某電廠300 MW機(jī)組鍋爐在運(yùn)行中存在著爐膛燃燒器區(qū)域結(jié)焦問題，結(jié)焦面積比較大，幾乎布滿前、后墻燃燒器區(qū)域，并造成了幾次因掉焦引起的鍋爐滅火，給機(jī)組的安全運(yùn)行帶來隱患。為解決爐內(nèi)結(jié)焦問題，對該爐進(jìn)行了動力場試驗(yàn)和熱態(tài)試驗(yàn)，對爐內(nèi)的燃燒情況進(jìn)行了分析，并進(jìn)行了衛(wèi)燃帶改進(jìn)和燃燒優(yōu)化調(diào)整。調(diào)整后的運(yùn)行和試驗(yàn)證明，爐內(nèi)的結(jié)焦問題得到了很好解決。
1、設(shè)備概況
    鍋爐為亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)汽包鍋爐。鍋爐額定蒸發(fā)量為897 Uh，單爐膛平衡通風(fēng)，尾部煙道倒L型布置。制粉系統(tǒng)采用4臺鋼球磨煤機(jī)，中間倉儲式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)。設(shè)計(jì)煤粉細(xì)度R90= 6010。燃燒系統(tǒng)采用El - DRB型旋流煤粉燃燒器，又稱為強(qiáng)化點(diǎn)火雙調(diào)風(fēng)燃燒器。內(nèi)二次風(fēng)為軸向進(jìn)風(fēng)結(jié)構(gòu)，外二次風(fēng)為可產(chǎn)生較大旋流強(qiáng)度
的切向進(jìn)風(fēng)結(jié)構(gòu)，以此增強(qiáng)外二次風(fēng)的卷吸高溫?zé)煔獾哪芰�來�?qiáng)化著火。燃燒器對沖布置在爐膛的前、后墻上，前墻三層、后墻三層，每層4個燃燒器，共24個燃燒器。利用分級燃燒的原理，燃燒系統(tǒng)中所有燃燒器上方布置了一層燃盡風(fēng)噴口，以控制燃燒過程中NO，的生成量。鍋爐燃用煤種為山西陽泉無煙煤和晉中地區(qū)貧煤的混合煤，兩種煤按I:l混合后的混煤為設(shè)計(jì)煤種。該設(shè)計(jì)煤種的揮發(fā)分含量較低，灰含量較高，為了保證煤粉的迅速著火、穩(wěn)定燃燒及燃盡，采用在爐膛內(nèi)燃燒器區(qū)域布置衛(wèi)燃帶的方式來提高爐膛溫度。鍋爐總圖及燃燒器剖面圖分別見圖l和圖2；富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、結(jié)焦原因分析
    通過冷態(tài)空氣動力場試驗(yàn)及熱態(tài)性能試驗(yàn)結(jié)果，該爐爐膛結(jié)焦原因如下：
    (1)衛(wèi)燃帶敷設(shè)方式
    試驗(yàn)中測試了爐膛溫度場的分布情況，爐內(nèi)高溫區(qū)主要集中在中、上層燃燒器區(qū)域，平均溫度水平在1550℃以上。燃燒器區(qū)域的各個噴口附近敷設(shè)的衛(wèi)燃帶之間距離比較近，導(dǎo)致衛(wèi)燃帶上的焦塊容易在兩個噴口之間產(chǎn)生“搭橋”現(xiàn)象，從而形成大塊的焦塊；同時局部爐溫偏高，又形成惡性循環(huán)，加劇了結(jié)焦，很容易發(fā)生大塊焦落下引起鍋爐滅火。
    (2)旋流燃燒器葉片角度
    鍋爐在運(yùn)行中，前、后墻的各層燃燒器旋流葉片角度不一致，外二次風(fēng)角度從30 0到50 0不等，存在燃燒器出口風(fēng)速不均勻現(xiàn)象。EI-DRB型燃燒器的外二次風(fēng)是風(fēng)速很高的切向進(jìn)風(fēng)方式，外二次風(fēng)旋流葉片角度的不同直接影響了各噴口的出口風(fēng)速不均勻，導(dǎo)致爐內(nèi)的配風(fēng)不均勻，各噴口的燃燒狀況存在差別，增加了爐內(nèi)結(jié)焦的可能性。
