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#2炉燃烧器改造后不断完善

发布时间：2009/6/12 阅读次数：1161 字体大小: 【小】【中】【大】

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#2炉燃烧器改造后不断完善

优化调整初见成效

作者: 李玲忠

国电兰州热电有限责任公司

甘肃省兰州市 730020

【关键词】锅炉改造完善性改造调试结焦

【摘要】：本文就BG-410/100-M锅炉的增容改造、完善性改造以及调试过程进行了详细地记录和分析。通过阐述调试调整运行工况的反复性和困难，说明了锅炉改造的风险大，调整调试的可变性多，燃烧理论与实际运行工况结合困难的技术现状。改造及调整经验仅供同类型机组参考。

【关键词】锅炉改造完善性改造调试结焦

0、前言

锅炉燃烧工况复杂，影响因素多，燃烧理论涉及学科繁多且深奥，现场运行人员的理论水平参差不齐，加之现场设备调整特性差别很大，导致锅炉燃烧工况的调试工作相当坚辛，调试调整工作中劳而无功的现象比比皆是，使燃烧工况更加恶化的事故屡见不鲜。

随着科技发展，目前燃烧器种类繁多，特性各异。在节能降耗的经济利益和环境保护的社会效益推动下，很多企业对锅炉燃烧器进行了改造。燃烧器类型改变后，锅炉的燃烧工况产生全新变化，大多数情况下须经坚辛的调试调整，再结合实际进行完善性改造，才能达到预期效果。国电兰州热电有限责任公司将直流燃烧器改为复合型多功能直流燃烧器后，经过了两次完善性改造，历时一年半的摸索调整，达到了较好的低负荷稳燃效果。

1、 改造目的及预期效果

1．1、改造目的及预期效果

浙江大学热能工程研究所采用数值模拟方法对我厂#2锅炉燃烧系统改造方案进行详细研究和分析。拟采用复合型多功能直流燃烧系统，可以在炉内的水平方向和高度方向形成分级燃烧，有利于炉膛的防渣和降低NOx排放。

为了保证我厂发电供热的需求，锅炉蒸发量增发至430t/h；（排烟温度在预热器入口风温30℃时不超过141℃；其它监视、运行参数不能超过原设计额定值）；保证受热面不结焦；氮氧化物（NOx）减少40%（小于200ppm）；满足深度调峰，额定参数下不投油稳燃负荷小于205t/h（50%负荷）；具有宽煤种适应范围的特性。

1．2、设备简介

国电兰州热电有限责任公司1、2号110MW机组采用北京锅炉厂生产的BG－410／100－M锅炉,为单汽包自然循环π型布置，固态排渣煤粉炉。本锅炉采用正方形四角布置直流燃烧器，按假想切圆组织燃烧，均等配风，悬浮燃烧方式。燃烧器分上、中、下三层，每层按二次风——一次风——二次风布置，一、二次风粉气流同向射入炉膛后形成一个Φ600mm的假想切圆。每台锅炉采用双套DTM320／580型钢球磨煤机，中间储仓式乏气送粉制粉系统，一台磨煤机运行可代80%负荷；煤粉细度规定为R₈₈=17±2%。

2、 改造后运行工况

我厂#2炉于2004年5月4日至6月2日进行了燃烧器改造。改造后经过了2个月的运行，有关调试调整工作状况和特点汇总如下。

2.1. 冷态试验：

点炉前进行了空气动力场试验，测得各二次风、性能风、一次风风压和风速，数据显示#2、#4角性能风Ⅱ偏弱，烟花法显示切圆偏大，且呈椭圆形，切圆偏向甲侧、前后墙。据此对#2、#4角性能风Ⅱ风道进行了加宽处理，并将#4角中、下性能风Ⅱ喷口加了两层隔板。再次进行测试#4角性能风Ⅱ风速仍然较小。

