〔摘要〕针对锅炉投运后经常出现燃烧不稳而频繁跳机的问题，经试验调整和分析，找出了跳机原因，并提出了有效的解决措施。〔关键词〕锅炉燃烧MFT1前言 武汉钢电股份有限公司2号炉自1998年投产以后，由于调试、设备和运行调整等多方面的原因，发现锅炉抗干扰能力十分差，经常突然发生跳机事故(以下简称MFT)。最频繁时1个月内跳机6次。 通过对钢电公司锅炉特点进行分析，结合有关试验调整，弄清了导致2号炉频繁MFT的原因，提出了相应的解决办法，经实践应用和检验，取得了良好的效果。2设备状况 2号锅炉是由武汉锅炉厂专门为其设计的贫煤掺烧高炉煤气锅炉，该锅炉为670t/h超高压、中间再热、自然循环、固态排渣煤粉炉。锅炉在燃煤的同时可掺烧1.5×105m3/h的高炉煤气，设有4层共16只煤粉燃烧器、2层共8只高炉煤气燃烧器、3层共12只点火油枪。燃烧器采用四角双切圆的布置方式，大切圆直径为792mm，小切圆的直径为542mm，2个燃烧角分别为2。58′和2。2′，整个燃烧器分上、下两组，燃烧器喷口布置形式如图1所示。 制粉系统采用中间储仓式热风送粉，每台锅炉配备2台DTM380/720型低速钢球磨煤机。为了保证煤粉着火稳定，一次风相对集中布置，一次风喷口加装了V型扩流锥，产生高温回流区，为了保证煤质变化时锅炉能安全高效燃烧，两层一次风口之间布置了一层小调节二次风。3锅炉频繁MFT的原因分析 2号锅炉于1997年12月安装调试完毕，移交给生产单位。尽管锅炉属于特殊炉型，但有1号炉成功的安装、调试及试运经验，因此移交生产的速度较快。但移交生产后不久，出现与1号炉完全不同的燃烧 特性。机组无论是在小负荷还是在大负荷，均出现燃烧不稳，抗干扰能力差。炉膛负压稍有摆动，就出现MFT。先后组织了燃烧分析，并进行了给粉机调平试验、锅炉空气动力场试验、不同煤粉细度燃烧调整试验、底层加投高炉煤气试验，同时调整了相关辅助设备的状况。通过上述4项试验和调整，并进行分析比较，查明锅炉出现燃烧不稳频繁发生MFT的6种主要原因。图1燃烧器喷口布置图3.1一次风速偏高，且各燃烧器出口一次风速相差较大保持适当的一、二、三次风速和风率是建立正常的炉内空气动力场和稳定燃烧的必要条件。若一次风速过高，则通过单位截面积的气流量将过大， 达到风粉混合物着火温度所需的吸热量就要多，因而达到着火所需的时间就延长，着火的稳定性也较差。但一次风速过低时，又会引起燃烧器喷口过热烧坏及煤粉管道堵粉等故障，因此，合适的一次风速对燃烧的稳定性起着重要的作用。我厂锅炉设计煤种为晋东南贫煤，设计的一次风速为24m/s，而实际燃烧的煤种为长治、鹤壁、陆安、平顶山和攸县等地的混煤，干燥无灰基挥发份Vr在20左右，根据此煤种一次风速应为30～35m/s，对2号炉的一次风速实际测量结果见表1。 从表1可以看出 ，绝大多数一次风速均在35m/s以上，明显偏高，且从火嘴出口处观察着火情况，发现着火距离均在200mm以上，着火距离偏大，这是造成着火及燃烧不稳定的一个重要因素。同时从表1还可以看出，各风管一次风速相差较大，也就是说各燃烧器出口的一次风还没有调平，这对四角切圆燃烧的稳定性是极不利的。3.2缺角或缺边燃烧 四角切圆燃烧的一个主要特点，就是一次风粉混合物射入炉内后，一方面卷吸炉内的高温烟气，同时受上游邻角扫过来的高温火焰的直接对冲，使着火条件优越，着火稳定性好，另外四角射流互相联系，互相影响。一方面加强了一次风和二次风的混合，强化了燃烧，同时使燃烧中的煤粉颗粒外面包着的外壳互受撞击，容易脱落，加快了煤粉粒内部燃烧，有利于煤粉的燃烬。 由于2号炉在运行过程中，经常出现给粉机频繁跳闸，严重时达10台次/班以上，有时一次联跳2～3台给粉机，这样就造成了缺角或缺边燃烧。从每次发生的炉膛负压波动造成保护动作跳闸的情况来看，绝大多数均存在缺角或缺边燃烧现象，特别是底层燃烧器的缺角或缺边燃烧，是造成炉内燃烧不稳定的主要原因之一。3.3煤质方面的影响 2号锅炉实际燃烧的煤质与设计煤种有较大差异，其煤质状况见表2。 由于实际燃烧的混合 煤混有部分无烟煤，虽然干燥无灰基挥发份较高，但灰分较多，发热量偏低，加上混配不均匀，因此，对稳定着火和燃烧产生了一定的影响。