煤粉燃燒安全問題的研究

煤粉燃燒安全問題的研究

1改煤對(duì)鍋爐安全運(yùn)行的影響1.1燒不穩(wěn)定驗(yàn)算如果煤中蒸發(fā)的含量越低，所需的火溫度越高，煤粉就越難燃燒。因此，煤粉燃燒前的準(zhǔn)備階段是不夠的，燃燒是不穩(wěn)定的。其次,為滿足負(fù)荷需要,相應(yīng)的給粉機(jī)要在原來額定出力下,加大轉(zhuǎn)速,滿足負(fù)荷的需要,而長(zhǎng)時(shí)間的高轉(zhuǎn)速、超額定出力運(yùn)行,在一次風(fēng)壓增加受到限制的情況下,一次風(fēng)管內(nèi)易出現(xiàn)積粉,具體表現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)的情況就是來粉忽多忽少,導(dǎo)致爐膛負(fù)壓大幅度波動(dòng),尤其是在一次風(fēng)管瞬間被吹通的情況下容易導(dǎo)致鍋爐正壓滅火。1.2鍋爐燃燒不穩(wěn),發(fā)生鍋爐滅火的原因當(dāng)燃煤發(fā)熱量低時(shí),為滿足負(fù)荷需要,相應(yīng)的給粉機(jī)要在原來額定出力下,加大轉(zhuǎn)速,滿足負(fù)荷的需要,而長(zhǎng)時(shí)間的高轉(zhuǎn)速、超額定出力運(yùn)行,變頻給粉機(jī)電機(jī)容易過熱,導(dǎo)致跳閘頻繁(就地對(duì)其盤車,未有卡死現(xiàn)象,沉重),造成鍋爐燃燒不穩(wěn),極易發(fā)生鍋爐滅火。1.3沖灰水的影響隨著燃煤發(fā)熱量降低,鍋爐排灰量,灰分增大將會(huì)導(dǎo)致灰水濃度增大,鍋爐排灰量增大。原設(shè)計(jì)的一臺(tái)灰渣泵的額定出力不能滿足需要,灰池高水位運(yùn)行,引起灰溝不暢,甚至堵塞。為防止堵溝,一方面需要加大沖灰水量;另一方面,需要間斷運(yùn)轉(zhuǎn)另一臺(tái)灰渣泵,導(dǎo)致備用設(shè)備消缺、檢修困難,系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性差,給安全運(yùn)行帶來困難。1.4不安全事件頻繁長(zhǎng)期燃用低發(fā)熱量煤時(shí),由于煙氣量、飛灰含量增加,鍋爐的省煤器、過熱器、再熱器、空氣預(yù)熱器等四管磨損加劇,受熱面管壁變薄,運(yùn)行周期短,漏泄、爆管等不安全情況頻繁。同時(shí)飛灰含量增加,還會(huì)使吸風(fēng)機(jī)工作條件變得惡劣,葉片磨損加劇,出現(xiàn)磨煤機(jī)掉鋼夾、排粉機(jī)葉輪磨損振動(dòng)大等缺陷,直接威脅鍋爐安全運(yùn)行。2煤炭質(zhì)量惡化對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響2.1低溫區(qū)燃灰。煤粉不易燃盡,飛灰可燃物含量大。煤粉不易燃盡,煤粉不易燃盡,煤粉不易燃盡。煤粉不易燃盡,煤粉不易燃盡,煤粉不易燃盡,煤粉不易燃盡。煤粉不易燃盡,煤粉不易燃盡。煤粉不易燃盡,煤粉不易燃盡燃用低揮發(fā)分的煤時(shí),在燃燒初期階段,由于揮發(fā)分不能很快析出,著火點(diǎn)推后,燃燒不穩(wěn)定,而燃盡階段時(shí)間加長(zhǎng),而且又處于低溫區(qū),煤粉不易燃盡,飛灰可燃物含量增大。其次,由于煤質(zhì)揮發(fā)分、發(fā)熱量低,在額定負(fù)荷運(yùn)行情況下,勢(shì)必加大給粉量,而鍋爐風(fēng)機(jī)的富裕量偏小,經(jīng)常出現(xiàn)燃燒缺風(fēng),導(dǎo)致燃燒不完全損失增加、排煙損失增加,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致鍋爐無法帶足額定出力,安全方面還容易出現(xiàn)鍋爐的二次燃燒,經(jīng)濟(jì)性、安全性大幅下降。2.2燃用低業(yè)務(wù)燃用低揮發(fā)分的煤時(shí),一方面由于著火點(diǎn)推遲,燃燒不穩(wěn)定,需要助燃燒油;另一方面,低負(fù)荷期間,由于爐膛溫度低,使著火更加困難,為確保燃燒穩(wěn)定,必須助燃燒油,所以燃用低揮發(fā)分的煤時(shí),無論是在滿負(fù)荷工況或者低負(fù)荷工況,燃燒不穩(wěn)的問題始終存在。