    (3)煤粉細(xì)度
    熱態(tài)試驗(yàn)中進(jìn)行了不同負(fù)荷工況下的煤粉細(xì)度測試，測試結(jié)果見表2。煤粉細(xì)度R90介于12.8%_14.25%，與設(shè)計(jì)細(xì)度R90 =6%的偏差較大。制粉系統(tǒng)在運(yùn)行中存在不同負(fù)荷工況下煤粉細(xì)度不穩(wěn)定現(xiàn)象，因?yàn)榇置毫６夹枰�較長的燃盡時間，往往在貼壁處形成還原性氣氛，使灰熔點(diǎn)降低，所以容易造成在燃燒器區(qū)域結(jié)渣現(xiàn)象。
    (4)前、后墻配風(fēng)不合理
    冷態(tài)測試中單只燃燒器的空氣動力場情況比較良好，但前、后墻風(fēng)箱風(fēng)壓存在差別，不同風(fēng)箱的燃燒器內(nèi)、外二次風(fēng)出口速度有一定的差別，其中相差較大的則導(dǎo)致了各個燃燒器的總二次風(fēng)量不均，容易引起火焰偏斜。爐內(nèi)熱負(fù)荷的不均勻增加了結(jié)焦的可能性。
    (5)爐內(nèi)氧量控制不穩(wěn)，配風(fēng)不準(zhǔn)確
    熱態(tài)試驗(yàn)中電廠的氧量監(jiān)測表誤差較大，低于實(shí)際測量值。表盤數(shù)據(jù)為3.5%時實(shí)際測試氧量已達(dá)到5%；同時機(jī)組運(yùn)行時氧量不能投自動，人工控制使風(fēng)量偏大。
    另外實(shí)際運(yùn)行中一、二次風(fēng)的比例不能按照設(shè)計(jì)運(yùn)行，包括燃盡風(fēng)、三次風(fēng)都沒有風(fēng)量顯示，爐內(nèi)風(fēng)量分配具體數(shù)據(jù)不清楚，也不穩(wěn)定。當(dāng)一次風(fēng)的風(fēng)速及風(fēng)率運(yùn)行不合理時，盡管爐內(nèi)總空氣量大，但仍會出現(xiàn)局部區(qū)域的燃燒不完全和局部還原性氣氛，造成結(jié)焦。
3、改進(jìn)及優(yōu)化調(diào)整
3.1衛(wèi)燃帶敷設(shè)方式的改進(jìn)
    試驗(yàn)期間在燃用，超過IO%的煤種時，爐膛內(nèi)的著火條件比較正常，不存在著火困難的現(xiàn)象，因此可以通過適當(dāng)減少衛(wèi)燃帶來降低燃燒器區(qū)域的爐膛溫度，從而緩解結(jié)焦現(xiàn)象。
    在經(jīng)過熱力計(jì)算及熱態(tài)試驗(yàn)后，證明去掉一．部分衛(wèi)燃帶也可以保證鍋爐在額定負(fù)荷下的正常運(yùn)行。
    衛(wèi)燃帶的改進(jìn)方案見圖3和圖4。
    前、后墻上層燃燒器區(qū)域虛線以內(nèi)及噴口四周的陰影部分為原有衛(wèi)燃帶，改進(jìn)后把此處衛(wèi)燃帶全部去掉；中層燃燒器同樣虛線內(nèi)部分為原有衛(wèi)燃帶，改進(jìn)后將陰影部分全部去掉，保留陰影外和虛線邊框部分；下層燃燒器虛線內(nèi)部分為原有衛(wèi)燃帶，改進(jìn)后將300 mm高的陰影部分全部去掉，保留陰影外和虛線框內(nèi)的其余部分。
