1025t 锅炉煤粉燃烧器烧损原因分析及防止措施

      关键词：燃煤配煤掺烧燃烧调整

      「摘要」面对煤炭市场煤质和价格的变化，企业必须应对燃煤锅炉在燃用
大大偏离设计煤种情况下，所可能出现的安全和经济效益问题。本文通过对一起
1025t/h 粉锅炉因燃用远高于设计煤种挥发份煤，而导致燃烧器烧损事故的分析，
从配煤掺烧、采样化验、巡视检查、燃烧调整等多个方面，提出并实施了防止煤
粉燃烧器烧损的措施，收到了预期效果。

      「关键词」燃烧器烧损煤炭市场配煤掺烧燃烧调整

      1 　设备情况概述湖南某电厂#1、#2锅炉均为哈尔滨锅炉厂引进美国CE燃
烧工程公司技术设计生产的HG-1025/18.2-YM 型燃煤一次中间再热、自然循环汽
包炉。锅炉采用直流式燃烧器正四角切圆燃烧方式，燃用混煤（烟煤、贫煤）。
燃烧器采用直流宽调节比燃烧器与双通道燃烧器的组合，并采用了顶部燃烬风技
术（OFA ）及双通道三次风，燃烬风反切。燃烧器共设计有A 、B 、C 、D 、E
五层20个煤粉燃烧器和F 、G 、H 三层12个点火油枪，其中A 、B 、E 层燃烧器
采用宽比例调节（WR）浓淡型燃烧器；C 、D 层采用双通道自稳式燃烧器（见图
1 ）。制粉系统采用中间储仓式热风送粉系统，一台炉配四台MDZ3570 钢球磨煤
机。

      锅炉设计煤种：碳Car 55.64%，氢Har 3.22% ，氧Oar 5.97% ，氮Nar 0.98%，
硫Sar 0.72% ，灰份Aar 23.85%，水份Mar 9.63% ，挥发份（可燃基）Vdr 21.55%，
低位发热量Qnet.ui21347kj/kg.实际燃用煤种：碳Car 30.11%，氢Har 2.66% ，
氧 Oar 3.87%，氮Nar 0.93% ，硫Sar 0.76% ，灰份Aar 44.48%，水份Mar 5.70%
，挥发份（可燃基）Vdr 11.49% ，低位发热量Qnet.ui 15471kj/kg.

      图1 　燃烧器简图

      2 　出现的问题近几年来由于电煤供应日趋紧张，导致该厂来煤矿点杂，
煤质波动大，燃用煤种与设计煤种相距甚远，造成该厂锅炉燃烧调整很大的困难。
进入2008年以来，由于湖南冰灾等各方面原因，以上情况更甚。2008年2 月23日，
燃运将以前从未燃用过的高挥发份平顶山煤直接经翻车机上至#1炉#1、#4原煤。

      当日12：35，集控人员就地巡视人员发现#1炉#2角D2一次风管与炉膛连接
处烧红并有明火在燃烧，情况较严重，立即拉掉D2、E2给粉机运行，投油稳燃，
并关闭对应的下粉插板、一次风门，立即提高一次风母管压力，并开始逐渐减负
荷运行，同时要求消防人员火速赶至现场。12：45，#1炉#2角火势被扑灭。13：
15现场人员汇报#1炉#2角再度起火，而且火势更大。运行人员立即赶至现场帮助
灭火。派出人员在赶至现场时发现#1炉#3角D3、#4角D4靠近炉墙处均已烧穿起明
火，且火势无法控制，立即向值长汇报。值长在接到汇报后判断对燃烧器进行仔
细检查后方可重新点炉，立即下令#1机组解列，锅炉紧急停炉。后#1炉停炉检查
发现，＃2 角火检电缆烧毁， C、D 层多个双通道自稳式煤粉燃烧器上下煤粉喷
嘴体（炉外至喷口通过风箱段）均已磨穿，燃烧器烧坏变形脱落，其中C1、D2燃
烧器损坏更加严重（见图2 ），其喷口已基本完全烧坏，与燃烧器连接一次风管
均已烧穿，行将脱落。C1、D2燃烧器本体以及其连接一次风管均需更换，其余损
坏燃烧器则需进行修补处理。后于2008年3 月8 日#1炉燃烧器初步处理完毕后重
新开机。

