600MWW火焰锅炉结焦原因分析与防止措施.pptx

600MWW火焰锅炉结焦原因分析与防止措施.pptx

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四墙切圆燃烧超临界锅炉结焦防治技术研究,汇报人：

吴英电源技术中心锅炉室,1.锅炉结焦机理及危害,，,1.1.结焦机理熔化的灰积聚在一起就形成结焦锅炉结焦是非常复杂的物理化学过程，涉及到煤的结焦特性、煤的燃烧、炉内传热、煤灰粒子在炉内运动及煤灰与管壁间的粘结等过程。

图1冷却后的大焦块,1.锅炉结焦机理及危害,1.2.结焦危害首先危害锅炉运行安全，容易造成非停事故。

结焦引起管壁超温爆管；掉焦时砸坏水冷壁、冷灰斗；掉焦时造成燃烧状况恶化导致MFT动作；结焦严重时被迫停炉清焦。

图2锅炉屏过严重结焦情况,1.2.结焦危害,1.锅炉结焦机理及危害,图3炉外清理结焦工作情况,图4停炉后清理冷渣斗结焦情况,1.锅炉结焦机理及危害,1.2.结焦危害其次影响锅炉运行经济性。

结焦造成排烟损失增大；引风机电耗上升；锅炉效率降低。

2.锅炉结焦原因,影响锅炉结焦的因素复杂多样，可主要概括成以下4个方面：

炉膛设计：

炉膛截面热负荷是最重要的设计指标，该值越高，越容易结焦；煤质特性：

锅炉的设计和运行状况都依赖于煤质，锅炉结焦一般是在煤质改变时发生，在各煤质指标中，含硫量、含铁量和灰熔点直接影响锅炉结焦，含硫量及含铁量越高越容易结焦，灰熔点越低越容易结焦；,2.锅炉结焦原因,锅炉吹灰：

锅炉吹灰不及时将加剧锅炉结焦，运行中容易出现吹灰器故障或者引风机出力不足导致吹灰受限；燃烧调整：

锅炉结焦会影响燃烧状况，另一方面，燃烧不好会直接引起或加剧结焦，因此优化燃烧调整对防治结焦至关重要。

3.国内研究近况,结焦是锅炉运行中非常普遍的现象，几乎每台燃煤锅炉都存在不同程度的结焦情况，不同类型的锅炉结焦的情况各不相同。

国内关于锅炉结焦方面的研究报道非常多，按不同锅炉类型主要归纳为“W”型火焰锅炉、前后墙对冲燃烧锅炉和四角切圆燃烧锅炉结焦。

“W”型火焰锅炉韩奎华，高寒，翟雷等.600MW“W”火焰锅炉结焦原因分析与防止措施.锅炉技术，2005年9月，36（5）:

47-50.熊蔚立，黄伟，刘志辉等.600MW机组“W”火焰锅炉结焦原因分析及对策.中国电力，2009年12月，42（12）:

57-60.,3.国内研究近况,前后墙对冲燃烧锅炉梁桂龙，李虎.德国BABCOCK-2209t/h锅炉结焦原因分析及其治理.热力发电，2006（04）:

28-30.陈孝安.1000MW机组锅炉结焦原因分析及预防措施.华电技术，2009年11月，31（11）:

26-29.四角切圆燃烧锅炉刘建明，温新宇.防止600MW锅炉炉内结焦的技术探讨.电站系统工程，2006年1月，22

（1）:

41-43.张志远.沧东电厂660MW超临界锅炉结焦特性分析.锅炉技术，2011年1月，42

（1）:

60-63.,4.项目选择,对于四墙切圆燃烧锅炉（省内某电厂#2锅炉即属此种类型）结焦防治技术的研究报道尚不多见。

2011年12月至2012年4月期间，某电厂#2锅炉经常发生严重结焦情况，最频繁时一班就掉五次大焦，并曾因结焦清理不及时造成锅炉被迫停炉。

因此，电厂方面向电科院求助，希望我院能对此问题进行分析研究，解决#2炉结焦难题。

4.项目选择,图5#2炉停炉后清理出的焦块,图6运行人员打焦现场,我们查阅了大量关于锅炉结焦的参考文献并结合现场试验研究结果，分析总结出四墙切圆燃烧锅炉结焦防治的三方面关键技术：

