上锅SG2008／1747M9型锅炉结焦原因分析(河北电力研究院刘斌杰张宝瑞).docVIP

上锅SG2008/17.47M9型锅炉结焦原因分析 河北电力研究院 刘斌杰 张宝瑞 摘要：对上锅SG2008/17.47M9型锅炉在生产中出现的炉膛及屏式过热器结焦现象，从燃煤煤质、炉内空气动力工况及配风方式等进行分析，并提出了相应的技术对策。 关键词：锅炉；结焦；分析；对策 Abstract:This paper analyzes slagging on the furnace and superheater of Shanghai SG2008/17.47M9 boiler from the fuel coal quality ,furnance air dynamic performance and air proportioning mode, and proposes countermeasures accordingly. keywords:boiler;slagging;analysis;countermeasures 煤粉炉出现结渣问题，轻则使其受热面传热不良，锅炉效率降低，NOx排放增加等；重则使燃烧工况恶化，迫使机组降负荷运行，如遇大块灰渣同时落下，还会造成锅炉保护动作导致停炉或砸坏冷灰斗，导致被迫停炉甚至可能造成人身伤亡。结渣问题严重影响锅炉运行的安全性和经济性。以下针对上海锅炉???（简称上锅）SG 2008/17.47-M9型锅炉在运行中出现的炉膛及屏式过热器结焦现象，从燃煤煤质、炉内空气动力工况及配风方式等进行分析。 1 设备概况 国华定洲发电有限责任公司（简称定洲电厂）一期工程为2×600 MW机组,锅炉为上锅生产的SG2008/17.47M9型亚临界压力、一次中间再热控制循环汽包炉。锅炉采用“п”型布置，为4角切向燃烧、平衡通风、固态排渣煤粉炉。锅炉采用直吹式制粉系统，配有6台ZGM113型中速辊式磨煤机，标准碾磨出力为57.35 t/h（当R90=20，HGI=61，Mar=5.6%时），5台磨煤机运行即可满足锅炉BMCR运行的需要。 在锅炉最大连续出力情况下，设计的炉膛容积热负荷为0.086 48 MW/m3，断面热负荷为4.618 MW/m2，燃烧器区域热负荷为1.245MW/m2。锅炉燃烧器采用浓淡分离宽调节比(WR)煤粉喷嘴。每个煤粉喷嘴均有周界风，以增强一次风射流刚度并保护喷嘴。周界风不仅能有效地冷却一次风喷口，还能改善煤种适应性。 锅炉燃烧器喷嘴布置见图1，锅炉燃烧器切圆安装示意图见图2。 由图中可以看出，燃烧器为“对冲同心正反切布置”，布置的4组（4个角）燃烧器的中心线近似对冲。从炉膛上部往下看，炉膛下部的大部分二次风喷嘴为顺时针方向偏转，从而驱动炉内气流顺时针方向旋转，构成了切圆燃烧，这部分成为启转二次风，为正切布置；与此相反，顶部OFA层、EF层和FF层二次风喷嘴逆时针方向偏转，使燃烧器上部区域气流的旋转强度得到减弱甚至被消除，称为消旋二次风，为反切布置。 改变BC层强启转二次风的比率，可得到不同的炉内气流旋转强度，改变EF、FF和OFA层消旋二次风的比率，可以得到不同的炉室出口的气流分布。从实际运行情况看，没有完全达到风包粉燃烧，出现了较严重的结渣现象。 2 结渣原因分析 2.1煤质特性的影响 定洲电厂锅炉设计煤种和校核煤种的煤质特性、煤灰特性见表1、表2。 据参考文献［1］，依据综合判别煤结渣特性指数Rz来对上述设计煤种和校核煤种的结渣特性进行预测，Rz计算如下： Ts——煤灰的软化温度，℃。 依据表1、表2的数据和式（1）可计算出： Rz (设计煤种)＝4.68； Rz (校核煤种)＝5.42。 表3列出了Rz差别结渣性分级界限。 根据表3中的判别标准，设计煤种和校核煤种均属结焦性严重的煤。 2.2 结构特性的影响 炉膛容积热负荷是衡量煤粉在炉内停留时间的尺度，也表征了整个炉膛的燃烧和吸热强度。如其数值过高，则意味着炉膛出口烟温趋高，炉膛及其出口部位易结渣，煤粉燃尽度也可能较差。炉膛截面热负荷是燃烧器区水冷壁热负荷的指标，直接关系到炉膛的燃烧状况、受热面布置和制造成本，如其数值偏高，则意味着燃烧器中心区温度水平会较高，下炉膛结渣可能性增加，但锅炉燃烧稳定性会较好。 据参考文献［2］，欧洲电站锅炉的炉膛截面积与机组功率大小的关系如图3所示。 定洲电厂机组为600 MW，设计燃烧煤种为易结渣烟煤，其所对应的的炉膛截面积应为380 m2左右，而该电厂的炉膛截面积实际为331.3 m2，可见炉膛横断面尺寸设计选择偏向于较小值。这无疑会增加锅炉实际运行中结渣的可能性。 2.3空气动力特性的影响 炉膛内十字拉线“玫瑰图”的测量结果见图4。 由测量结果可以看出：在测量平面上,炉膛中心有大面积的无风区