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ase Center四角切圓燃燒方式,主燃區(qū)水冷壁及上部水冷壁大量掛焦
燃燒方式:四角切圓燃燒
機(jī)組信息:武漢鍋爐股份有限公司,型號(hào):WGZ1165/17.5-1,為亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)汽包鍋爐,單爐膛∏型布置、采用四角切向燃燒、擺動(dòng)燃燒器調(diào)溫,一次中間再熱、平衡通風(fēng)
除焦前結(jié)焦?fàn)顩r:鍋爐爐膛出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)焦,在入爐煤種發(fā)生波動(dòng)或吹灰過(guò)程中,頻繁掉大焦,屢次砸壞、卡死撈渣機(jī),運(yùn)行一個(gè)月因掉大焦停爐3次
除焦劑使用效果:原有的熔焦逐步分解、脫落,各受熱面逐步清潔,且掉落焦渣比使用除焦劑前明顯疏松,基本完全呈粉末狀;在使用我公司除焦劑期間,再?zèng)]有發(fā)生因掉大焦造成的停爐事故,同時(shí)爐膛出口煙溫及排煙溫度都有不同程度的下降,過(guò)熱器一級(jí)減溫水投放量也相應(yīng)減少
一、前言
某電廠二期#7機(jī)組,鍋爐型號(hào):WGZ1165/17.5-1,為亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)汽包鍋爐。單爐膛∏型布置、采用四角切向燃燒、擺動(dòng)燃燒器調(diào)溫,一次中間再熱、平衡通風(fēng),鍋爐以最大連續(xù)蒸發(fā)量(B-MCR)工況為設(shè)計(jì)參數(shù),最大連續(xù)蒸發(fā)量為1165t/h,配備5臺(tái)ZGM95中速磨煤機(jī)。該機(jī)組鍋爐是武漢鍋爐股份有限公司在總結(jié)國(guó)內(nèi)300-350MW機(jī)組運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì),采用了ALSTOM-CE公司典型爐型。機(jī)組正式投產(chǎn)以后,鍋爐爐膛出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)焦,在入爐煤種發(fā)生波動(dòng)或吹灰過(guò)程中,頻繁掉大焦,屢次砸壞、卡死撈渣機(jī),運(yùn)行一個(gè)月因掉大焦停爐3次,嚴(yán)重威脅該廠正常生產(chǎn),鑒于此,該公司于2009年9月份開始接受我公司的專業(yè)鍋爐除焦服務(wù)。
二、該公司鍋爐燃用煤質(zhì)特性分析
爐膛受熱面上的灰沉積,它首先取決于煤質(zhì),而該公司實(shí)際鍋爐燃用煤種為神華煤與當(dāng)?shù)氐孛海嘶旌虾竺嘿|(zhì)易燃、高灰分、灰熔點(diǎn)低,依據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)客戶鍋爐結(jié)焦數(shù)據(jù)分析,用高灰分煤種對(duì)鍋爐存在以下影響:
1、安全方面
(1)影響鍋爐燃燒的穩(wěn)定性。燃料的灰分非但不能燃燒,而且還妨礙可燃物與氧的接觸,增加燃料著火和燃盡的困難。煤粉著火溫度升高,著火點(diǎn)遠(yuǎn)離噴口,火焰中心上移,從而降低噴口出口的卷吸熱,使預(yù)熱室的煤粉得不到足夠的熱量。同時(shí)燃用灰分高的煤,灰分增加會(huì)使加熱煤粉的熱量增加,使得著火區(qū)域溫度水平下降。實(shí)驗(yàn)證明,燃煤的理論燃燒溫度越低,既:灰分和水分的含量越高,灰分引起的溫度降低的幅度越大,可見高灰分煤種由于著火推遲,燃燒溫度下降,燃燒的穩(wěn)定性較差,燃燒調(diào)整不當(dāng),容易造成鍋爐熄火。
(2)超溫爆管。當(dāng)煤種變化,煤粉粗,著火推遲,火焰中心上移,長(zhǎng)期超溫過(guò)熱器很容易爆管。