3.4给粉量不均匀 适当提高煤粉浓度是提高稳燃能力的重要措施之一，这是因为煤粉的输送浓度越大，一方面用来输送介质的热量就小，所需的着火热降低。另一方面着火区域的煤粉挥发份浓度会相应提高，使着火温度降低。 但在实际运行中发现，由于给粉机的实际转速与BTG盘和CRT上显示的转速不一致，加上每个给粉机的插板开度也不一致，使得每个燃烧器出口的煤粉浓度也就不一致，因此各燃烧器的着火情况就不一样，给粉量偏小的燃烧器，一次风速会增加，着火不稳定，严重时会造成局部灭火和爆燃，从而引起炉膛负压波动，出现突发MFT。3.5高炉煤气不能正常投运 为了充分利用武钢高炉煤气的富裕量，减少排放，降低成本，我厂锅炉与同类型的670t/h锅炉相比，一个明显的区别就是在锅炉底部设计了两层高炉煤气燃烧器，最大掺烧量可达1.5×105m3/h，整个炉膛比同类型锅炉高4m，而最下层煤粉燃烧器距冷灰斗的距离为4.5m，这与不掺烧高炉煤气的同类型锅炉相比明显偏大，因此在不投高炉煤气的情况下，即在全烧煤的工况下，就会造成锅炉底部温度偏低，对底层煤粉火嘴的着火和稳定燃烧均会造成不利影响。我厂2号炉于1998年11月首次投入高炉煤气运行，且断断续续，影响了锅炉的燃烧稳定性。3.6燃烧调整不及时 燃烧调整的好坏，直接关系到炉内燃烧的稳定性，运行人员应根据不同的负荷要求及时调整燃料量，同时要相应地调整送、引风量，以保证燃烧所需的最佳空气量；根据煤质的变化及着火情况，及时调整一、二次风配比及煤粉细度等，以保证炉内最佳燃烧工况。在实际运行中发现运行人员对燃烧调整不及时，主要体现在以下两个方面：(1)由于负荷的变化而增减燃料量时，为了保证炉膛负压一般只调整了引风量，而没有及时调整送风量。(2)煤质变化时，不能及时调整一、二次风的配比及煤粉细度等，这主要是由于入炉煤质化验的结果严重滞后，且只分析了挥发份，而没有及时分析热值等，不能及时指导运行人员的燃烧调整。4解决问题的对策4.1一次风速调平 通过冷态空气动力场试验和热态调整试验，对各个一次风出口风速进行标定与调平，同时为了加强日常运行监视与调整，对原采用的一次风监测静压表进行改造更换，新安装了4套PT4-Ⅱ型一次风速在线监测装置，使日常运行各一次风速均保持在30m/s左右。4.2彻底解决给粉机频繁跳闸问题 通过对给粉机解体清理，彻底解决给粉机卡、堵、跳等问题；对粉仓进行密封改造，防止粉仓进水及煤粉吸潮结块；对木屑分离器和煤粉筛进行改造和完善，提高其使用效果，并要求运行人员加强清理，以减少煤粉中的木屑等杂物；适当提高磨煤机出口温度，降低煤粉中的水分含量，使给粉机的工作状况得到改善 ；将给粉机的转速调节由滑差改为变频调速，解决给粉机频繁出现转速同步和卡跳；在锅炉运行中当多台给粉机跳闸造成缺角或缺边燃烧时，及时投油稳燃。4.3对给粉机转速重新校对 调整各个给粉机的插板开度使其保持一致，同时对给粉机的转速进行重新校对，使其实际转速与BTG盘和CRT上显示一致。4.4适当提高煤粉浓度，特别是底层煤粉浓度 保持下层给粉机转速在500r/min以上，同时对每层给粉机转速限定最低不能低于300r/min。4.5取消一次风压自动调节 由于一次风总风压是用改变二次风档板开度来调节的，在运行中发现炉膛负压与一、二次风压有关并相互影响，当一次风压投自动的情况下，炉膛负压与一、二次风压之间的波动存在相互叠加的可能，因此，取消一次风压的自动调节，改为手动调节，避免二次风档板随炉膛负压的波动而波动，对炉膛负压的稳定有好处。4.6投入高炉煤气正常运行 尽可能的多掺烧高炉煤气，以提高锅炉底部温度，同时在没有高炉煤气的情况下，应严密关闭高炉煤气层的二次风档板，减少锅炉底部漏风。4.7改善煤质状况 由于混煤的着火和稳燃主要取决于活性较好的煤，因而混煤中无烟煤的比例不能太大。通过化验分析，最后将无烟煤按20进行混配。4.8提高运行人员燃烧调整的及时性 当炉内燃料改变时应相应地调整送、引风量，当煤质变化时，及时调整一、二次风量的配比。为此，将入炉煤取样选在细粉分离器下进粉仓入口处，并提高入炉煤质化验的及时性，同时增加入炉煤的发热量指标化验，以便及时指导运行人员的燃烧调整。 通过以上8项措施的逐项落实，从1999年6月起，经过2年的实践检验，仅发生过一次因燃烧不稳定而出现的MFT，大大提高了机组的安全运行水平。
