關(guān)于電廠鍋爐低氮改造后掉焦頻繁非停案例

一、設(shè)備情況簡介

#3機組于2014年9月28日完成鍋爐低氮燃燒器改造、脫硝改造、引風(fēng)機與脫硫增壓風(fēng)機合并、低低溫?zé)熇淦骷夹g(shù)改造后投入運行。#3鍋爐為某鍋爐生產(chǎn)的亞臨界壓力、一次中間再熱、自然循環(huán)、雙拱型單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、尾部雙煙道、“Ｗ”型火焰燃煤鍋爐。配備4臺雙進雙出直吹式鋼球磨煤機，燃燒器為前后墻拱上布置，一次風(fēng)粉經(jīng)濃淡分離，90%粉+50%風(fēng)由噴燃器口進入，抽出的10%粉+50%風(fēng)由下爐膛部位乏氣風(fēng)口進入，停運的噴燃器由中心風(fēng)（二次風(fēng)）、輔助吹掃風(fēng)（一次冷風(fēng)）冷卻。本次低氮燃燒器改造，將原設(shè)計的24個雙旋風(fēng)分離式煤粉噴燃器更換為直流式煤粉噴燃器，并增設(shè)了燃盡風(fēng)系統(tǒng)，原拱上A/B/C擋板合為拱上二次風(fēng)并列布置于噴燃器兩側(cè)，原拱下D/E/F擋板合為拱下二次風(fēng)布置于乏氣風(fēng)口下部，實現(xiàn)分級配風(fēng)降低NOX排放的目的。

#3機組并網(wǎng)后，于10月份完成低氮改造后燃燒系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整及相關(guān)試驗工作。

二、事件經(jīng)過簡述

1、第一次爐膛壓力高動作跳閘情況

12月11日18:50 值長接網(wǎng)調(diào)令：全廠事故升滿負荷。#3機組退AGC事故升負荷，負荷由182MW升至330MW。

19:20機組負荷升至330MW。

20:00 省調(diào)令投入AGC方式。

20:26 AGC降負荷，由330MW降至226MW。

20:32 機組AGC方式，負荷226MW穩(wěn)定運行，A/B/C磨運行，火檢穩(wěn)定，鍋爐突發(fā)MFT，首出為“爐膛壓力高高”保護動作。查爐膛負壓由-70Pa快速升至+2639Pa,查看機組大聯(lián)鎖動作正常。

經(jīng)檢查鍋爐各部無異常后，#3機組于23:03恢復(fù)并網(wǎng)運行。

跳閘前工況：機組負荷226MW，AGC方式負荷穩(wěn)定，A/B/C磨運行，火檢正常，火焰電視明亮。主汽壓力14.97Mpa，主汽溫度536℃，再熱汽溫537℃，主汽流量653t/h，給水流量632t/h。一次風(fēng)壓11.74Kpa，爐膛負壓-70Pa，總風(fēng)量1202t/h，送、引風(fēng)機自動方式，總煤量112t/h，平均煤耗443g/kwh，各磨組參數(shù)：A磨粉位30%，煤量43t/h，風(fēng)量62t/h；B磨粉位17%，煤量37t/h，風(fēng)量70t/h；C磨粉位25%，煤量33t/h，風(fēng)量58t/h。

2、第二次爐膛壓力高動作跳閘情況

12月11日03:41,機組AGC方式，負荷170MW穩(wěn)定運行，A/C/D磨運行，火檢穩(wěn)定，鍋爐突發(fā)MFT，首出為“爐膛壓力高高”保護動作。查爐膛負壓由-130Pa快速升至+3372Pa,查看機組大聯(lián)鎖動作正常。

經(jīng)檢查鍋爐各部無異常后，#3機組于05:16恢復(fù)并網(wǎng)運行。

跳閘前工況：機組負荷170MW，AGC方式負荷穩(wěn)定，A/C/D磨運行，火檢穩(wěn)定，火焰電視明亮。主汽壓力14.98Mpa，主汽溫度541℃，再熱汽溫540℃，主汽流量493t/h，給水流量494t/h。一次風(fēng)壓7.28Kpa，爐膛負壓-130Pa，總風(fēng)量900t/h，送、引風(fēng)機自動方式，總煤量73t/h，平均煤耗427g/kwh。各磨組參數(shù)：A磨粉位30%，煤量29t/h，風(fēng)量48t/h；C磨粉位10%，煤量11t/h，風(fēng)量43t/h；D磨粉位29%，煤量33t/h，風(fēng)量56t/h。