2.2. 点炉阶段：

#2炉于6月2日晚21：00点火启动，至3日晚锅炉蒸发量300t/h.。其间存在以下问题：

A) 点火初期着火不稳定，炉膛负压波动大；

B) 升压、升温速度慢，先后投入3支油枪，点火1.5小时内汽压、汽温没有上升；

C) 角区有流油现象，重油向外甩落在重油管道上，#4角火炬冲刷前墙水冷壁，冷灰斗有较多重油；

D) 在关闭各角性能风Ⅱ和性能风Ⅲ后，燃烧趋于稳定，22：30分主汽温度开始缓慢上升。

2.3. 带负荷阶段：

#2炉蒸发量最高带至410t/h，经短暂运行后发现炉内燃烧工况迅速恶化、结焦发展很快，参数变化剧烈，负荷随即减至360t/h,最低至280t/h。在带负荷初期阶段存在以下问题：

A) 四角斜坡积灰较为严重，火焰向下卷吸，上部频繁掉焦；

B) 烟道、预热器下灰发黑，渣井内有煤粉，炉渣可燃物含量大，最大为28%；

C) 上部大焦块掉落，卡在捞渣机上部，多次在炉底部打焦；

D) 屏过温度较高，I级减温水及其旁路全开后，屏过壁温最高点达525℃；

E) 工况不稳定，烟温和屏过温度在没有采取任何调整时变化频繁；

F) 减温水量较大，在370t/h时达到35t/h以上，但减温水量受燃烧工况影响很大，调节配风，在短期内减温水量可以大幅降低，但工况较难维持，一般在24小时内减温水量又回到35t/h左右。

G) #1、3、4性能风Ⅲ喷口附近结焦严重，焦渣呈半熔化状态，部分区域的焦渣呈液态，颜色发白刺眼，焦液沿水冷壁向下流动，捞渣机内发现大量水滴状焦渣，角区焦渣难清除，清除后发展较快；

H) #3、4角温度偏高，

I) 前、后墙结焦严重并呈熔化状态；

3、 组织运行维护、燃烧调整

厂部、生产科、分场领导对#2炉的燃烧工况和结焦状况高度重视，及时召集相关人员，召开专题会议，组织有经验的技术骨干对#2炉进行摸索调整。

3.1、 对熔焦及时进行清除

针对性能风III区域的大量焦渣，分场领导和运行人员深知其危害性，在做好安全措施的同时，积极组织人员及时清理角区结焦。对前、后墙上大面积片状焦渣，组织人员利用压缩空气进行吹扫。在大家竭尽全力地工作下，尽量控制角区结焦的发展速度。

3.2、 燃烧调整纪录

对每个司炉来说，#2炉的燃烧是一个新课题。每个班长、司炉、助手上班时随身带有笔记本，对每天的燃烧工况、参数变化进行逐一记录，进行对比分析，对本班所做的调整详细记入司炉日志中，并将调整思路毫无保留地向接班司炉说明，同时互相交流、讨论，取长补短，齐心协力使#2炉燃烧工况得以稳定、进一步优化。

3.3、 组织技术讲课、技术问答

针对新的燃烧系统，大家广泛地收集有关#2炉燃烧系统的著作、论文及学术报告，将自己获得的知识以技术问答、技术讲课、调整经验汇总等形式，互相交流、互相学习、互相提高，在很短时间内，大部分运行人员对这种燃烧系统有了一个比较深入的了解，为进一步进行完善性改造奠定了技术基础。

3.4、 分场组织调整

分场领导根据各班调整的经验以及当班内发生的特殊工况，同时配合每天对实际工况的详实观察和记录，分场领导会同专业技术骨干对#2炉燃烧工况进行调整。多次召集班长、司炉，召开#2炉燃烧工况的分析会，根据大家提出的方案，逐一分析，并进一步优化，进行调整、调试。对调整过程的参数变化作了详细记录，再进行分析、修正方案，再进行调整。每天在炉子上观察分析燃烧工况达5~6小时是很平常的事。如此反复进行摸索调整，逐步优化燃烧工况，直到九月份小修停炉前，#2炉负荷在370T/H时，燃烧工况相对稳定，结焦状况有所缓解，高过后烟温基本稳定在670~680℃，减温水总量约为25T/H。