      图2 烧损的C1、D2煤粉燃烧器

      3 　煤粉燃烧器烧损的原因分析（1 ）燃用高挥发份的平顶山煤是导致煤
粉燃烧器烧损的直接原因2 月23日#1炉停炉后，从#1炉各给粉机取出粉样化验的
结果是当时燃用平顶山煤挥发份（可燃基）Vdr 达到了29% ～35% ，而设计煤种
挥发份（可燃基）Vdr 仅为21.55%，实际燃用煤种挥发份远高于设计煤种。而该
厂由于电煤紧张，以前多是燃用挥发份低于设计煤种较多的各种劣质煤，针对燃
用劣质煤该厂#1、#2炉炉膛均敷设了近100m2 平方的卫燃带，以提高炉膛温度，
并通过劣质煤燃烧试验将各一次风管风压均已通过缩孔调低，以保证风粉混合物
着火点不会太远，另外还制定了加强炉膛短吹灰、调高底层给粉机基本转速、控
制较细的煤粉细度等一系列稳燃措施，再加上C 、D 层双通道自稳式燃烧器独特
的烟气卷吸效果，故当燃用平顶山煤这种高挥发份的煤种时，势必造成煤粉着火
点大大提前，严重的将在燃烧器内甚至在燃烧器前的一次风管内燃烧（正常的着
火距离为200 ～300 mm），致使燃烧器喷口温度超过金属材料的允许范围，从而
导致C 、D 层多个煤粉燃烧器不同程度的损坏。

      （2 ）燃用高挥发份平顶山煤燃运人员与集控人员沟通不够未进行合理配
煤惨烧是导致煤粉燃烧器烧损的间接原因2 月23日燃运人员将高挥发份平顶山煤
上至#1炉#1、#4原煤仓时未及时告知集控人员所上煤种的煤质情况，同时也未采
取配合其它低挥发份煤种同时上仓的配煤惨烧措施，对集控人员组织机组运行方
式产生了一定的误导影响，而集控人员在不清楚煤质情况也未进行询问的情况下
一直运行与#1、#4原煤仓相对应的A 、D 两套制粉系统，失去了通过制粉系统配
合运行通过粉仓混煤惨烧的机会，从而使＃1 炉两个粉仓内几乎全是高挥发份煤
粉。当集控人员12：35发现#1炉#2角D2一次风管与炉膛连接处烧红时，尽管积极
灭火并采取了一些针对性燃烧调整措施，可是为时已晚，最终还是导致了机组的
被迫停运以及煤粉燃烧器的烧损。

      4 　防止煤粉燃烧器烧损的应对措施（1 ）加强煤源管理，限制入厂煤的
有关性能指标在一定范围内；从卸煤、煤场、原煤仓、制粉系统的各个环节全过
程做好配煤掺烧工作，对燃煤主要指标大幅度偏离锅炉设计值的煤种，在取得试
烧经验的基础上，严格控制掺烧比例，控制入炉煤粉挥发份（可燃基）Vdr 在15%
～25% 范围内，最大限度降低煤质变化幅度。

      （2 ）实行入炉煤跟班化验制度，尽量保证化验结果的实时性，为集控人
员及早掌握煤质变化趋势并依据化验结果指导燃烧提供依据。

      （3 ）加强燃运人员与集控人员的工作联系，燃运人员在每班上煤前应向
集控人员汇报上煤煤种情况以及各煤仓煤位情况，以便针对不同煤种相应做好锅
炉燃烧的调整。

      （4 ）拆除C 、D 、E 三层一次风管靠炉膛根部的保温层，加强对制粉、
输粉管道（特是风粉混合器至燃烧器范围的管道）的巡视检查，重点对各一次风
管靠炉膛根部进行测温。如一次风管靠炉膛根部（从二次风箱开始到一次风管300mm
的管段内）的温度上升过快时，适当关小给粉量，并连续测量温度变化，视温度
变化情况调整给粉量，当超过350 ℃时，应及时停运对应的给粉机并压死给粉机
闸板，必须保留一定量的一次风对一次风管进行吹扫和冷却。

      （5 ）在燃用煤种的挥发份高且偏离设计煤种时，在保证锅炉燃烧稳定的
前提下，确保维持炉膛负压在-50 ～-100Pa范围运行，严防煤粉反堵在燃烧器内
和进入已烧坏的燃烧器侧风箱内；适当提高一次风压0.3 ～0.5Kpa，并开启一次
风旁路冷风门适当降低一次风温（控制在250 ℃左右），然后将二次风压同步提
高0.3 ～0.5Kpa；控制磨煤机出口风粉混合温度在60～70℃范围，启、停制粉系
统前、后排粉机运行时间比平时延长5 分钟，加强对各煤粉仓各测点温度的变化，
控制各煤粉仓粉位不高于3.5 米；及时关闭C 、D 层采用双通道自稳式燃烧器高
速蒸汽，并开启其喷口腰部风以减少高温烟气的卷吸；尽量避免高负荷（270MW
以上）连续运行。

      5 　结语通过严格执行以上应对措施，尽管该厂高挥发份煤种来煤量仍然
较多，到至今再没有发生过喷燃器的损坏事故，并在近期#1、2 机组两次调停后
进行煤粉燃烧器检查中未发现任何的燃烧器异常变形或烧损情况。

      6 　参考文献

      [1] 陈冬林，黄文懋，《300MW 火电机组培训教材锅炉篇》，长沙电力学
院出版。

      [2] 范从振，《锅炉原理》，水利电力出版社。1986. [3] 益阳电厂300MW
机组集控运行规程，内部资料，2006.04.