(3)高溫積灰和腐蝕爐內(nèi)結(jié)渣或積灰使輻射減少并且導(dǎo)致過(guò)熱器溫升高,對(duì)流受熱面的積灰可能阻塞煙氣通道,使通風(fēng)阻力增加,過(guò)熱器的熱偏差加劇,甚至影響鍋爐出力。鍋爐的積灰又分為三類:第一類、爐墻水冷壁上的熔渣;第二類、對(duì)流過(guò)熱器受熱面上的高溫?zé)Y(jié)性積灰;第三類、省煤器和空氣預(yù)熱器等低溫受熱面的松散性積灰。當(dāng)高溫積灰比較突出時(shí)灰分的沉積主要取決于煤中灰分的成分和含量,灰分中大各種有機(jī)混合物,其中有些易溶成分,基本是堿金屬的化合物和硫酸鹽,它們的熔化溫度為700—800℃,在爐內(nèi)高溫區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài),當(dāng)煙氣離開爐膛沖刷對(duì)流過(guò)熱器時(shí),氣態(tài)物就會(huì)凝結(jié)在受熱面上,在高于700—800℃以上的煙氣區(qū)域內(nèi)并形成堿金屬的粘性沉淀層。高溫腐蝕,高溫積灰含有的堿金屬與飛灰中的氧化硫較長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使生成堿金屬的硫酸鹽。如Na2Fe(SO4)3和KAl(SO4)2等復(fù)合物,這些硫酸鹽復(fù)合物對(duì)過(guò)熱器的合金鋼會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕。
(4)受熱面的磨損。受熱面磨損一般包括機(jī)械磨損和飛灰磨損。
2、經(jīng)濟(jì)性
(1)影響鍋爐燃燒熱效率。
(2)鍋爐燃油消耗明顯增加。由于燃煤灰分增加,揮發(fā)分相對(duì)降低,不利于煤粉著火燃燒,高負(fù)荷仍然出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)現(xiàn)象,需要投油助燃,油耗明顯增加。
同時(shí)當(dāng)燃用高灰分煤時(shí),為保證鍋爐出力不變,輸煤電耗、送引風(fēng)機(jī)電耗、制粉單耗、除塵除渣電耗都將大幅度上升,使凈效率下降。
(一)煤質(zhì)結(jié)渣特性分析
1、 煤質(zhì)結(jié)焦特性評(píng)價(jià)
注:(1)在我國(guó)煤粉成分的堿酸比(B/A)推薦的判斷值為大于0.4為嚴(yán)重結(jié)焦煤;0.206和0.4之間為中等結(jié)焦煤;小于0.206為輕微結(jié)焦煤。
(2)煤粉成分的硅鋁比(SiO2/Al2O3)值大于2.65為嚴(yán)重結(jié)焦煤,1.87 ~ 2.65之間為中等結(jié)焦煤;小于1.87為輕微結(jié)焦煤。
(3)在我國(guó)煤粉成分的硅比(G)小于66.1屬于嚴(yán)重結(jié)焦煤質(zhì),大于78.8的煤質(zhì)為輕微結(jié)焦煤質(zhì)。
(4)結(jié)渣指數(shù)(R)大于2.5,煤質(zhì)屬嚴(yán)重結(jié)焦煤質(zhì),2.25 ~ 2.5之間屬于中等偏重結(jié)焦煤質(zhì),1. 75 ~ 2.25之間屬于中等結(jié)焦煤質(zhì),1.5 ~ 1.75屬于中等偏輕結(jié)焦煤質(zhì),小于1.5的屬于輕微結(jié)焦煤質(zhì)。
結(jié)渣特性綜合指數(shù)R預(yù)測(cè)結(jié)渣可能性準(zhǔn)確率高達(dá)90%,根據(jù)上表對(duì)貴公司煤粉成分結(jié)渣指標(biāo)判別,貴公司鍋爐所燃用煤種結(jié)渣特性嚴(yán)重,結(jié)渣概率極高。
(二)灰渣熔融性對(duì)鍋爐結(jié)渣的影響
根據(jù)該公司煤質(zhì)分析可看出,該公司鍋爐設(shè)計(jì)和校核煤種煤質(zhì)特性十分相近,灰熔點(diǎn)低,灰的變形溫度、軟化溫度、半球溫度、灰流動(dòng)溫度各值之間相差不超過(guò)40℃,依據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)判斷,這將使鍋爐受熱面極易發(fā)生結(jié)焦和積灰。這主要表現(xiàn):在爐膛及高溫受熱面結(jié)焦會(huì)比較嚴(yán)重,另外,尾部受熱面的積灰也會(huì)很嚴(yán)重。在鍋爐負(fù)荷較低、尾部煙氣流速下降的情況下,鍋爐的頻繁吹灰易造成尾部受熱面煙氣濕度增加,引起管壁積灰板積灰(特別是省煤器),危及鍋爐的安全運(yùn)行。 一般,鍋爐爐膛出口煙溫比煤灰熔融溫度低50℃--100℃,才能防止?fàn)t膛出口結(jié)焦。
