0、前言
某電廠2號(hào)鍋爐為北京巴布科克·威爾科克斯有限公司制造的B&W-670/13.7-M型超高壓、一次中間再熱、單爐膛、Ⅱ型布置、前后墻對(duì)沖燃燒方式、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、自然循環(huán)鍋爐。燃燒器為B&W標(biāo)準(zhǔn)的EI-DRB型旋流燃燒器。過熱汽溫通過噴水來調(diào)節(jié)，再熱汽溫靠通過布置尾部豎井煙道的煙氣擋板及過量空氣系數(shù)調(diào)節(jié)，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
木屑顆粒機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)等生物質(zhì)成型機(jī)壓制的顆粒燃料。
該鍋爐原設(shè)計(jì)燃用晉北煙煤，但由于國內(nèi)煤炭市場(chǎng)的變化，從2009年開始摻燒大量褐煤。2010年底頻繁出現(xiàn)鍋爐火檢消失，并觸發(fā)MFT，導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作滅火的問題，嚴(yán)重影響了鍋爐機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，因此急需采取針對(duì)性的措施加以解決，從而保證機(jī)組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
技術(shù)人員通過對(duì)該鍋爐典型的滅火事故進(jìn)行分析，排除了由于煤質(zhì)燃燒特性差、突然大量進(jìn)粉、掉焦塌灰等外部原因，找到了其根本原因?yàn)槿紵鳡顟B(tài)混亂所導(dǎo)致的燃燒不良，并最終通過燃燒器狀態(tài)的調(diào)整解決了該問題。
1、典型滅火過程
典型的滅火過程為：2010年12月15日23：45，當(dāng)時(shí)機(jī)組電負(fù)荷為130 MW，由于帶冬季供熱，鍋爐蒸發(fā)量依然較高，為460 t/h，4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行。滅火前機(jī)組各種設(shè)備及各種參數(shù)都正常，這時(shí)突然出現(xiàn)“爐膛壓力高”報(bào)警，在5s時(shí)間內(nèi)，火焰檢測(cè)信號(hào)發(fā)生了很大的波動(dòng)，導(dǎo)致MFT滅火保護(hù)動(dòng)作，使鍋爐滅火，爐膛最高壓力瞬間為+677 Pa，鍋爐除渣系統(tǒng)也沒有任何異常現(xiàn)象。造成鍋爐MFT保護(hù)動(dòng)作的直接原因是“全爐膛火焰消失”，但在MFT保護(hù)動(dòng)作，切斷鍋爐燃料后2—3 8以后的時(shí)間，火焰探頭又重新檢測(cè)到了火焰信號(hào)。但是由于鍋爐此時(shí)已經(jīng)執(zhí)行了MFT保護(hù)，所以鍋爐內(nèi)再次探測(cè)到的火焰難以為繼．1～2s以后，所有的火焰徹底消失。
通常，鍋爐熱工保護(hù)邏輯為：如果每層燃燒器有3個(gè)火焰檢查信號(hào)消失，即意味著本層火焰消失。如果鍋爐是物理學(xué)意義上的滅火，不可能再次檢測(cè)到任何火焰信號(hào)。鍋爐在MFT觸發(fā)后，每次都能再次檢測(cè)到火檢，很可能該鍋爐的滅火并非真正意義上的滅火，而是燃燒不穩(wěn)。這樣，雖然最終鍋爐沒有滅火，但這樣的波動(dòng)其實(shí)更加危險(xiǎn)，所以必須對(duì)該鍋爐的滅火問題進(jìn)行全面分析解決。
2、原因分析
通過分析鍋爐的典型滅火過程及火檢波動(dòng)過程可以發(fā)現(xiàn)，該鍋爐滅火與以往研究顯著不同的特點(diǎn)：
(1)通常由于煙氣側(cè)燃燒方面的問題滅火時(shí)，其過程往往是：由于某種因素鍋爐往往先發(fā)生一個(gè)爆燃，鍋爐變?yōu)檎龎海範(fàn)t內(nèi)的火焰消失；而火焰的消失又使?fàn)t內(nèi)煙氣急劇冷卻，體積縮小，又產(chǎn)生一個(gè)較大的負(fù)壓，從而形成較大的負(fù)壓波動(dòng)，由于負(fù)壓保護(hù)動(dòng)作而滅火。這個(gè)波動(dòng)往往大于3 000 Pa以上，此時(shí)，負(fù)壓的大小可以明顯說明鍋爐火焰波動(dòng)的劇烈程度。該鍋爐滅火時(shí)引起的負(fù)壓值很小，最大不到700Pa，但其波動(dòng)過程與正常的負(fù)壓滅火時(shí)的波動(dòng)過程完全相同，說明鍋爐在滅火時(shí)也是發(fā)生了相同的爆燃與冷卻過程，但是通過其負(fù)壓波動(dòng)的輻度可以確定，鍋爐發(fā)生滅火時(shí)的火焰波動(dòng)是小輻度的波動(dòng)。