    側(cè)墻上、中層虛線內(nèi)部分原有衛(wèi)燃帶，改進(jìn)后按照圖4的尺寸形式去掉其中的陰影部分，保留虛線方框內(nèi)的其余空白部分。按照此方案改進(jìn)后的衛(wèi)燃帶敷設(shè)更為分散，這樣可以分離焦塊，促進(jìn)小焦塊的脫落和減少結(jié)焦。
3.2調(diào)整二次風(fēng)
    通過對燃燒器內(nèi)、外二次風(fēng)葉片角度的調(diào)整，建立合理的燃燒工況。將內(nèi)二次風(fēng)葉片的角度調(diào)整在35。，增強(qiáng)噴口附近的旋流強(qiáng)度；保證煤粉迅速著火；外二次風(fēng)葉片的角度根據(jù)目前煤種可以按照“倒塔”型配風(fēng)方式來提高火焰中心位置，下層35°，中層40°，上層50°，以此降低燃燒器區(qū)域爐溫，緩解結(jié)焦。
3.3提高煤粉細(xì)度
    煤粉越細(xì)，在爐內(nèi)燃燒時，不完全燃燒損失就越小，且有利于穩(wěn)燃。如果煤粉中的粗顆粒量增加，這些粗顆粒極容易從氣流中分離出來，并粘結(jié)在水冷壁上。此外，粗煤粒都需要較長的燃盡時間，因而它們往往在貼壁處造成還原性氣氛，使灰熔點(diǎn)降低，造成燃燒器區(qū)域結(jié)渣。通過調(diào)整粗粉分離器擋板角度，將擋板由40°調(diào)整到35°，提高細(xì)粉比例，使Rgo在9%附近。
3.4調(diào)整前、后墻配風(fēng)
    對二次風(fēng)箱的風(fēng)壓進(jìn)行了測量和調(diào)平。調(diào)平前216 MW時前墻風(fēng)壓為0.38 kPa，后墻風(fēng)壓為0,45 kPa；300 MW時前墻風(fēng)壓為0.51 kPa，后墻風(fēng)壓為0. 57 kPa。調(diào)整后墻風(fēng)箱擋板門開度至前、后風(fēng)壓相同，這時前墻三層二次風(fēng)門開度都為100%，后墻三層風(fēng)門開度均為90%，測得前、后墻風(fēng)壓均為0.56 kPa。
3.5準(zhǔn)確控制爐內(nèi)各種風(fēng)量配比
準(zhǔn)確控制送入爐膛的風(fēng)量對調(diào)整燃燒至關(guān)重要。合適的一、二次風(fēng)量和氧量可以保證鍋爐的燃燒穩(wěn)定，減少結(jié)焦的可能性，并使排煙溫度和飛灰含碳量達(dá)到較低的水平，提高熱效率，降低風(fēng)機(jī)能耗，降低煙氣流速，減輕受熱面磨損。
4、調(diào)整效果
    調(diào)整后，進(jìn)行了鍋爐考核試驗(yàn)。鍋爐優(yōu)化調(diào)整前、后的運(yùn)行參數(shù)對比見表3。
5、結(jié)語
    (1)該鍋爐結(jié)焦的主要原因是燃燒器區(qū)域衛(wèi)燃帶布置不合理和燃燒調(diào)整不當(dāng)。
    (2)改進(jìn)衛(wèi)燃帶后，鍋爐必須進(jìn)一步進(jìn)行燃燒優(yōu)化調(diào)整。通過對燃燒器、運(yùn)行氧量、一次風(fēng)速、二次風(fēng)箱擋板開度及煤粉細(xì)度的優(yōu)化調(diào)整，爐膛結(jié)焦現(xiàn)象進(jìn)一步減弱。同時，機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，包括減溫水量、飛灰可燃物都有所下降，主、輔機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。


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1、生物質(zhì)壁爐
2、秸稈顆粒機(jī)
3、木屑顆粒機(jī)