结焦位置的确定，结焦原因分析及结焦防治措施。

5.结焦防治技术,5.结焦防治技术,5.1.结焦位置确定锅炉结焦位置不同，其产生的原因也不同，相应的调整措施也不同。

要解决锅炉结焦问题，首先要判断准确结焦的位置。

最直观的是打开锅炉各观火孔查看结焦情况，如观火孔处判断不了，可逐个投入吹灰器，根据掉焦量的多少并结合相应位置壁温变化综合分析判断结焦情况。

通过上述方法，我们判断出某电厂#2锅炉结焦位置不在较为常见的炉膛出口屏式过热器下部，而是在燃烧器喷口附近（B层燃烧器尤为严重）。

5.结焦防治技术,5.2.结焦原因分析锅炉结焦位置确定后，接下来需要分析出造成结焦的主要原因。

通常造成燃烧器区域结焦的主要原因有：

锅炉缺氧燃烧、锅炉配风不当导致火焰刷墙、燃烧器区域截面热负荷高、入炉煤灰熔点低。

锅炉缺氧燃烧？

我们在省煤器出口处测量氧量和CO浓度，以判断锅炉是否缺氧燃烧，因为缺氧燃烧容易造成燃烧器喷口附近还原性气氛结焦，测试结果表明并不缺氧。

5.结焦防治技术,5.2.结焦原因分析锅炉火焰刷墙？

如果锅炉配风不当导致火焰刷墙，就非常容易结焦。

因此，切圆燃烧锅炉在首次启动前或燃烧器改造后，均要做冷态动力场试验以检查锅炉配风是否组织正常。

但热态下，目前却很难用试验方法进行判断。

为此，我们采用数学建模的方法对热态下炉内动力场进行了数值模拟，结果表明火焰并不刷墙。

5.结焦防治技术,5.2.结焦原因分析,图7热态下炉内流场模拟图,图8热态下炉内颗粒运动轨迹模拟图,5.结焦防治技术,5.2.结焦原因分析,图920m层炉膛截面流场模拟图,图1016m层炉膛截面流场模拟图,5.结焦防治技术,5.2.结焦原因分析截面热负荷高？

我们在各观火孔处测量炉膛温度，发现燃烧器区域的炉膛温度水平较高，平均达1350，即使是在450MW负荷下，温度仍有1250以上。

而#2锅炉最上、最下组燃烧器标高差仅为10m（一般15m），说明四墙切圆燃烧锅炉燃烧器区域炉膛截面热负荷较高，如果入炉煤质灰熔点偏低，那就非常容易发生结焦情况。

5.结焦防治技术,5.2.结焦原因分析,图11便携式炉膛火焰检测系统,图12项目组成员测量炉内温度,5.结焦防治技术,5.2.结焦原因分析入炉煤灰熔点低？

最后，我们建议电厂对入炉煤质做灰熔点测试，结果表明，入炉煤质软化温度ST为1150属于容易结焦煤种。

综上所述，某电厂#2锅炉结焦主要原因为：

燃烧器区域截面热负荷平均较高，四墙切圆燃烧锅炉的设计特点运行调整不当导致炉内温度水平分布存在偏差入炉煤质灰熔点较低，属于易结焦煤种。

5.结焦防治技术,5.3.结焦防治措施针对上述结焦原因，我们采取了相应的防治措施：

控制入炉煤首先，根据灰熔点测试结果，弃用极易结焦煤种并控制容易结焦煤种的入炉量。

5.结焦防治技术,5.3.结焦防治措施表1容易结焦煤种,表2中等结焦煤种,5.结焦防治技术,5.3.结焦防治措施控制入炉煤实施效果：

结焦情况得到很大改善，掉大焦的频次减少，由原来最多一班5次减少为2次左右。

5.结焦防治技术,5.3.结焦防治措施降低燃烧器区域热负荷其次，根据四墙切圆燃烧锅炉燃烧器区域截面热负荷较高的特点，提高一次风速并调粗煤粉细度使得煤粉着火推迟，远离喷口。

实施效果：

结焦情况进一步改善，锅炉稳定运行时不掉大焦，但在变负荷运行，尤其时高负荷往下降负荷时仍会掉大焦。

5.结焦防治技术,5.3.结焦防治措施降低炉内温度偏差最后，针对炉内温度水平分布存在较大偏差情况，对SOFA燃烧器水平摆角、SOFA风挡板、二次风挡板进行调整，有效降低了炉内温度偏差。

5.结焦防治技术,5.3.结焦防治措施表3调整前各层观火孔处炉膛温度,表4调整后各层观火孔处炉膛温度,5.结焦防治技术,5.3.结焦防治措施降低炉内温度偏差实施效果：

炉内温度偏差降低后，锅炉变负荷运行时，没有出现掉大焦，锅炉运行恢复正常。

5.结焦防治技术,5.4.巩固措施为防止今后锅炉再出现严重结焦情况，我们根据#2炉结焦防治研究结果，编写了正式的优化调整试验报告，并与电厂技术人员共同协商讨论，制定出了相关巩固措施，建立了运行操作指导卡。

6.研究总结与展望,6.1.研究总结在电厂的大力配合下，项目组成功解决了该厂#2锅炉严重结焦的问题，大大提高了机组运行的安全性、经济性。

本研究项目是江西电科院课题四墙切圆燃烧方式超临界机组锅炉安全、优化运行技术研究的重要攻关内容之一，本项目的完成标志着课题取得了一项实质性的成果，填补了四墙切圆燃烧锅炉结焦防治技术的空白。

6.研究总结与展望,研究总结本研究项目采用试验研究与数值模拟相结合的方式，较好的发挥了两者的优势，既弥补了试验研究因试验场地、仪器设备等限制影响一些重要参数测量，又利用试验数据反过来验证了数值模拟的准确性。

为今后的研究课题提供了研究思路。

今后展望继续深入研究不同入炉煤种下四墙切圆燃烧锅炉的结焦特性、防治重点。

修正完善炉内燃烧数学模型，为今后开展其他炉型数值模拟打好基础。

谢谢！