鍋爐運行的典型案例及分析能源二所 秦淇

二〇一一年十月1高位燃盡風(fēng)運行調(diào)整不當(dāng)引起飛灰含碳量升高

事例姚孟電廠＃2爐改造時為降低NOx排放量，增設(shè)二層高位燃盡風(fēng)，改造后運行中二層燃盡風(fēng)開度50～75％，飛灰含碳量由原來的1.5％左右升高至3.0～3.5％，燃燒調(diào)整試驗中將二層燃盡風(fēng)開度降至20％，飛灰含碳量降低到1.2～1.7％。1高位燃盡風(fēng)運行調(diào)整不當(dāng)引起飛灰含碳量升高原因：增設(shè)二層高位燃盡風(fēng)后，在燃盡風(fēng)開度大時，燃盡風(fēng)量過大，在表盤氧量不變的情況下，爐內(nèi)總風(fēng)量不變，燃盡風(fēng)量過大導(dǎo)致主燃燒區(qū)域缺風(fēng)，造成飛灰含碳量增高。1高位燃盡風(fēng)運行調(diào)整不當(dāng)引起飛灰含碳量升高應(yīng)對當(dāng)燃盡風(fēng)噴口層數(shù)較多或設(shè)計有高位燃盡風(fēng)時，燃盡風(fēng)的量要控制適當(dāng)，以防燃盡風(fēng)量過大以后主燃燒區(qū)域缺風(fēng)造成灰渣含碳量升高。2貧煤鍋爐摻燒煙煤后燃燒器及風(fēng)管的燒損事例鶴壁同力電廠設(shè)計燃用貧煤，制粉系統(tǒng)為中儲式，采用熱風(fēng)送粉方式，設(shè)計一次風(fēng)混合后溫度220℃，一次風(fēng)率18％.實際燃煤有煙煤，磨出口溫度105℃，一次風(fēng)熱風(fēng)溫度320℃，運行中出現(xiàn)制粉系統(tǒng)爆炸及一次風(fēng)管燒損。磨出口溫度允許值

制粉系統(tǒng)型式熱空氣干燥煙氣空氣混合干燥風(fēng)扇磨煤機(jī)直吹式（分離器后）貧煤150煙煤130褐煤、頁巖100～180鋼球磨煤機(jī)儲倉式（磨煤機(jī)后）貧煤130煙煤、褐煤70褐煤90煙煤120雙進(jìn)雙出鋼球磨直吹式（緊湊式為分離器后，分離式為磨煤機(jī)后）煙煤70～75褐煤70Vdaf≤15%的煤100中速磨煤機(jī)直吹式后（分離器后）當(dāng)Vdaf<40%時，tM2=[(82-Vdaf)×5/3±5]當(dāng)Vdaf≥40%時，tM2<70RP、HP中速磨煤機(jī)直吹式（分離器后）高熱值煙煤小于82，低熱質(zhì)煙煤小于77，次煙煤、褐煤小于66備注：燃用混煤的，可允許tM2較低的相應(yīng)煤種取值；無煙煤只受設(shè)備允許溫度的限制2貧煤鍋爐摻燒煙煤后燃燒器及風(fēng)管的燒損2貧煤鍋爐摻燒煙煤后燃燒器及風(fēng)管的燒損3貧煤鍋爐摻燒煙煤后粉倉內(nèi)陰燃事例豫新電廠設(shè)計燃用貧煤，制粉系統(tǒng)為中儲式，采用熱風(fēng)送粉方式，設(shè)計一次風(fēng)混合后溫度220℃，一次風(fēng)率18％，實際燃用煤種混有煙煤，運行中磨出口溫度105～115℃，風(fēng)粉在線系統(tǒng)顯示給粉機(jī)入口煤粉有3個測點溫度到達(dá)340℃，試驗院對此問題分析后認(rèn)為粉倉中煤粉存在陰燃的可能性，為此發(fā)出了預(yù)警，電廠檢查后發(fā)現(xiàn)個別給粉機(jī)入口煤粉已呈暗紅色，確認(rèn)了粉倉煤粉陰燃的存在，通過采取措施，防止了一起重大平安事故。3貧煤鍋爐摻燒煙煤后粉倉內(nèi)陰燃原因摻燒煙煤時磨出口溫度未及時調(diào)整，仍按105～115℃控制，出口溫度控制過高，超過煙煤允許平安溫度上限75℃。4煙煤鍋爐燒高揮發(fā)分煙煤后制粉系統(tǒng)爆炸事例蒲山電廠設(shè)計燃用煙煤，制粉系統(tǒng)為中儲式，采用乏氣送粉，平時燃煤枯燥無灰基揮發(fā)分30％左右，收到基低位發(fā)熱量16000～19000kJ/kg,磨出口溫度83～85℃，近期有摻燒枯燥無灰基揮發(fā)分40％、收到基低位發(fā)熱量21400kJ/kg的高揮發(fā)分煙煤，磨出口溫度不變，近期運行中發(fā)生3次制粉系統(tǒng)爆炸,造成多處防爆門破壞。