第三热电厂4#锅炉主汽流量偏低问题探析

晁云刚

（阳泉煤业（集团）股份有限公司发供电分公司第三热电厂，山西阳泉045000）

1 4#锅炉、燃煤煤质、运行工况概述

1.1 4#锅炉概述

4#锅炉为济南锅炉厂生产的YG270/9.8-M型、高压、露天布置、单炉膛、燃煤固态排渣、自然循环汽包炉，“∏”型布置，煤粉悬浮燃烧。锅炉采用吊式布置，除尾部烟道的空预器采用支撑结构外，锅炉本体均由搁置在构架顶部的板梁悬吊，炉膛四面由膜式水冷壁组成，后水冷壁上部形成折焰角，在折陷角上布置高温过热器，上部炉膛交错布置了全辐射10片屏式过热器，水平烟道布置有低温过热器，尾部竖井烟道里布置了上下两级省煤器和三组空气预热器，采用轻型炉墙。

4#锅炉设计参数：额定蒸发量270t/h，汽包工作压力10.78MPa，过热器出口压力9.8 MPa，过热器出口温度540℃，给水温度215℃，排烟温度140℃。

1.2 燃煤煤质概述

本厂属于典型的坑口电厂，燃煤主要来源于旁边的矿井所供给的无烟煤，其主要元素分析如表1所示。

表1 主要元素分析表

1.3 运行工况概述

在冬季供暖期间，4#锅炉共发生掉焦灭火10次，其中2次为底部水冷壁堵焦事故。为有效缓解结焦情况，只能将4#锅炉主汽流量降至220 t/h运行，每天在供电、供热谷段进行深度调焦2 h。

4#锅炉引风机达到额定电流146 A，送风机达到达到额定电流104 A，锅炉主汽流量只能达到250 t/h，烟气含氧量达不到规定最低值3%的要求，飞灰可燃物含量为10%～12%，炉渣可燃物15%～18%，排烟温度165℃，且包墙过热器出现晃动现象，从炉墙保温层内向外飘灰，致使4#锅炉本体及尾部烟道积灰较多，为有效控制扬尘，只能降负荷运行。

2 原因分析、排查、确定

通过对4#锅炉近几个月运行报表的查询及相关数据的对比分析，我们初步判定影响4#锅炉主汽流量达不到设计值270 t/h的可能原因为入炉煤煤质偏离设计值较多、燃烧器性能降低、空预器漏风率较高、炉墙密封不严漏风较大、受热面积灰积渣较多。就这些原因我们逐一进行了分析、试验：

（1）入炉煤煤质偏离设计值较多。查询4#锅炉使用说明书，比对日常现有入炉煤煤质化验单与设计煤种、校核煤种，差异较少，故此原因不成立。

（2）燃烧器性能降低。冬季供暖结束后，对4#锅炉燃烧器进行检查，发现三次风喷嘴因长期高温烘烤出现变形、烧损现象，尤其2#角出现严重的位移现象；一次风喷嘴内浓淡分离撞击块出现变形、脱落现象；下二次风喷嘴内存有部分积渣、框体出现变形。以上原因叠加，致使一次风、二次风气流刚性锐减，煤粉浓淡效果减弱，三次风强化扰动弱化，燃烧工况恶化。4#锅炉空气动力场试验，一次风切壁现象较为严重，二次风反向切圆扰动强弱不一，1#、3#角三次风风向与风速等同，2#、4#角风向严重不相符，2#角风向与设计相比下降1°；同时，4#燃烧器自投运至今已使用4年，使用周期较长，此原因是4#锅炉主汽流量偏低的根本原因。

（3）空预器漏风率较高。对4#锅炉空预器前后烟气过量空气系数进行测算，发现空预器漏风较高，漏风率达到8%，因空预器漏风率较高，致使燃烧工况恶化，引风机无用功耗能增加，这是4#锅炉主汽流量偏低的主要原因。

