嘴,主风箱上方布置有5层SOFA离散燃尽风喷嘴。

    生物质燃烧机摆角参与温度调节,8个角同步摆动,一、二次风喷口均可上下摆动,生物质燃烧机一次风最大摆角为±20。,二次风(含SOFA)最大摆角为±30。。生物质燃烧机的结构见图2。

2  生物质燃烧机烧损情况

    北疆电厂2台机组分别于2009年9月和11月投产,2011年9月和2012年4月分别进行第一次C级检修,发现2台锅炉部分生物质燃烧机均存在重烧损现象:

    (1)生物质燃烧机自下往上A层~F层烧损裎度逐步加重,A、B、C生物质燃烧机烧损较轻,部分生物质燃烧机轻微变形,不影响使用;D、E、F生物质燃烧机烧损较为严重。

    (2)90%以上生物质燃烧机的钝体板完全脱落或部分脱落,没有完全脱落的钝体板,斜搭在一次风口内(见图3)。

    图3  生物质燃烧机钝体板磨损

    (3)同一层生物质燃烧机烧损情况基本一致,不存在同一层某单个生物质燃烧机烧损特别严重的现象。

    (4)D、E、F层生物质燃烧机对应的辅助二次风喷口存在过热变形现象。

    (5)一次风喷口下部磨损严重,生物质燃烧机周界风喷口结焦(见图4)。

图4-次风喷口下部磨损

3  生物质燃烧机烧损原因

    2台机组投产后不久,时常发生生物质燃烧机钝体板脱落进入排渣系统,随着锅炉运行时间的增加,锅炉燃烧火焰中心发生偏斜,锅炉左右侧主、再蒸汽温度出现偏差,2台空气预热器进口烟气温度也偏差2~7 K,不同制粉系统运行组合偏差程度不同,这与生物质燃烧机的烧损、钝体板的脱落有直接关系。

3.1生物质燃烧机区域温度偏高

    机组负荷1 000 MW时,用远红外辐射高温仪进行测量炉膛温度,各层生物质燃烧机区域的温度分布见图5,A~F生物质燃烧机区域炉膛温度越来越高,这与生物质燃烧机的烧损情况分布相符合。炉膛火焰中心温度偏高,高温烟气对生物质燃烧机的辐射换热增强,而生物质燃烧机周界冷却风量不足,导致生物质燃烧机喷口温度过高,造成生物质燃烧机烧损。

3.2运行调整方面

3.2.1煤粉着火距离太近

    煤粉着火距离太近有两方面原因:

    (1)磨煤机高负荷运行时,由于通风阻力大,进口一次风量低于设计值,可能造成着火距离太近,引起生物质燃烧机喷口的过热变形直至损坏。

    (2)为降低机组厂用电率,锅炉氧量控制偏低,二次风风速低,煤粉着火距离太近,造成生物质燃烧机喷口烧损。

3.2.2入炉煤质变化

    入炉煤挥发分变化范围大(训(V。,,,)一34%~46%),严重偏离设计煤种。挥发分提高后,一次风喷口的煤粉着火距离变近,而运行人员未能配合煤质挥发分的变化及时调整一次风和二次风,以适应煤种的变化。

3.2.3生物质燃烧机停运时的周界风偏小

    磨煤机停运时,对应生物质燃烧机周界风开度偏小,一次风喷口得不到足够冷却,从而造成生物质燃烧机的过热、变形直至损坏‘1]。但实陈情况表明,下层生物质燃烧机烧损较轻或没有烧损,基本上可排除这一原因。

3.3生物质燃烧机设计方面

3.3.1材质方面

    生物质燃烧机部件选材不当:

    (1)生物质燃烧机中间钝体板原选用的合金钢材料耐磨强度不够,生物质燃烧机经过一段时间运行后,没有粘贴耐磨陶瓷的部分很快磨穿,造成钝体板断开、脱落。

    (2)生物质燃烧机喷口材质耐磨强度不够。生物质燃烧机运行不到14 000 h就发现生物质燃烧机下部喷口有磨穿现象,煤粉从磨穿处进入周界风喷口,烧损周界风喷口。

3.3.2结构方面

    生物质燃烧机钝体板与一次风喷口连接处没有粘贴耐磨陶瓷,使其耐冲刷强度下降;钝体板被冲刷断裂后脱落或搭在生物质燃烧机一次喷口下部,改变了同层各生物质燃烧机阻力特性,使同一层生物质燃烧机煤粉分配不均,阻力小的生物质燃烧机煤粉量增大,引起生物质燃烧机负荷大于设计值,使生物质燃烧机烧损;同时,钝体板掉落在一次风喷口,在喷口处产生强烈的回流,造成喷口温度过高而烧损。