通过三个月的运行调试，总结积累了大量的调整经验，如：大负荷运行时，性能风II不适合全开，开的过大后，会直接影响下游一次风；而低负荷下，性能风II开大可以；一次风间距比较小，一次风之间只有一层性能风I，着火后不能及时补氧，会导致燃尽推迟；性能风III不敢开太大，怕压火太厉害导致冷灰斗结渣，等等。

4、 初次完善性改造的前期论证

2004年9月，厂部付厂长先后两次召开专题会议、分析、研究、讨论、制定方案，进行完善性改造。会议上各抒己见，集思广益，通过对#2炉运行工况的分析提出了可行性改造意见。

4.1. 针对目前直接影响锅炉运行的角区结渣问题，得到的一些共识有：

A) 角区结渣，在4个角区的性能风III上部都有焦，3＃，4＃甲侧严重，温度高时3＃，4#有流渣现象，上部温度高。性能风III角区以上有时会发生红雨现象，有渣向下流。其中只有2＃角的结渣程度较轻。

B) 耐火塑料容易使渣子生根，渣流到上下性能风III之间和性能风III和上二次风之间的空隙容易挂焦。

C) 角区焦与喷燃器伸出300mm以后在炉内形成的喷口组上部平台有关，平台可能是角区结渣的根源。

总之：炉膛下部燃烧较弱，上部燃烧强，炉内高温区移到性能风III区域，此处温度高，导致灰渣发生熔融，在性能风III区域发生局部结渣。性能II对下游一次风有顶的问题，下部炉膛燃烧不是很好，由于下二次风较薄，下性能风I不敢开大，怕冷灰斗结渣。

4.2. 2004年10月小修要进行的改进工作和论证

A) 增大下二次风厚度

要提高性能风I的风速，要从风箱配风特性入手，而提高性能风I风速后，冷灰斗的结渣问题又成为限制因素，因此小修中要考虑增大下二次风厚度，目前下二次风厚度为240mm，应将其恢复为330mm，宽度大于下一次风宽度（内径542mm）而且安装时要使下二次风正好位于下一次风下方以起到承托下一次风的作用。

B) 一次风内加装小钝体，强化初期着火。

C) 性能风III 上部加装吹扫风

D) 检查炉内结渣情况，尤其是角区上部结渣和流渣情况

E) ＃3、4角安装质量复查。由于＃2角的角区结渣比较轻，而＃3、4结渣严重，从温度测量也说明切圆偏向前墙和甲侧，应复查安装质量，校对切圆直径。

F) 进行风箱配风试验和炉内冷态试验

5、 2004年10月小修完善性改造

2004年10月#2炉小修。经过专家对完善性改造意见的校核计算和认同，在小修期间，对燃烧器进行完善改造。

5.1. 冷态试验

下二次风风量明显增加，刚性提高，消除了下二次风向下卷吸的现象。性能风III上部加装吹扫风后，喷口上部回流明显降低。由于性能风II风量较大（喷口设计较大），对下游一次风及其上下风粉气流扰动较大。

5.2. 点炉阶段

点炉过程中，油枪受性能风II影响较大，虽然从油枪本角观察火炬清晰，但从对角观察，炉内油雾大，可见度低。投两只下油枪2小时后，汽温汽压没有上升。2小时后投入#3角上油枪时，炉内有爆燃现象，随即炉膛内可见度良好，汽温汽压开始上升。角区流油现象较6月份点炉时有明显改善。

6、 初次改造后的成效及再次完善性改造的计划

2005年3月付厂长先后两次召集生产科、设备科、锅炉分场领导以及班长、司炉，召开专题会议，分析、研究#2炉燃烧工况，讨论、制定完善性改造方案，报浙江大学热能工程研究所校核。并积极协调各部门的工作，全力以赴地搞好#2炉燃烧系统的完善工作。