3、第三次爐膛壓力高動作跳閘情況

12月17日19:25,機組AGC方式，負荷330MW穩(wěn)定運行，A/B/C/D磨運行，火檢穩(wěn)定，鍋爐突發(fā)MFT，首出為“爐膛壓力高高”保護動作。查爐膛負壓由-110Pa快速升至+2340Pa,查看機組大聯(lián)鎖動作正常。

經(jīng)檢查鍋爐各部無異常后，#3機組于21:14恢復(fù)并網(wǎng)運行。

跳閘前工況：機組負荷330MW，AGC方式穩(wěn)定運行，A/B/C/D磨運行，火檢穩(wěn)定，火焰電視明亮。主汽壓力16.65Mpa，主汽溫度541℃，再熱汽溫540℃，主汽流量1010t/h，給水流量1040t/h。一次風(fēng)壓10.06Kpa，爐膛負壓-110Pa，總風(fēng)量1360t/h，送、引風(fēng)機自動方式，總煤量133t/h，平均煤耗403g/kwh。各磨組參數(shù)：A磨粉位30%，煤量33t/h，風(fēng)量54t/h；B磨粉位30%，煤量35t/h，風(fēng)量59t/h；C磨粉位26%，煤量33t/h，風(fēng)量55t/h；D磨粉位30%，煤量32t/h，風(fēng)量54t/h。

三、原因分析

1.鍋爐低氮改造后，鍋爐受熱面結(jié)焦問題嚴重，掉焦頻繁。在第一次爐膛壓力高跳閘后，現(xiàn)場檢查鍋爐燃盡風(fēng)口部位結(jié)焦較重（最大厚度近60公分），拱上邊緣焦厚20公分左右，側(cè)墻無明顯結(jié)焦，拱上和前后墻因無觀火孔無法觀察到結(jié)焦情況。在鍋爐底部兩側(cè)人孔處查看，沒有發(fā)現(xiàn)大焦蓬堵，鍋爐灰斗亦無灰水溢流。但事后排渣過程中發(fā)現(xiàn)灰斗堵焦，具體爐膛壓力突升與掉焦的因果關(guān)系無法確定，不排除鍋爐掉大焦引起鍋爐跳閘的可能。目前，針對鍋爐結(jié)焦問題東鍋給出的結(jié)論：鍋爐結(jié)焦主要集中在噴燃器口至拱上燃盡風(fēng)口部位；由于風(fēng)粉分離結(jié)構(gòu)，依靠燃燒調(diào)整不能徹底解決鍋爐結(jié)焦問題。

2.就機組三次跳閘前運行工況分析，鍋爐燃燒穩(wěn)定，火焰明亮，火檢穩(wěn)定，磨組運行方式正常。結(jié)合鍋爐參數(shù)如主汽壓力、汽包水位、氧量及爐膛負壓的變化分析，在機組跳閘前，鍋爐均無燃燒弱化的跡象，尤其在采用爐膛火焰影像追憶后，從第三次跳閘后的火焰電視錄像可以看出，鍋爐正壓開始至跳爐整個過程火焰持續(xù)穩(wěn)定。結(jié)合#3、#4爐掉焦時的負壓波動趨勢，均是在穩(wěn)定運行中突然正壓，爐膛壓力突升是由于局部爆燃所引起。鍋爐爆燃原因分析：噴燃器口結(jié)焦、煤粉管異常積粉、乏氣口結(jié)焦、燃燒器串漏風(fēng)箱積粉、爐膛中下部大量聚集未燃盡的C及CO、斜坡翼墻大量焦塊聚集突然滑落等。

3.機組三次跳閘均處于相對穩(wěn)定工況，三次跳閘涵蓋了機組低、中、高各負荷段，涵蓋所有磨組。

初步分析結(jié)論：

1.鍋爐技改后結(jié)焦嚴重，頻繁掉焦，大量焦塊落入底渣灰水中誘發(fā)爐膛壓力突升；

2.爐膛中下部聚集未燃盡的C及CO，掉焦引發(fā)積粉或可燃氣體爆燃，導(dǎo)致爐膛壓力突升。

3.兩臺爐主要差異是3#爐煤粉管加裝了縮孔（4#爐無），存在煤粉管流速偏低積粉，突然進入爐膛燃燒強化導(dǎo)致爐膛壓力突升的可能。

四、防范措施

1.針對鍋爐掉焦

1)聯(lián)系鍋爐技術(shù)人員到廠，繼續(xù)進行優(yōu)化調(diào)整，以解決和減緩爐內(nèi)結(jié)焦。

2)針對鍋爐技改后結(jié)焦問題已采取的主要手段：1）保證富氧環(huán)境，CO含量要求不高于100mg/L；2）定期倒磨升降負荷落焦；3）定期上高比例無煙煤落焦或提高鍋爐燃煤中無煙煤比例。