4煙煤鍋爐燒高揮發(fā)分煙煤后制粉系統(tǒng)爆炸原因細(xì)粉別離器入口積粉、磨制爆炸性強(qiáng)的高揮發(fā)分煙煤時磨出口溫度控制過高、停磨后倒風(fēng)不徹底，制粉系統(tǒng)仍有溫風(fēng)流過，使細(xì)粉別離器入口積粉產(chǎn)生陰燃。4煙煤鍋爐燒高揮發(fā)分煙煤后制粉系統(tǒng)爆炸應(yīng)對在細(xì)粉別離器上升彎頭處加裝導(dǎo)流板，消除細(xì)粉別離器入口積粉，磨制高揮發(fā)分煙煤時控制磨出口溫度65～70℃，停磨后徹底倒風(fēng)，不使系統(tǒng)有溫風(fēng)流過。5中速煤摻混無煙煤后出力降低及堵磨事例禹州電廠＃1、2爐設(shè)計煤種為貧煤，采用5臺HP863中速煤，磨煤機(jī)正常出力18～40t/h，在摻混25％禹州金龍無煙煤時，磨煤機(jī)出力降低至20t/h，鍋爐運行中燃燒不穩(wěn)，被迫投油助燃，灰渣含碳量由正常的1～2％升高到30％，在將磨中及煤倉清空后恢復(fù)原來煤種后，磨煤機(jī)及鍋爐運行恢復(fù)正常。5中速煤摻混無煙煤后出力降低及堵磨5中速煤摻混無煙煤后出力降低及堵磨應(yīng)對采用中速磨制粉系統(tǒng)時防止摻燒無煙煤6燒高硫煤后高溫腐蝕及低溫腐蝕、結(jié)渣問題6燒高硫煤后高溫腐蝕及低溫腐蝕、結(jié)渣問題原因燃用高硫煤時爐內(nèi)產(chǎn)生較高濃度的H2S氣體，前后墻對沖燃燒方式下兩側(cè)墻中部存在較高濃度的CO復(fù)原性氣體，造成爐內(nèi)高溫腐蝕。高硫煤燃燒后煙氣中SO2含量增加，SO2含量增加導(dǎo)致SO2轉(zhuǎn)變?yōu)镾O3的量增加，使酸露點溫度提高，造成空預(yù)器冷端壁溫低于酸露點溫度，使空預(yù)器冷端蓄熱元件發(fā)生腐蝕。高硫煤中FeS2在燃燒時分解為FeS，形成低灰熔低的共晶體，在爐內(nèi)高溫條件下呈液態(tài)，粘灰后粘附到水冷壁上形成結(jié)渣6燒高硫煤后高溫腐蝕及低溫腐蝕、結(jié)渣問題應(yīng)對1在爐內(nèi)適當(dāng)位置按燃煤量的2％噴入Mg(OH)2添加劑，可減少SO2、SO3的生成，減少低灰熔點的FeS共晶體的生成，到達(dá)減輕結(jié)渣，降低爐內(nèi)高溫腐蝕及尾部空預(yù)器低溫腐蝕的效果。2空預(yù)器冷端采用塘瓷元件3增設(shè)側(cè)墻風(fēng)，減少側(cè)墻中間部位復(fù)原性氣體的生成7中速磨風(fēng)環(huán)改造不當(dāng)磨阻力大幅增加事例國電民權(quán)電廠設(shè)計磨煤機(jī)為沈重的MPS型中速磨，運行中石子煤排放量超過1.0％，且石子煤發(fā)熱量較高，導(dǎo)致石子煤損失較高，2021年機(jī)組檢修時對磨煤機(jī)風(fēng)環(huán)進(jìn)行了改造，改造后雖解決了石子煤排放量大的問題，但磨煤機(jī)阻力大幅上升，磨壓差達(dá)7.3kPa，導(dǎo)致一次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓大幅升高2.5kPa，使同等一次風(fēng)量下一次風(fēng)機(jī)電耗明顯升高。

7中速磨風(fēng)環(huán)改造不當(dāng)磨阻力大幅增加

原因風(fēng)環(huán)改造時通流面積減少過多，造成風(fēng)環(huán)出口速度大幅增加，建儀適當(dāng)增加風(fēng)環(huán)通流面積，降低出口速度。8雙進(jìn)雙出磨別離器堵塞、內(nèi)錐貫穿后灰渣含碳量升高事例平頂山電廠、華電寶山電廠、國電駐馬店電廠、永城電廠、華潤首陽山電廠、南陽熱電等采用雙進(jìn)雙出磨制粉系統(tǒng)，在運行中磨煤機(jī)別離器檔板入口、回粉管鎖氣器雜物堵塞、內(nèi)錐體貫穿，造成煤粉細(xì)度大幅升高，使灰渣含碳量大幅升高，引起鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性下降。