6.1、 运行现状

#2炉自2004年10月份小修中完善改造后，经过近4个月的运行情况反映：

A) 改造后效果明显好转，下二次风加厚下部卷吸状况已消除，托火能力较强，至今未出现炉内斜坡积灰和渣井水封漂粉的现象。

B) 性能风Ⅲ上部加装吹扫风后，上性能风Ⅲ上部结焦略有好转(焦渣比较松散，比较容易清除)。

C) 从炉内实际运行工况观察，甲侧炉温高于乙侧，#1角下性能风Ⅲ喷口处有焦，但量不大，前墙水冷壁较干净。#2角次之。但#3、4角从性能风Ⅲ检查孔观察，温度很高，火色发白且刺眼，焦渣为熔化状态。#3角最严重，而且#3上、中、下喷口均有挂焦现象。#3角后墙、#4角前墙水冷壁上粘有片焦，在炉温较高的情况下，也会出现熔化流焦的现象，运行除配风调整外，每班用压缩空气对水冷壁至少吹灰两次。

D) 燃烧工况的稳定性较差，反复性比较大，比较理想的工况最多只能维持两天。

E) 启、停制粉系统对炉内工况仍有扰动现象，从高过出口烟温反映出，停止磨煤机烟温呈下降趋势，启动磨煤机后烟温开始升高。

F) 煤种的变化对炉膛温度和烟温的影响非常大，燃用低位发热量在5400Kcal/Kg以上的煤时，炉内结焦明显加剧。

6.2、 改造计划

2005年4月份小修中拟做以下完善性改造：

A) 将下性能风Ⅲ风口加厚，取消7.5度下倾角，水平正切Ф600mm布置。

B) 将一次风喷口处钝体拆除。

C) 性能风Ⅱ风口减窄，在保证流速前提下，减小风量。

7、 2005年4月小修中再次完善改造

经过专家对完善性改造意见的校核计算和认同，在小修期间，对燃烧器进行完善改造。

7.1、 冷态试验

通过小修改造后，作空气动力场试验，切圆偏大。中层假象切圆为椭圆型,下性能风Ⅲ风与上二次风口间回流区大。

7.2、 点火阶段

5月20日晚21时点火。在点火生压过程中，投入的油枪燃烧很不稳定，造成油枪油枪多次吹灭，重新点火。烧油期间，炉内烟气大。从下排甲、乙侧墙检查孔观察，水冷壁上有流油现象。虽然点炉时将所有性能风Ⅱ全部关闭，但由于风门的保护特性，仍有20%的风量直接影响着油枪着火的稳定性，使大量油烟气冲刷水冷壁，燃烧不完全，炉内可见度差。升压时间较长。

7.3、 带负荷阶段

5月21 日16时，#2炉负荷带至90MW，蒸发量360T/H。

通过两天的运行观察，炉内工况基本良好。上下性能风Ⅲ喷口之间无焦，高过后烟温640℃左右。#3角后墙中下排水冷壁上挂有浮焦。减温水I级甲侧：6吨/时，乙侧：6吨/时，减温水Ⅱ级甲侧：3吨/时，乙侧：4吨/时。甲乙排烟温度：147/141℃。

5月23 日下午，#2炉负荷带至97MW，蒸发量380T/H。将近2 天的情况看：高过后烟温712℃/698℃；屏过最高点：515℃；减温水：I级全开；Ⅱ级7吨左右。高过后烟温变化对屏过壁温影响很大，影响幅度接近于1：1，导致汽温变化幅度较大。

炉内水冷壁挂焦较多，角区结焦多。角区喷口结焦对燃烧工况的影响很大，导致氧量、烟温大幅波动的“自调”现象发生。

通过这次对下性能风Ⅲ风口加厚，在运行中使下性能风Ⅲ风口结焦有明显的改善。但在下性能风Ⅲ风口下面角区结焦比较多，水冷壁挂焦比较多。当负荷带至97MW时，结焦发展较快。上排给粉机转数的升高对炉内温度、高过后烟温及热风温度的上升影响较快。另外，磨煤机切换运行对燃烧影响也比较大。