3.3.3停运生物质燃烧机周界风设计值不当

    停运生物质燃烧机周界风开度设计值见表1。

    表1  停运生物质燃烧机周界风设计值锅炉总风量/(t.h-i)    停运生物质燃烧机周界风门开度/%

    从表1可以看出:生物质燃烧机停运时,生物质燃烧机周界风门开度设计值偏小,高负荷时生物质燃烧机区域温度高,辐射热量大,而泠却风量不足以冷却生物质燃烧机,造成生物质燃烧机过热直至烧坏。

3.3.4 -次风测点不符合要求

    磨煤机进口一次风道安装的流量测点直管段长度不够,一次风流量测量值与实际值存在偏差,造成生物质燃烧机一次风速过高或过低。

4  生物质燃烧机烧损的防治措施

4.1设备维修方面

    对设备要加强监督和维修:

    (1)发现生物质燃烧机烧损后要及时进行更换或进行修补,对脱落的生物质燃烧机钝体板进行更换,在钝体板与一次风喷口接触处粘贴耐磨陶瓷。

    (2)提高生物质燃烧机钝体板的耐温耐磨等级;采取新的安装工艺,解决生物质燃烧机钝体板磨损、脱落问题。

    (3)加强对生物质燃烧机进口煤粉管壁温的监督;发电没务经常校验测温元件的精度,以保证测量准确。

    (4)利用停炉机会,检查生物质燃烧机及辅助二次风的安装角度,确保炉膛燃烧中心不会偏移;做好锅炉一次风速冷、热态的调匀试验及二次风的冷态挡板特性试验,保证炉膛火焰的中心不偏斜。

4.2运行调整方面

    加强运行调整:

    (1)合理控制各层二次风门、燃尽风门开度,使炉膛与风箱压差值在设计值附近,保证生物质燃烧机

  (8)优化前周界风量能够符合冷却和燃烧的要求。

    (2)锅炉各负荷段烟气中氧气体积分数(士(O。))控制在设计值附近,防止各层二次风喷口风速太低,使煤粉着火距离太近而烧损燃器。

    (3)优化停运生物质燃烧机周界风门开度控制曲线。生物质燃烧机周界风门开度与锅炉总风量曲线见图6,增加停运生物质燃烧机周界风门开度,保证生物质燃烧机喷口的冷却,防止生物质燃烧机烧损。

图6  生物质燃烧机周界风门开度{目炉总风量曲线

    (4)加强对停运生物质燃烧机进口煤粉管壁温的监视,发现温度异常升高时应手动开大生物质燃烧机周界风门。

    (5)根据磨煤机负荷,合理控制一次风母管压力和一次风流量,保证生物质燃烧机一次风速,防止煤粉提前着火烧坏生物质燃烧机。

4.3设计方面

    设计上要采取以下措施:

    (1)棍据生物质燃烧机区域的温度,合理选择优质合金钢材料,提高生物质燃烧机的防磨、耐热性能。

    (2)合理设计生物质燃烧机周界风喷口截面积,保证生物质燃烧机周界风量,降低生物质燃烧机喷口金属温度。

    (3)优化生物质燃烧机钝体板的结构,在煤粉喷嘴迎风面粘贴耐磨陶瓷;合理选择钝体板的材质,锅炉总风量提高钝体板的耐磨损强度,防止其脱落。

5  结语

    北疆电厂锅炉生物质燃烧机的烧损问题,在百万千瓦等级机组同类型锅炉上有一定的代表性。经采取一系列措施后,通过近半年的运行实践,没有发现生物质燃烧机再次烧损和钝体板脱落现象;同时对于同类型锅炉解决生物质燃烧机烧损问题,加强和优化燃烧调整,提高锅炉运行的安全性和经济性都有借鉴意义。


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点击次数:  更新时间:2017-02-03 20:34:37  【打印此页】  【关闭