8雙進(jìn)雙出磨別離器堵塞、內(nèi)錐貫穿后灰渣含碳量升高原因煤中存在軟性雜物，由于雙進(jìn)雙出磨氣流在磨內(nèi)行程較短，雜物在磨中不及研磨即被帶出磨進(jìn)入別離器，加之別離器結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，容易在檔板、回粉管鎖氣器處形成堵塞，在內(nèi)錐回粉檔板處纏繞，使內(nèi)錐回粉檔板卡住在開的位置，使內(nèi)部氣流貫穿，別離器失去別離作用，造成煤粉細(xì)度升高。應(yīng)對別離器進(jìn)行全面改造。9動態(tài)別離器的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)問題事例鶴壁豐鶴電廠制粉系統(tǒng)采用ZGM113中速磨，煤粉細(xì)度采用動態(tài)別離器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，正常運行時別離器轉(zhuǎn)速在330～350r/min，在煤的可磨性系數(shù)降低時磨出力下降，在磨運行數(shù)量不增加的情況下，運行人員將別離器轉(zhuǎn)速降低至300r/min以下運行以使磨出力增大保機(jī)組帶高負(fù)荷。9動態(tài)別離器的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)問題產(chǎn)生的問題：在磨出力增加以后，別離器轉(zhuǎn)速不變的情況下，煤粉細(xì)度變粗，再降低別離器轉(zhuǎn)速將使煤粉細(xì)度進(jìn)一步變粗，造成灰渣含碳量升高。9動態(tài)別離器的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)問題正確的方法：為保證煤粉細(xì)度不變，磨出力增大時別離器轉(zhuǎn)速也應(yīng)相應(yīng)提高，如轉(zhuǎn)速升高不能保證磨出力提高，應(yīng)起動備用磨煤機(jī)運行。10中速磨的節(jié)流問題事例鶴壁豐鶴電廠采用ZGM113中速磨,機(jī)組420MW負(fù)荷運行中時磨煤機(jī)熱口熱風(fēng)門開度35～50％，一次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓11.4kPa，一風(fēng)機(jī)電流180A，將熱風(fēng)門開度調(diào)整為65％左右、一次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓降低為9.6kPa，磨煤機(jī)入口風(fēng)量維持不變，一次風(fēng)機(jī)電流降低為160A。10中速磨的節(jié)流問題原因：通過增大熱風(fēng)門開度，降低了風(fēng)門節(jié)流損失，在維持風(fēng)量不變的情況下可降低一次風(fēng)壓，到達(dá)降低一次風(fēng)機(jī)電耗的目的。另外一次風(fēng)壓降低以后空預(yù)器漏風(fēng)減小，引風(fēng)機(jī)電耗也會有一定程度的下降。中速煤運行時磨入口熱風(fēng)門開度應(yīng)控制在70％左右。 11中速磨制粉系統(tǒng)一次風(fēng)率問題11中速磨制粉系統(tǒng)一次風(fēng)率問題原因上述兩廠磨入口風(fēng)量控制偏高的原因使磨石子煤排放量偏高，為降低石子煤排放量，運行人員采用高一次風(fēng)量運行。正確的方法：通過對磨煤機(jī)風(fēng)環(huán)改造減小風(fēng)環(huán)面積，提高風(fēng)環(huán)出口速度，從而降低磨石子煤排放量，通過磨煤機(jī)風(fēng)環(huán)改造降一次風(fēng)率降到正常水平。11中速磨制粉系統(tǒng)一次風(fēng)率問題