灰熔點(diǎn)低的煤,由于熔渣會(huì)包裹住煤而造成燃燒不完全,從而增加灰渣含碳量,使熔融狀的灰分通過(guò)外力作用黏合在受熱面上結(jié)渣。
煤灰的熔融性主要取決于它們的化學(xué)組成,由于煤灰中總含有一定量的鐵(該公司鍋爐燃用煤種Fe2O含量屬于中等結(jié)渣煤種),有些含鐵量高的煤灰在不同環(huán)境中測(cè)定的灰熔點(diǎn)可相差300℃,再加上FeO能與煤灰里的SiO2生成熔點(diǎn)更低的硅酸鹽。如果燃用此種煤種,因灰熔點(diǎn)低就會(huì)對(duì)鍋爐造成結(jié)渣危害。
三、使用前后各看火孔照片對(duì)比:
由于#2、#4角是外切圓角,故相對(duì)#1、#3角焦多。
四、使用前后各數(shù)據(jù)對(duì)比:
1、因掉大焦造成停爐次數(shù)對(duì)比
注:以上數(shù)據(jù)均摘自該廠集控室運(yùn)行記錄本。
2、鍋爐掉大焦,爐壓變正超過(guò)+300Pa次數(shù)
3、使用前后,各段煙溫變化及一級(jí)減溫水變化
注:1、以上數(shù)據(jù)均摘自該廠運(yùn)行日?qǐng)?bào)表;
2、以上數(shù)據(jù)均為當(dāng)月算術(shù)平均值。
五、結(jié)論
1、通過(guò)該公司入爐煤質(zhì)結(jié)焦特性分析得知,該公司鍋爐所燃用煤種結(jié)渣特性嚴(yán)重,結(jié)渣概率極高,這是造成該公司#7爐結(jié)焦的主要原因。
2、通過(guò)使用前后撈渣機(jī)渣樣照片對(duì)比及各看火孔照片對(duì)比發(fā)現(xiàn):在使用我公司除焦產(chǎn)品前,撈渣機(jī)刮板上焦渣體積龐大,比較堅(jiān)硬,撈渣機(jī)刮板頂端24小時(shí)有值班人員手持大鐵錘,隨時(shí)準(zhǔn)備把大焦打碎;在使用我公司液態(tài)鍋爐除焦劑后,撈渣機(jī)刮板上焦渣全是粉末狀。在使用我公司除焦產(chǎn)品前,從各看火口觀察,均有不同程度的熔焦,基本看不到水冷壁管壁;在使用我公司液態(tài)鍋爐除焦劑后,能目測(cè)到的熔焦在除焦劑的反應(yīng)下已完全脫落,可清晰看到裸露的水冷壁管壁。
3、在使用我公司液態(tài)除焦產(chǎn)品前,#7爐一個(gè)月因掉焦停爐3次,在連續(xù)使用我公司液態(tài)除焦劑5個(gè)月中,再?zèng)]有發(fā)生過(guò)掉焦停爐事故;在使用我公司液態(tài)除焦產(chǎn)品前,#7爐一個(gè)月內(nèi)共掉大焦28次,在連續(xù)使用我公司液態(tài)除焦劑5個(gè)月中,僅掉大焦2次。
4、根據(jù)使用我公司3U高效液態(tài)鍋爐除焦劑前后,#7爐爐膛出口煙溫、排煙溫度、過(guò)熱器一級(jí)減溫水對(duì)比發(fā)現(xiàn):使用我公司除焦產(chǎn)品后,在吹灰器使用沒(méi)有變化,#7爐主蒸汽流量相若,#7爐爐膛出口煙溫比使用除焦劑前下降了76℃,排煙溫度比使用除焦劑前下降了14℃,過(guò)熱器一級(jí)減溫水投放量比使用除焦劑前減少了17.51 t/h。
綜上所述,在此5個(gè)多月使用除焦劑期間,#7爐原有的熔焦在我公司3U高效液態(tài)鍋爐除焦劑作用下,逐步分解、脫落,各受熱面逐步清潔,且掉落焦渣比使用除焦劑前明顯疏松,基本完全呈粉末狀;在此使用我公司除焦劑期間,再?zèng)]有發(fā)生因掉大焦造成的停爐事故,同時(shí)爐膛出口煙溫及排煙溫度都有不同程度的下降,過(guò)熱器一級(jí)減溫水投放量也相應(yīng)減少,不僅確保了該公司#7機(jī)組安全生產(chǎn),同時(shí)帶給該公司遠(yuǎn)超投入的經(jīng)濟(jì)效益。