机组运行过程中炉膛压力突变原因分析

徐柳

（安徽省淮南市大唐洛河电厂热控分公司，安徽　淮南　232008）



机组运行过程中炉膛压力突变原因分析

徐柳

（安徽省淮南市大唐洛河电厂热控分公司，安徽淮南232008）

〔摘 要〕介绍了某发电厂机组锅炉的概况，分析出机组运行过程中炉膛压力突变的原因是锅炉折焰角上积灰突然坍塌，或是给粉机突然断粉又下粉对炉膛燃烧造成的扰动，最后提出了针对性的预防措施。

〔关键词〕炉膛压力；折焰角；积灰塌落；给粉机

0　设备概况

某发电厂1期工程2号锅炉系上海锅炉厂将原1 000t/h双炉膛UP型直流炉，改造而成的SG1025/16.96—M858型控制循环锅炉。锅炉为双炉膛、倒U型布置、平衡通风、双四角切向燃烧、固态排渣煤粉炉。锅炉以MCR工况为设计参数，在机组电负荷为341MW情况下，锅炉最大连续蒸发量为1 025t/h，机组电负荷为320MW时，锅炉的额定蒸发量为945.9t/h。

锅炉炉膛宽17 000mm，深8 493mm，为矩形单炉体双炉膛结构。四角直流式燃烧器采用双切圆布置，假想切圆直径分别为400mm和600mm。锅炉制粉系统采用钢球磨中间储仓式乏气送粉制粉系统，磨煤机型号为原来的DTM350/600，共4套；排粉风机4套；共有32台给粉机。

2014年，为了进一步降低锅炉烟气中的NOx，采用空气分级低NOx燃烧技术对燃烧器进行改造，同时兼顾飞灰可燃物等对锅炉效率方面的影响。燃烧器改造后，热损失增加小于0.4％，NOx排放量不大于300 mg/Nm3（O2=6％）。

1　运行中发生的异常现象

从2013年起，在机组各方面都正常情况下，该发电厂2号锅炉陆续发生几次炉膛压力突然下降然后再上升的情况，造成机组自动控制系统全部切换为手动运行，炉膛燃烧失稳，严重影响了机组的安全运行。

2　故障原因分析

锅炉的炉膛结构和炉膛负压测点的安装位置如图1所示。

从图1可以看出，锅炉折焰角是一个前凸的倾斜角，炉膛负压测点安装在折焰角偏上方。

图1　锅炉炉膛结构和负压测点安装位置

根据异常现象的趋势分析，认为压力突变是由于锅炉折焰角上的积灰突然塌落造成的。因为锅炉折焰角的前凸，造成烟气在折焰角上方形成回流，从而产生大量积灰。当积灰累积达到一定高度时，由于折焰角有一个30°的倾斜角，大量积灰突然塌落造成炉膛内压力增大。由于炉膛负压测点安装在折焰角偏上方的位置，当折焰角上的积灰突然塌落时，炉膛负压测点后面的通风突然畅通，再加上测点下面的落灰造成的阻力，使得炉膛压力测点测到的炉膛压力突然下降（不是炉膛真实压力）。随后由于炉膛测量压力下降造成引风机出力迅速减小，加上塌灰造成的炉膛内压力增大，导致炉膛压力又突然升高。对锅炉折焰角积灰情况进行检查，发现由于原来折焰角部分不进行吹灰，积灰比较严重。因此，该厂恢复了折焰角吹灰器定期吹灰制度，此后一段时间没有再发生此类情况。

但是后来该异常现象又一次发生了，且与前几次一样，炉膛负压突变造成机组自动控制系统全部切换为手动运行，炉膛燃烧失稳。对现场进行实际检查，并未发现折焰角积灰严重，也未发现锅炉结焦；而且运行人员按规定要求按时对锅炉左右两侧折焰角进行吹灰，折焰角塌灰的情况不可能发生。

通过对机组运行参数曲线的分析，发现当炉膛压力先下降后上升突变后，汽包水位也是先下降后上升，同时汽包压力也随之下降。这充分说明汽包内部的能量发生了变化，即锅炉燃烧发生了变化。

经过查看排粉机出口压力、给粉机转速以及各煤粉管的一、二次风速等与燃烧相关的运行曲线，发现B炉膛8号角的B8风速不正常，发生变化较大。因为当给粉机正常输送煤粉时，一次风（送粉风）的风速应该变化不大，当给粉机中断输送煤粉时，阻力减小，风速增大；当给粉机再次输送煤粉进入粉管时，阻力突然增加，风速就会下降。即B8给粉机有时断时续不均匀地向炉内输送煤粉的现象发生（可能煤粉仓内的煤粉有结块），即B8给粉机下粉不正常。当突然断煤粉的情况发生时，炉膛压力下降，引风机动叶关小；后又因再来粉，发生炉膛局部爆燃，加上引风机动叶关小，所以造成炉膛压力突升。同时，由于这次采用的是新技术低氮燃烧器，本来炉膛火焰中心温度就不高，而此时锅炉给水流量并没有变化，因此锅炉水冷壁吸收的热量就下降，给水温度降低。由于大量的冷水进入汽包内，使得汽包水位中的汽泡数大量减少，从而使得汽包水位迅速降低，产生了虚假水位；而后水位又快速上升，同时汽包压力也有所下降。通过以上分析，认为这次异常是由于给粉机突然断粉又下粉，对炉膛燃烧造成扰动而引起的。

3　预防措施

（1）运行人员要注意煤质的变化，尽快熟悉低氮燃烧器的性能，及时调整燃烧，特别是低负荷时尽量不要停运底层给粉机，以防止燃烧工况恶化。

（2）要定期检查折焰角的积灰情况，合理确定折焰角的吹灰周期，防止折焰角积灰塌落。按规定要求按时对炉膛进行吹灰，防止发生锅炉结焦，掉大焦块的情况。因为如果锅炉结焦严重，而且有较大的焦块掉下，会使得炉膛压力产生较大的变化，影响锅炉的燃烧工况。

（3）要定期对锅炉煤粉仓进行降粉，防止煤粉仓内煤粉结块影响给粉机下粉，造成给粉不均匀。加强对运行给粉机的检查，发现给粉机断销、卡涩等异常情况，要及时联系检修处理。

（4）检修人员要做好运行设备的维护工作，保证设备可靠运行。

（5）热控人员应对风烟调节系统的逻辑进行优化，在引风机的控制输出上增加速率限制，防止炉膛负压突变造成引风机执行器超调。

收稿日期：2015-08-05；修回日期：2016-02-08。

作者简介：

徐柳（1972-），男，高级工程师，主要从事火力发电厂热控自动化工作，email：2198213471@qq.com。