鴨河＃4爐500MW負(fù)荷調(diào)整情況項目調(diào)整前調(diào)整后磨煤機(jī)ACDEFACDEF給煤量t/h49454545494542384345一次風(fēng)量t/h1101101101101099999999899磨出口風(fēng)溫℃80808080808080808080排煙溫度℃139.2136.112排煙溫度低的假象問題姚孟3期300MW機(jī)組鍋爐、鶴壁豐鶴600MW機(jī)組鍋爐空預(yù)器漏風(fēng)增加以后排煙溫度降低，姚孟3期在空預(yù)器改造前空預(yù)器漏風(fēng)率36％、鶴壁豐鶴空預(yù)器檢修前空預(yù)器漏風(fēng)率15％，姚孟空預(yù)器改造前排煙溫度120℃，降低20℃左右，鶴壁豐鶴空預(yù)器檢修前排煙溫度135℃，根本維持不變，姚孟空預(yù)器冷熱端漏風(fēng)率均較高，鶴壁豐鶴主要是空預(yù)器冷端腐蝕導(dǎo)致的冷端漏風(fēng)率升高，姚孟空預(yù)器改造時將空預(yù)器進(jìn)行了更新，漏風(fēng)率降低為6～8％，排煙溫度升高到140℃左右，熱風(fēng)溫度提高了20～30℃；鶴壁豐鶴空預(yù)器檢修時冷端受熱面改為塘瓷元件，冷端密封進(jìn)行了更換漏風(fēng)率降到6～8％，排煙溫度根本不變，但空預(yù)器出口熱風(fēng)溫度提高了15～20℃。從熱風(fēng)溫度的變化看，改前預(yù)熱器換熱效果較差，排煙溫度應(yīng)較高，但由于空預(yù)器冷端漏風(fēng)增大，排煙溫度姚孟大幅降低，豐鶴根本不變，說明排煙溫度在冷端漏風(fēng)增大以后不能反響實際的空預(yù)器換熱情況的變化。13超臨界鍋爐的中間點溫度控制問題超臨界鍋爐的中間點溫度是過熱汽溫控制的關(guān)鍵參數(shù)。同時試驗證明中間點溫度的控制對鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性也有一定的影響。其原理為：中間點溫度的變化將導(dǎo)致鍋爐各級過熱器吸熱量和溫度的變化及相應(yīng)的煙氣溫度發(fā)生變化。水冷壁出口的中間點溫度降低時通常流經(jīng)水冷壁給水流量增大，水冷壁吸熱量增加，爐膛出口煙氣溫度降低，引起低溫過熱器出?？诩纯疹A(yù)器入口煙氣溫度降低，排煙溫度隨之降低。13超臨界鍋爐的中間點溫度控制問題360MW試驗結(jié)果中間點溫度℃371376.5380.4385.2389.2399.4過熱蒸汽溫度，℃572.7570.7569.2571.3564.2568.9空預(yù)器入口煙溫℃334.4335.5336.3337.5342.1347.0低過出口汽溫℃424.9429.1436.4449.7462.0475.5過熱器減溫水量t/h96.4104.5115.8163.7192.1194.3排煙溫度℃128.6129.5130.5131.0131.3133.113超臨界鍋爐的中間點溫度控制問題550MW試驗結(jié)果中間點溫度℃398.5400.0403.5406.7408.6411.6過熱蒸汽溫度，℃566.9568.1572.6571.0569.8569.6空預(yù)器入口煙溫℃363.2365.8367.5371.9373.0374.6低過出口汽溫℃421.2424.5431.1438.5440.8445.4過熱器減溫水量t/h18.839.454.796.6120.7154.5排煙溫度℃141.3142.1143.0144.0.144.4145.813超臨界鍋爐的中間點溫度控制問題結(jié)論在過熱汽溫通過減小減溫水量能保持額定的前題下，應(yīng)盡量減小過熱度，降低中間點溫度以到達(dá)降低排煙溫度的目的。14煤質(zhì)變差后配中速磨制粉系統(tǒng)的鍋爐燃燒穩(wěn)定問題14煤質(zhì)變差后配中速磨制粉系統(tǒng)的鍋爐燃燒穩(wěn)定問題15中速磨石子煤量控制問題中速磨石子煤量按標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)控制在0.05％，發(fā)熱量應(yīng)控制在6.27MJ/kg,如原煤發(fā)熱量16MJ/kg～25MJ/kg,對應(yīng)石子煤熱損失在0.02％～0.012％之間，如石子煤熱損失控制在0.05％，石子煤發(fā)熱量不變，對應(yīng)上述煤種的石子煤排放率為0.125％～0.208％，假設(shè)石子煤發(fā)熱量為1～3MJ/kg，對應(yīng)的石子煤排放率為0.784％～1.304％，對于ZGM磨石子煤的排放量很小，正常情況下石子煤的發(fā)熱量很低，煤中的石子被磨成了粉，對襯板、磨輥磨損嚴(yán)重，同時增加了制粉電耗