（4）炉墙密封不严漏风较大。经查询技术图纸与现场拆解保温层，4#锅炉包墙过热器为光管式过热器，在运行中，管与管之间密封不严部位随着烟风系统正负压向外喷灰、向内吸入空气，因此造成烟道处扬尘较大，同时引风机无用功耗能增加，此原因是4#锅炉主汽流量偏低的次要原因。

（5）受热面积灰积渣较多。4#锅炉停运后，对水冷壁、过热器、空预器、省煤器等部位积灰进行检查，均无明显积灰积渣，故此原因也不成立。

3 整改措施

通过原因判断、分析、认定，结合现有煤质情况、运行情况，且考虑运行中不得频繁出现掉焦灭火现象，重新核算锅炉整体热力系统、风烟阻力，制定以下整改方案：

（1）燃烧器性能下降问题。经过对相邻电厂锅炉燃烧器使用情况进行调研、分析，决定将现有使用年限较长的燃烧器改造成着火稳定、快速和煤种适应性好的新型PRP燃烧器；同时，将原有固定二次风喷嘴改造成可调摆动式喷嘴，在运行过程中根据煤质变化、结焦情况予以调整，以此保证燃烧器刚性度，具备更广的煤种适应性，优化燃烧工况，确保燃烧效率达到最佳。

（2）空预器漏风率较高问题。经过检查，中级、下级空预器与烟道隔板出现变形、脱落现象，空预器管束出现少量破损。经计算，破损管束数量较少，还能够满足换热需求，即对破损的管束进行盲堵处理，对中、下级空预器管箱分别进行拆除，对管箱与管箱间隔板、管箱与烟道间隔板进行全部更换且全部密封焊接，重新安装到位后，启动风机进行风压试验，检查无泄漏。

（3）炉墙密封不严漏风较大问题。因包墙过热器原有设计为光管型式，密封性能较差、刚性度较低，在运行过程中，因烟气系统正负压就会出现晃动、喷灰现象，不符合现场文明整治要求，也不符合环保要求。从长远考虑，为彻底消除此现象，决定对包墙过热器进行改造，将现有光管式包墙过热器改造成膜式包墙过热器，整体提升炉墙密封性能，降低炉墙漏风率。

（4）为了缓解结焦情况，将原有卫燃带进行部分改动，主要是将原有布置在燃烧器中下部的卫燃带提高0.5 m，使得卫燃带中心位置高度与假想切圆中心位置高度相平，同时将每面墙中间卫燃带拆除了1 m，以此来提高燃烧区域温度，改善燃烧工况；同时，也能避免因卫燃带偏低造成底部水冷壁处堆渣、积渣，造成底部水冷壁堵焦停炉。

4 改造效果

通过以上方案的实施，在4#锅炉启动后，对4#锅炉主要指标进行改造前后统计、对比，经对比、分析，效果如下：

（1）4#锅炉主汽流量能长时间保持在270 t/h运行，相比改造前，锅炉负荷得到了极大的提升，锅炉主汽流量提升50 t/h，机组发电量每小时增加11 MW，尤其在冬季供热期间，为集团公司冬季供暖提供了可靠优质热源。

（2）4#锅炉性能、经济指标大幅度提升，相比改造前，飞灰可燃物含量降低4%，炉渣可燃物降低8%，排烟温度降低10℃，锅炉热效率提升1%以上，吨汽耗电量降低了3.29 kW·h/t，吨汽标煤耗降低了9.7 kg/t。

（3）4#锅炉稳定运行系数得以提升，相比改造前，掉焦次数大幅度减少，基本杜绝了堵焦事故，且包墙过热器再未出现晃动、飘灰现象，基本抑制了扬尘污染，作业环境得以极大改善，现场文明整治得以维持保障。

5 结语

通过燃烧器改造、空预器查漏堵漏、包墙过热器改造、卫燃带位置变化，解决了发供电分公司第三热电厂4#锅炉主汽流量偏低的问题，杜绝了底部水冷壁堵焦事故，缓解了炉膛结焦情况，极大地降低了飞灰可燃物、炉渣可燃物、排烟温度等指标，提升了锅炉热效率，提高了4#锅炉安全稳定运行系数。