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#3机锅炉情况简要介绍:我厂#3机组锅炉是亚临界中间一次再热’W’火焰自然循环炉,于2014年完成低氮改造后,因供风方式,燃烧方式、煤质变化等原因,炉膛还原性氛围加剧,锅炉结焦情况严重,后虽经未燃带优化、二次风箱内部结构优化改造,燃尽风喷口改造,燃烧器喷口改造及多次燃烧优化调整试验,锅炉结焦仍未有明显好转。2018年11月份进行了#3炉燃烧优化调整试验。2019年1月份#3炉燃烧优化调整试验已完成。3月20日西工院已出具试验报告,运行部进行了针对性培训。2020年4月24日——5月25日#3炉掉焦12次、捅焦41次。针对#3锅炉负压波动和锅炉捅焦特点,5月7日,运行部将周界风挡板全部由100%关至70%,负压波动和捅焦频次好转,继续观察。接下来的工作:对锅炉厂家编制的未燃带改造方案进行评审和优化调整,拟将前后墙乏风与拱下F风间花状未燃带、拱下F风中间部位600mm高度未燃带去除(共计约30m2).目前采取的措施:1、运行部继续执行二单元锅炉防结掉大焦措施2、策划部协调做好煤质掺配工作,避免三高(负荷高、热值高、硫分高)问题的叠加发生3、运行部做好#3、#4炉的燃烧优化调整试验后数据的分析机培训工作,并结合锅炉负压波动和捅焦变化情况,及时进行燃烧调整。4、检修利用检修机会,实施未燃带优化改造项目。
针对目前存在的结掉焦问题,笔者的分析思路为:锅炉结焦原因大体从三个方面考虑,一个是煤质原因,一个是锅炉燃烧的调整,一个是燃烧设备本身的原因。
一、 煤质方面
笔者对#3机组入炉煤质连续半个多月来煤质热值变化和硫分变化情况见下图1机组燃煤质量。根据对机组燃煤测定挥发分后的焦渣特征持续观察, #3机燃煤焦渣特性为2型(黏结)。结渣性是测定煤灰在煤自身的反应热作用下发生形态变化的特性,受着煤灰成分及煤灰产率双重因素的影响。它比灰熔点能更好地反映灰的成渣特性。一般实验室中,都配备了灰熔点测定仪,但通过运行实践我们发现,有时煤的的软化温度即使超过了1350度,锅炉在运行中还是出现了结焦现象。究其原因,以阳泉煤和大同煤为例,阳泉煤的变形温度DT大于1500度,大同煤灰的软化温度ST等于1270度,虽然灰熔融性大不同,但结渣率却彼此相近,其原因就是阳泉煤灰分产率高于大同煤。大同煤灰熔点虽低,但它的灰分也低,所以结渣率并不高。我厂#3机组入炉煤的软化温度根据长期统计来看,均大于1500度。通过在流速0.1m/s时的结渣率和灰熔点,灰含量关系式可知,机组结焦率在50%左右。此外,锅炉煤粉燃烧所处周围气氛对结渣性也有一定影响,因为还原性气氛测得的熔点比氧化性气氛测得的要低,因此,煤在还原性气氛中比在氧化性气氛中的结渣率高。#3锅炉在2014年进行了低氮改造,直接加剧了炉膛的还原性气氛。煤中的硫含量也是影响结渣性的因素之一,煤中硫含量越高,灰熔点越低,相应煤的结渣性也随之升高,就我厂#3机组燃用硫分,通过数据比对,一直控制在较低水平。
二、 锅炉燃烧的调整
6月1日—6月19日#3锅炉总共捅焦次数为27次,发生负压波动次数为5次,负压不稳基本上发生在高负荷阶段。根据大数据统计分析发现,锅炉掉大焦和A磨可能存在微妙的关系。
在5日到8日A磨连续运行时间内,锅炉捅焦次数为5次 ,占比18.5%,负压不稳1次。8日---12日A磨连续运行时间内,锅炉捅焦次数为9次,占比33.3%,负压不稳1次。12日---15日A磨连续运行时间内,锅炉捅焦次数为5次,占比18.5%,负压不稳2次。
通過曲线分析,A磨的风粉配比存在不平衡,看下图
通过对焦块颜色和底渣含碳量可以佐证锅炉燃烧不充分,煤的燃烧步骤为水分蒸发,紧接着是挥发分的析出,然后是焦炭的燃烧。
3A侧飞灰可燃物含量普遍高于3B侧飞灰可燃物含量,存在偏烧可能。
吹灰对结焦的影响,本次未考虑。
三、 燃烧设备影响
炉膛容积热负荷、炉膛断面热负荷、燃烧器区域热负荷、炉膛几何尺寸对锅炉结焦有直接关系。炉膛容积热负荷设计值的选取不但影响煤的燃尽,更重要的是影响炉膛出口温度和炉膛温度。炉膛环境温度是影响结焦的外部因素,空气动力场组织的好坏,对锅炉结焦有重要作用。
