《安全技术》之嵩屿电厂锅炉燃烧器与煤粉管烧红原因分析 VIP免费

嵩屿电厂锅炉燃烧器与煤粉管烧红原因分析厦门嵩屿电厂一期工程2×300MW机组的锅炉是上海锅炉厂采用美国燃烧工程公司(CE)技术设计制造的亚临界压力、一次再热控制循环锅炉。该炉采用中速磨煤吹灰制粉系统，四角切向燃烧，单炉膛倒U型露天布置，全钢架悬吊结构。平衡通风，固态排渣。设计燃料为晋北烟煤。燃烧器为WR型，即宽调节比四角煤粉燃烧器。煤粉喷嘴自下而上分为A、B、C、D、E共5层，锅炉四角上共布置安装了20只煤粉喷嘴。考虑到运行中煤质经常变化及炉膛水冷壁经常结焦，1，2号炉分别于2000年前后的机组中修时对各自的燃烧器进行了改造。主要是针对原一、二次风所形成的稍微偏大的假想切圆进行适度改小。改造后1，2号炉水冷壁结焦现象大大减少，但还是发生了几次粉管烧红、燃烧器烧损事故。据分析，除制粉系统里有雷管、木料等因素外，还有以下几个因素。1事故原因分析1.1燃烧器出口一、二次风风速相差过大燃烧器出口一、二次风风速相差过大，造成一次风喷嘴卷吸力过大，引起煤粉提前着火。特别是在低负荷时，某台给煤机的给煤率仍然较大，但运行人员为了保持风箱一定的差压△P，常关其相邻的辅助风门以提高△P，这样就导致二次风风速减小，一次风风速加大，卷吸能力相对加强，造成热烟气提前加热煤粉，使煤粉提前着火。1.2煤的挥发分较高煤的挥发分高时，因其易燃成份含量较高，常使煤粉的着火点提前。在磨出口温度经常控制在80℃左右的情况下，使用挥发分较高的煤就易出现煤粉的爆燃。如果运行人员没有及时发现，煤粉管或燃烧器就很容易被烧红，造成运行事故。1.3煤粉管路上积粉在磨煤机出口处的环形凹槽以及从磨煤机出口到燃烧器管路上的弯管处、接头处都易积粉。不管是运行或停止，那些沉积下来的煤粉长期和热风接触，易发生煤粉的自燃和爆炸。特别是在煤粉挥发分高、浓度适宜、含氧量高、温度较高等情况下，煤粉爆燃就特别容易发生。1.4二次风门实际开度与CRT上的显示不一致在2号炉3号角C层燃烧器烧坏后的风门开度检查中发现，有很多风门的实际开度与CRT(中心控制电视，下同)上显示的开度相差很大。在低负荷运行时，由于燃烧总风量较小，风箱与炉膛差压也就只有0.2kPa，远小于低报警值0.4kPa。但在CRT上显示的风门开度也已关得相当小，运行人员为了维持炉膛差压，同时又要顾及锅炉排烟温度以提高机组的经济性，就常关小辅助风门，这样就易造成一次风卷吸的加强而冷却风量反而减少，也就可能造成燃烧器的损坏。1.5一次风风速小至煤粉易自燃的范围在燃烧器改造的同时，调整了磨煤机出口折向档板的开度，使改造后同负荷情况下的一次风压高了2kPa，给运行人员的调整带来困难。过去在低负荷时，一次风压在低报警值左右就能很好运行，现在运行人员即使将一次风压提高了1.5kPa(有时还以为偏高)，实际一次风量还是比设计所需的风量小，煤粉流速也相应减小，而且很快就小至煤粉易爆燃的流速范围内。自2000年中开始，由于嵩屿电厂单机负荷经常只有150MW甚至更低，这样磨煤机出口后的煤粉流速常处于爆燃危险区域，使燃烧器或者粉管烧损的可能性大大增加。2防止事故措施针对上述情况，采取了以下运行措施：(1)校验炉膛所有二次风门的CRT显示与现场的实际开度，加强运行人员操作的有效性。(2)严格控制磨煤机出口温度，特别是在使用高挥发分的煤时。当煤的挥发分达30%时，将磨煤机出口温度控制在75℃，当煤的挥发分达29%时，将磨煤机出口温度控制在77℃以下，同时加强石子煤的排放。(3)大修时间对磨煤机粉管上可能积粉的凹槽及阶梯处进行改造，使输粉管路尽量滑顺，以减少积粉。(4)实际运行时要求辅助风量不能过小，特别是在低负荷时，某台磨煤机的给煤率仍然较大，其相邻的辅助风不能太小。当风箱与炉膛差压△P偏小时，不能以关小风门来提高△P，而应开大送风机动叶开度，适当提高送风量。(5)当单台制粉给煤率小于50%时，控制磨煤机入口风量大于19m3/s。当单台制粉给煤率大于50%时，则控制磨煤机入口风量在20～24m3/s之间。这样就可以保证一次风风速避开易自燃的流速区，同时加强燃烧器出口的冷却。半年来的实践证明，通过以上几种措施，效果很好，2台炉的制粉系统及燃烧系统均保持了相对安全、稳定运行，再也没发生类似事件。[1]