文档介绍：燃煤电厂锅炉结焦问题浅析
摘要:自2018年8月中旬至9月末,华能营口电厂一期#1、2锅炉连续出现锅炉结焦、炉底冷灰斗蓬焦异常情况,焦块硬度大且熔融聚集呈琉璃状,渣井口堵塞无法正常落渣,经过连续打焦后疏通开;险些造成冷灰斗堵热负荷决定锅炉本身抗结焦能力。,设计燃用煤种为陕西晋北烟煤;目前我厂大比例掺烧褐煤(比例40-70%),根据电站锅炉设计要求:同容量下,燃用褐煤(易结焦煤)的锅炉容积热负荷应低于燃用烟煤的锅炉,即锅炉容积适当增大,否则因烟气量大到达炉膛出口时无法得到充分冷却,出口烟温升高,造成炉膛上部结焦。以某电厂为例:,设计煤种(30%鸡西烟煤+70%扎煤),,同样燃用褐煤时,我厂一期锅炉抗结焦性差。
(5)燃烧器布置方式决定炉膛上部区域结焦特性。我厂一期锅炉为前后墙对冲低氮燃烧器,前后墙各三层、每层4只共16只。使用旋流燃烧器的锅炉,煤粉燃烧卷吸配口附近烟气时,因两侧墙无贴壁风设计,存在缺氧还原性区域,灰分在还原性气氛中灰熔点进一步降低,熔融候经水冷壁冷却粘结,形成两侧墙结焦。另外,靠近两侧墙的燃烧器在工作时,因其自身的旋流及对冲特性,容易造成火焰飞墙造成水冷壁结焦。燃煤灰分的熔融特性
(1)入炉煤常规指标包含:热值、全水分、灰分、挥发分、硫分、可磨系数、灰熔点(ST)。但是燃烧产生的灰中化学成分影响灰熔点的氧化物、碱类等一般不做指标分析。其中煤中微量元素硅、铝、钙、镁等纯氧化物熔点一般大于2000℃,而铁的纯氧化物及碱类物质熔点一般在1500℃以下,在特定气氛环境(多指炉膛内燃烧情况)下会进一步降低入炉煤的灰熔点。
(2)低熔点焦产生的原因主要是在不同的烟气温度下,灰中的纯氧化物之间发生反应形成共熔体后,熔点在1000-1200℃,碱土金属熔点在800-1000℃,尤其是FeO(氧化铁)能与高熔点氧化物反应使灰熔点降低至1000-1200℃,依附在炉膛受热面管屏形成大块结焦。因此,根据《电站煤粉锅炉掺烧技术导则》,当采用不同煤种进行混配时,混配后灰熔点将低于任意单一煤种的灰熔点。
(3)入炉煤中灰分、灰熔点综合作用将影响锅炉结焦特性。如果煤质灰分较大(我厂一期锅炉低氮燃烧器改造设计规范书明确规定,入炉煤灰分设计值为11%),且灰熔点低于锅炉设计允许值,采取大比例掺烧,锅炉结焦不可避免。
炉内烟气性质对锅炉结焦影响
炉内烟气是还原性还是氧化性气体对结焦存在很大影响。例如:铁的氧化物在还原性气氛中与CO、H2产生反应,使灰熔点进一步降低,加剧结焦。因此,必须对锅炉燃烧期间炉膛氧量、CO值进行实时监督控制,尤其当掺烧低易结焦煤种时,禁止出现缺氧燃烧。设有燃尽风层的锅炉,通过关小燃尽风门,增大主燃烧区氧量,使煤粉快速燃尽,降低炉膛火焰中心,理论上可以达到减缓结焦目的,但燃尽风关小后,会导致燃烧器区域NOx生产量大幅增加,液氨耗量增大,氨逃逸率升高,SCR、低低省及空预器存在硫酸氢氨板结风险。
结焦过程分析
本次#1、2炉出现频繁结焦情况,原因为受厂存煤结构限制及入炉煤种变化导致。8月份扎煤来煤计划取消