针对发现的A磨组风粉配比长期不平衡问题,运行人员采取了相应的处置措施,密切跟踪负荷变化,使A磨组风煤比处于允许范围内。 通过对喷燃器的检查发现,有部分喷燃器乏汽管路出现堵塞,在燃烧区出现严重还原性气氛,导致燃烧不充分,底渣可燃物含量偏多。大量未完全燃烧煤粘结在水冷壁上,在负荷扰动的情况下,发生脱落,导致负压波动。对堵塞乏汽管路,进行了相应的疏通。通过上述工作,经过一个月的观察,#3锅炉结掉焦情况出现明显好转。
接下来的工作,需要对底渣系统3个灰斗分别进行采样化验,以确定是否存在偏烧。考虑进行煤灰成分的分析,以进一步确定锅炉结焦性的预判。优化对锅炉煤粉细度的采样化验,建议将磨组出口分离器改成动态远程可控调整模式。
作者简介:郭子雷,本科,1985年3月15日,男,汉族,籍贯是山东德州,华能上安电厂,工程师,研究方向是化学化验和燃煤技术
针对目前存在的结掉焦问题,笔者的分析思路为:锅炉结焦原因大体从三个方面考虑,一个是煤质原因,一个是锅炉燃烧的调整,一个是燃烧设备本身的原因。
一、 煤质方面
笔者对#3机组入炉煤质连续半个多月来煤质热值变化和硫分变化情况见下图1机组燃煤质量。根据对机组燃煤测定挥发分后的焦渣特征持续观察, #3机燃煤焦渣特性为2型(黏结)。结渣性是测定煤灰在煤自身的反应热作用下发生形态变化的特性,受着煤灰成分及煤灰产率双重因素的影响。它比灰熔点能更好地反映灰的成渣特性。一般实验室中,都配备了灰熔点测定仪,但通过运行实践我们发现,有时煤的的软化温度即使超过了1350度,锅炉在运行中还是出现了结焦现象。究其原因,以阳泉煤和大同煤为例,阳泉煤的变形温度DT大于1500度,大同煤灰的软化温度ST等于1270度,虽然灰熔融性大不同,但结渣率却彼此相近,其原因就是阳泉煤灰分产率高于大同煤。大同煤灰熔点虽低,但它的灰分也低,所以结渣率并不高。我厂#3机组入炉煤的软化温度根据长期统计来看,均大于1500度。通过在流速0.1m/s时的结渣率和灰熔点,灰含量关系式可知,机组结焦率在50%左右。此外,锅炉煤粉燃烧所处周围气氛对结渣性也有一定影响,因为还原性气氛测得的熔点比氧化性气氛测得的要低,因此,煤在还原性气氛中比在氧化性气氛中的结渣率高。#3锅炉在2014年进行了低氮改造,直接加剧了炉膛的还原性气氛。煤中的硫含量也是影响结渣性的因素之一,煤中硫含量越高,灰熔点越低,相应煤的结渣性也随之升高,就我厂#3机组燃用硫分,通过数据比对,一直控制在较低水平。
二、 锅炉燃烧的调整
6月1日—6月19日#3锅炉总共捅焦次数为27次,发生负压波动次数为5次,负压不稳基本上发生在高负荷阶段。根据大数据统计分析发现,锅炉掉大焦和A磨可能存在微妙的关系。
在5日到8日A磨连续运行时间内,锅炉捅焦次数为5次 ,占比18.5%,负压不稳1次。8日---12日A磨连续运行时间内,锅炉捅焦次数为9次,占比33.3%,负压不稳1次。12日---15日A磨连续运行时间内,锅炉捅焦次数为5次,占比18.5%,负压不稳2次。
通過曲线分析,A磨的风粉配比存在不平衡,看下图
通过对焦块颜色和底渣含碳量可以佐证锅炉燃烧不充分,煤的燃烧步骤为水分蒸发,紧接着是挥发分的析出,然后是焦炭的燃烧。
3A侧飞灰可燃物含量普遍高于3B侧飞灰可燃物含量,存在偏烧可能。
吹灰对结焦的影响,本次未考虑。
三、 燃烧设备影响
炉膛容积热负荷、炉膛断面热负荷、燃烧器区域热负荷、炉膛几何尺寸对锅炉结焦有直接关系。炉膛容积热负荷设计值的选取不但影响煤的燃尽,更重要的是影响炉膛出口温度和炉膛温度。炉膛环境温度是影响结焦的外部因素,空气动力场组织的好坏,对锅炉结焦有重要作用。
针对发现的A磨组风粉配比长期不平衡问题,运行人员采取了相应的处置措施,密切跟踪负荷变化,使A磨组风煤比处于允许范围内。 通过对喷燃器的检查发现,有部分喷燃器乏汽管路出现堵塞,在燃烧区出现严重还原性气氛,导致燃烧不充分,底渣可燃物含量偏多。大量未完全燃烧煤粘结在水冷壁上,在负荷扰动的情况下,发生脱落,导致负压波动。对堵塞乏汽管路,进行了相应的疏通。通过上述工作,经过一个月的观察,#3锅炉结掉焦情况出现明显好转。
接下来的工作,需要对底渣系统3个灰斗分别进行采样化验,以确定是否存在偏烧。考虑进行煤灰成分的分析,以进一步确定锅炉结焦性的预判。优化对锅炉煤粉细度的采样化验,建议将磨组出口分离器改成动态远程可控调整模式。
作者简介:郭子雷,本科,1985年3月15日,男,汉族,籍贯是山东德州,华能上安电厂,工程师,研究方向是化学化验和燃煤技术