3)建立鍋爐掉焦、捅焦臺賬，監(jiān)視鍋爐結(jié)焦?fàn)顩r。（實施日期：啟動后）

4)進行入爐煤煤質(zhì)及灰熔點化驗。

5)為減少掉焦在渣斗聚集，增加鍋爐水力排渣次數(shù)，由每班1次增加為每班2次。

6)在底渣斗兩側(cè)加裝在線攝像頭，監(jiān)視渣斗掉焦情況。

7)測試鍋爐出口氧量分布與啟動初期數(shù)據(jù)進行對比，沒有明顯變化。

2.針對鍋爐爆燃

1)降低高負荷磨組出力，控制一次風(fēng)壓力，避免一次風(fēng)壓過高。

2)降低磨組升降負荷及開旁路風(fēng)擋板速率。

3)增加判斷粉管煤粉沉積的定期工作：運行磨組每班開一次旁路擋板（10-20%）進行吹管，如果爐膛壓力反正，即說明該磨粉管有沉積，應(yīng)保留該磨組旁路擋板適當(dāng)開度，暫定10～15%。

4)進行機組跳閘前后磨組一次風(fēng)流量變化摸底試驗。

5)為穩(wěn)定鍋爐燃燒，將爐膛負壓設(shè)定由-80Pa提至-50Pa。

6)恢復(fù)#3爐本次檢修新增加的磨煤機一次風(fēng)粉調(diào)節(jié)縮孔到全開位置。（實施日期：2014/12/18）

7)增加火焰電視影像追憶功能，對爐內(nèi)燃燒變化情況進行記錄。

8)征求鍋爐廠對爐膛壓力保護范圍的意見，進行爐膛壓力保護變更。

9)開大拱下風(fēng)擋板，改善中下部欠氧環(huán)境。

3.下一步工作安排

1)聯(lián)系相關(guān)單位測量煤粉管道風(fēng)速，檢查是否存在堵粉可能。

2)請鍋爐廠針對鍋爐目前運行狀況對風(fēng)門擋板進行摸底，針對目前結(jié)焦情況盡快開展燃燒優(yōu)化調(diào)整工作，為電廠運行調(diào)整提供指導(dǎo)措施，同時綜合考慮后續(xù)優(yōu)化改造技術(shù)方案。

3)擇機利用3號機組停備機會，對制粉系統(tǒng)、低氮燃燒器設(shè)備進行全面檢查。

4)待鍋爐掉焦及灰斗蓬堵情況緩解以后，適當(dāng)降低灰斗運行水位。

五、相關(guān)參數(shù)趨勢

附件一：機組跳閘時負壓變化曲線

圖一：12月11日20:32，#3機組跳閘時負壓變化曲線

圖二：12月17日03:41，#3機組跳閘時負壓變化曲線

圖三：12月17日19:25，#3機組跳閘時負壓變化曲線

從上述曲線變化可以看出：1）在機組跳閘前，鍋爐主要參數(shù)如主汽壓力、汽包水位、氧量及爐膛負壓等趨勢平穩(wěn)，說明當(dāng)時鍋爐燃燒工況穩(wěn)定，而且事前火焰電視明亮，火檢穩(wěn)定均無報警，說明在機組跳閘前鍋爐無燃燒弱化的跡象。2）鍋爐跳閘時，鍋爐氧量有明顯下降趨勢，說明當(dāng)時燃燒有強化跡象。

附件二：#3爐煤粉管可調(diào)縮孔開展前后爐膛負壓變化曲線

如圖中曲線所示：#3機組在18日21:00,將B/C/D磨可調(diào)縮孔恢復(fù)至開展位置后，通過運行觀察，爐膛負壓變化曲線較之前波動幅度變化不大，后續(xù)會進一步做好跟蹤監(jiān)視。

附件三：#3爐磨組試驗情況

以12月11日#3機組跳閘前后磨組運行數(shù)據(jù)為例：將磨組運行參數(shù)還原到跳閘前工況，對比一次風(fēng)量變化情況，B/C磨風(fēng)量均有小幅程度的增大（1.95/3.35t/h）。

圖三：#3爐啟動后掉焦導(dǎo)致負壓波動

#3、4機組自修后啟動運行至今，掉焦頻次較高，經(jīng)常造成負壓的大幅波動（均是先正后負），結(jié)焦情況嚴重，與磨組方式及機組負荷無明顯關(guān)聯(lián)。