武鋼自備電廠I期工程裝機容量2×200 MW。鍋爐為武漢鍋爐廠生產的WGZ-670/13.7-8型超高壓自然循環固態排渣煤粉煤氣混燒爐,高爐煤氣火嘴共分2層,布置于燃燒器最下層,設計最大瓦斯摻燒量25萬m3/h。
近來,隨著用電狀況發生變化,很多機組進行了低負荷穩燃改造,加大調峰力度。2000年我廠分別對1,2號鍋爐的下層A、B兩層共8個火嘴進行了改造,火嘴內置有小油槍。改造的效果非常明顯,在鍋爐的啟動初期就可以投粉,冷態啟動用油由原來的60 t降為不到30 t。通過試驗,機組在90 MW負荷下可以穩定地燃燒。是低負荷下煤粉燃燒的不完全產物會增多,這些產物進入鍋爐尾部后,滋生了二次燃燒的條件,必須對此引起足夠重視。
1 二次燃燒原因分析
1.1 不完全燃燒產物進入尾部煙道
(1) 鍋爐冷態啟動過程中,啟動初期就投粉,由于爐膛的溫度很低,煤粉、油的混合物燃燒很不充分,這樣不完全燃燒的產物會帶入尾部煙道,有少量會吸附在受熱面上;
(2) 在鍋爐低負荷穩燃階段,深度調峰下煤粉的著火燃燒也不是很充分,不完全燃燒產物也會進入尾部煙道;
(3) 配風不合理也會導致火嘴的燃燒工況發生變化,使不完全燃燒產物增加。另外,一次風溫設計為280℃,但由于火嘴容易燒壞,不得不將一次風溫降低至250~260℃,一次風壓提高至3.2~3.5 kPa,這樣一次風溫偏低、一次風速偏高,導致煤粉燃燒不完全;
(4) 高爐瓦斯摻燒量大,致使飛灰含碳量升高。瓦斯大量摻燒時,與瓦斯火嘴相鄰的煤粉火嘴處于貧氧狀態,致使煤粉燃燒不完全。另外,我廠鍋爐設計有3臺引風機,摻燒瓦斯時考慮廠用電率及其他經濟性原因,僅啟動2臺引風機運行,這樣摻燒瓦斯量大時受送風機的出力限制,爐膛含氧量偏低,使不完全燃燒產物增多;
(5) 細粉分離器效率低,三次風帶粉嚴重,致使大量未燃盡煤粉進入尾部煙道。
1.2 尾部煙道含氧量高
(1) 管式空氣預熱器漏,空氣進入煙氣中,造成尾部含氧量增高;
(2) 水平煙道、垂直煙道密封不嚴漏風;
(3) 省煤器下灰斗鎖氣器效果不好,造成漏風;
1.3 鍋爐尾部煙溫高
(1) 高爐煤氣摻燒量大。瓦斯摻燒越大,尾部煙氣溫度越高。在摻燒15萬m3/h瓦斯時,排煙溫度達195℃,而純燒煤時排煙溫度僅140℃,排煙溫度上升了55℃;
(2) 過熱器及尾部受熱面積灰。
因此,在鍋爐的運行階段,附著在受熱面上的不完全燃燒產物遇上高溫煙氣,在合適的氧量下,達到一定條件便會燃燒起來,導致二次燃燒的產生。
2 防范措施
2.1 定期對尾部受熱面進行檢查、沖洗每次停爐后都對尾部受熱面進行徹底檢查,查看積灰情況。對于積灰,利用廠內已有的高壓消防水系統,對鍋爐受熱面包括后屏過熱器、高溫過熱器、低溫過熱器、高溫省煤器進行沖洗。沿爐膛四周,自上而下進行沖洗。沖洗完畢后將鍋爐本體所有人孔門打開,進行通風干燥。并將沖洗出的灰漿進行清理,避免發生堵塞。
2.2 對空氣預熱器定期查漏
管式空氣預熱器的一個弊端就是容易漏,停爐后對空預器的檢查就作為一項定期工作,及時封堵,避免空氣漏入到煙氣中造成尾部煙道含氧量高。
2.3 降低飛灰含碳量
每班對飛灰含碳量進行監視,不正常時及時調整燃燒工況,使飛灰含碳量降低至正常值。
2.4 對細粉分離器進行改造,降低三次風帶粉率通過在細粉分離器內筒加裝二次分離裝置,在內筒錐體下部加裝反射屏,使細粉分離器分離效果(三次風率)達到10%左右。同時將排粉機出口擋板固定,以免滑脫而影響爐內燃燒。排粉機入口擋板實現可調,保證三次風速不超。對細粉分離器下部鎖氣器進行改造,由翻板式改為球式,動作靈活性大大提高,保證細粉分離器的正常工作。從而使進入尾部煙道的不完全燃燒產物大大減少。
2.5 加強尾部受熱面的吹灰對部分長式吹灰器進行技術改造,改為聲波吹灰器,利用程控不間斷吹灰,并打算將所有吹灰器改為聲波吹灰器。對未改進的吹灰器增加吹灰次數,由原來的每周2次改為每周3次。
此外還采取加強燃燒調整,控制合理的一次、二次風速,控制熱風溫度、排煙溫度等措施。
3 效 果
100 MW負荷時,摻燒10萬m3/h高爐瓦斯情況下,飛灰含碳量降低至5%以內,排煙溫度145℃。200 MW負荷時,摻燒10萬m3/h高爐瓦斯情況下,鍋爐的飛灰含碳量控制在3.43%以內,排煙溫度降低至175℃。
4 結 論
通過采取上述措施,保證了尾部受熱面的潔凈度,并且通過合理的調整,減少了不完全燃燒產物損失,可以將排煙溫度控制在175℃以內,有效地防止了二次燃燒的產生。把安全工程師站點加入收藏夾