总之，从目前运行工况看，#2炉负荷带100MW，结焦多，运行调整困难很大。

另外，性能风Ⅱ开启后，温度更高，燃烧区域太集中。

7.4、 燃烧调整

分场多次召集班长、司炉，召开针对#2炉的燃烧调整分析会，组织交流互学活动，拟定优化燃烧的调整方案。分场领导会同技术骨干对#2炉燃烧进行反复摸索调整。经过艰苦细致地调试工作，#2炉蒸发量可在390~400T/H之间运行。高过烟温最高为700℃，经过优化调整后，高过后烟温稳定在680/640℃之间，减温水I级流量为10.0/11.5 T/H，II级流量为3.5/4.0 T/H，排烟温度为155/143℃。达到了自改造后的运行工况良好且稳定时间最长的良好运行局面。

8、 2005年11月冬季大负荷运行

在2005年10月计划小修的停炉过程中，分场领导与运行人员一起仔细观察配风对燃烧工况的影响，并详实记录不同工况的各个参数。点炉前组织技术骨干力量针对停炉过程的燃烧工况及正常运行时的调整经验，进行对比分析并制定相关措施。点炉过程中，针对投油初期性能风II对下油枪的影响，采取#1下油枪与#3上油枪对角投入，使点火升压速度明显较前两次点炉时快。厂部和生产科对#2炉的燃烧工况高度重视，积极协调做好入炉煤的配比工作，为燃烧调整创造了有利的条件。分场领导会同技术骨干，根据积累的调整经验和此次点、停炉收集的第一手资料，集思广益，对燃烧工况进行了进一步优化，使锅炉蒸发量达到410T/H 并稳定运行，屏过壁温最高点仅为495℃ ，减温水I级流量为6.0/7.1T/H ,II级流量为3.0/3.1T/H ，排烟温度为136/137℃ 。有力地保障了冬季大负荷供热及发电任务的完成。

9、 结束语

#2炉燃烧器的完善性改造取得了阶段性成效，仅达到了低负荷稳燃的效果，未达到增容的目的。我们对于复合型多功能直流燃烧系统的学习研究仍处于起步阶段，针对以后长期的稳定运行，还需经历漫长的摸索、研究工作。

附表：改造前、后运行工况对照表：

	2004-03 改造前	2004-06 改造后	2004-11 初次完善性改造后	2005-6 再次完善性改造后	2005-11 优化调整后
负荷（MW）	110	97	101	95	82
蒸发量（T/H）	410	360	380	380	410
高过后烟温（℃）	713/687	701/736	710/711	660/640	660/610
屏过壁温（℃）	499	525	515	506	495
I级减温水（T/H）	13.8/12.7	17.6/17.6	17.5/17.5	10.7/11.3	6.0/7.1
II级减温水（T/H）	4.3/3.9	10.0/9.8	6.0/7.1	3.7/4.0	3.1/3.2
热风温度（℃）	338/336	357/359	340/348	343/333	330/329
排烟温度（℃）	146/154	155/167	145/152	155/143	136/137

【作者简介】

李玲忠。32岁，本科，工程师，从事锅炉运行调整调试工作。

【参考文献】

1、岑可法，周昊，池作和。大型电站锅炉安全及优化运行技术，中国电力出版社。2003-02。

2、范从振，东南大学。锅炉原理，中国电力出版社。1998。

3、河南省电力公司编。火电工程调试手册锅炉卷，中国电力出版社。2003-06。

4、岑可法。锅炉燃烧试验研究方法及测量技术，水利电力出版社。1987-10。

5、黄新元。电站锅炉运行与燃烧调整，中国电力出版社。2003-03

6、西安电力学校主编。锅炉设备及运行，水利电力出版社。1983-10。

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