(2)當(dāng)鍋爐發(fā)生掉大焦或嚴(yán)重塌灰時(shí)，也會(huì)發(fā)生鍋爐滅火。這種鍋爐滅火也有如上的波動(dòng)過程，但有不同的解釋：有人認(rèn)為是大焦或大灰使流道變小，改變了流場(chǎng)而產(chǎn)生正壓，并進(jìn)而切斷了火焰而產(chǎn)生滅火；也有部分人認(rèn)為是由于燃燒不良或大渣中含碳量較高，使?fàn)t底發(fā)生水煤氣反應(yīng)，使鍋爐底部匯集有可燃?xì)怏w，大焦大灰下落時(shí)帶來了氧氣和熱量，使鍋爐發(fā)生爆燃，從而產(chǎn)生了爆燃滅火的過程。但無論如何，大鍋爐滅火時(shí)，除渣系統(tǒng)都會(huì)受到嚴(yán)重的影響，而該鍋爐滅火時(shí)除渣系統(tǒng)正常，根本沒有明顯的掉焦過程。
(3)大部分鍋爐的滅火與燃用煤種雜、煤質(zhì)變差使煤質(zhì)嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)值，或是煤質(zhì)與鍋爐設(shè)備不匹配，導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性差有關(guān)，而該鍋爐由于地處北煤南運(yùn)碼頭附近，燃料全部為國內(nèi)大型煤礦直接來煤，煤質(zhì)穩(wěn)定。且由于近年來，該鍋爐還在3、4號(hào)燃燒器上摻燒了極易燃燒的霍林河褐煤，因而，燃料特性變差的原因也不成立。
(4)文獻(xiàn)報(bào)道了一種由于個(gè)別一次風(fēng)管積粉，并進(jìn)一步爆燃，產(chǎn)生的沖擊波將一次風(fēng)管內(nèi)的煤粉迅速推入爐膛，產(chǎn)生二次爆燃，而二次爆燃產(chǎn)生的沖擊波將該角燃燒器及下層燃燒器全部撲滅，造成鍋爐負(fù)壓滅火現(xiàn)象。這種滅火形式只可能是偶然現(xiàn)象，且一旦發(fā)生，必然會(huì)產(chǎn)生很大爐膛負(fù)壓波動(dòng)，并進(jìn)而造成全爐滅火，而不會(huì)產(chǎn)生幾乎滅火的現(xiàn)象。此外，在處理鍋爐滅火的過程中，對(duì)各臺(tái)磨煤機(jī)的一次風(fēng)風(fēng)量進(jìn)行標(biāo)定工作，及各燃燒器的風(fēng)量調(diào)平工作時(shí)，發(fā)現(xiàn)由于高水分褐煤的摻入，各燃燒器的一次風(fēng)量明顯增加，不可能存在一次風(fēng)管積粉的條件。
(5)該鍋爐滅火的起因是全鍋爐火檢消失，而非負(fù)壓波動(dòng)大導(dǎo)致鍋爐滅火，而同時(shí)鍋爐的火焰波動(dòng)又不大，說明鍋爐的火檢系統(tǒng)非常脆弱。進(jìn)一步檢查DCS系統(tǒng)中的火檢增益，發(fā)現(xiàn)該鍋爐的火檢系統(tǒng)明顯大于其它鍋爐的增益值。由此進(jìn)行推理可得：盡管鍋爐滅火時(shí)爆燃火焰有波動(dòng)，看上去正常的火焰實(shí)際上也不是很好。而燃燒不良時(shí)，很容易產(chǎn)生未完全燃燒的氣氛，又恰恰是產(chǎn)生爆燃的源頭。
綜上所述，該鍋爐滅火本質(zhì)是燃燒不好造成的。為了驗(yàn)證該結(jié)論，在低負(fù)荷時(shí)通過切換磨煤機(jī)，使各層燃燒器處于不連續(xù)的狀態(tài)，進(jìn)而與其它鍋爐在相同條件下比較，結(jié)果表明，2號(hào)爐有多個(gè)燃燒器的火焰存在波動(dòng)的現(xiàn)象，且火焰的顏色明顯低于其它鍋爐的火焰顏色。在排除了燃料、一次風(fēng)、鍋爐負(fù)荷等多個(gè)因素以外，很明顯該鍋爐的燃燒不良很可能源于燃燒器本身。
3、治理過程
201 1年1月24日，對(duì)鍋爐所有的燃燒器進(jìn)行了檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)幾乎所有的燃燒器都存在問題：D1、D2、D3燃燒器的密封環(huán)與擋板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)開焊；A1、A2、B2、C2、E2、E3 6個(gè)燃燒器的外二次風(fēng)擋板在全開位；B3燃燒器一次風(fēng)均流錐全部吹損，C2燃燒器一次風(fēng)均流錐有一半吹損；H2燃燒器外二次風(fēng)環(huán)嚴(yán)重變形。
對(duì)所有的燃燒器進(jìn)行了修理及調(diào)整后，各燃燒器內(nèi)、外二次風(fēng)的開度基本處于相同的開度，使各燃燒器的燃燒狀態(tài)趨于一致。各燃燒器調(diào)整前后的狀態(tài)如表1所示。
通過對(duì)燃燒器的統(tǒng)一化調(diào)整，鍋爐啟動(dòng)后運(yùn)行穩(wěn)定，帶高、低負(fù)荷能力明顯增加，再?zèng)]有發(fā)生由于火檢問題而產(chǎn)生的滅火事故，火檢波動(dòng)也很少再出現(xiàn)，說明鍋爐滅火的隱患徹底的得到了治理。
4、結(jié)束語
該鍋爐發(fā)生的滅火事故較為隱蔽，與一般的
于煤質(zhì)波動(dòng)、掉大焦、煤粉爆燃等情況所造成的滅火事故有明顯的不同。文章對(duì)此類鍋爐滅火事故與隱患進(jìn)行了推理分析，找到了鍋爐滅火隱患的根本原因是燃燒器混亂而導(dǎo)致的燃燒不良，并通過燃燒器的調(diào)整徹底消除了該問題，對(duì)于解決類似問題有一定指導(dǎo)意義。
相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、
生物質(zhì)壁爐
2、
秸稈顆粒機(jī)
3、
木屑顆粒機(jī)