這樣,鍋爐助燃燒油量居高不下,經(jīng)濟(jì)性差。2.3制粉系統(tǒng)指標(biāo)燃用低發(fā)熱量煤時(shí),由于燃燒所需的煤粉量大幅增加,粉倉(cāng)粉位難以維持,在相同負(fù)荷下需要運(yùn)行的制粉系統(tǒng)將會(huì)增加,粉倉(cāng)粉位不但不能維持反而會(huì)降低,主要原因是原煤的揮發(fā)分低,可磨性系數(shù)下降,制粉系統(tǒng)的回粉率升高,出力下降,導(dǎo)致制粉耗電大幅上升,連鎖帶來負(fù)面影響是制粉系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間增加或磨煤機(jī)投入臺(tái)數(shù)增加,吸風(fēng)機(jī)耗電也大幅攀升,鍋爐側(cè)廠用電率升高。2.4灰渣溝高水位運(yùn)行,導(dǎo)致水壓降低,降低灰壓煤質(zhì)變差,除灰系統(tǒng)由于灰水濃度大(由以前的50%增加到80%,)造成灰泵出力不足,整條溝水滿灰溢,灰渣溝長(zhǎng)時(shí)間高水位運(yùn)行,嚴(yán)重威脅設(shè)備安全,雖經(jīng)人力清挖,架設(shè)消防水帶,提高沖灰水壓,但收效甚微。尤其是提高沖灰水壓力、架設(shè)消防水帶后,灰水量增大,增加了灰泵運(yùn)行的臺(tái)數(shù),既浪費(fèi)了水源,又增加了除灰電耗;同時(shí)由于沖灰水量增大導(dǎo)致灰場(chǎng)灰渣混除灰水排放不及,大量灰水溢流至河流,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。3鍋爐燃燒穩(wěn)定的有效對(duì)策綜上所述,燃用劣質(zhì)煤時(shí),不僅嚴(yán)重威脅鍋爐安全運(yùn)行,而且在經(jīng)濟(jì)性方面,也有諸多的不利影響,為在現(xiàn)有市場(chǎng)條件、設(shè)備、人員的情況下,確保鍋爐燃燒穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,針對(duì)上述存在的問題,立足實(shí)際,轉(zhuǎn)變觀念,采取如下措施:加大對(duì)設(shè)備整改,提高人員技術(shù)素質(zhì),經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、改進(jìn),一年來,取得明顯成果,主要是從下列幾個(gè)方面進(jìn)行:3.1燃煤質(zhì)量差,導(dǎo)致鍋爐頻繁滅火,造成鍋爐運(yùn)行不平衡,存在一些重要的安從2003年8月開始,我公司鍋爐已逐漸出現(xiàn)燃煤煤質(zhì)惡化的趨勢(shì),燃料灰分從30%增加到48%,最大曾達(dá)到56%,發(fā)熱量最低至10860kJ/kg,尤其是在煤種由好煤突變?yōu)榱淤|(zhì)煤時(shí)鍋爐頻繁發(fā)生滅火。稍有處理不當(dāng)或其它操作失誤極易造成事故擴(kuò)大,如鍋爐滿水、掉汽溫等惡性重大事故的發(fā)生,造成重大經(jīng)濟(jì)損失。為了在短期內(nèi)扭轉(zhuǎn)這一局面,解決燃煤質(zhì)量差對(duì)鍋爐安全運(yùn)行造成的影響,針對(duì)各爐組發(fā)生的滅火現(xiàn)象、運(yùn)行方式、啟停操作以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、記錄曲線進(jìn)行對(duì)照分析,經(jīng)過多次深入現(xiàn)場(chǎng)觀察弄清了因燃煤變化導(dǎo)致鍋爐頻繁滅火的原因。(1)煤質(zhì)差時(shí)為滿足負(fù)荷的需要,給粉機(jī)連續(xù)大轉(zhuǎn)速長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,在一次風(fēng)壓增加受到限制的情況下,一次風(fēng)管內(nèi)積粉,忽多忽少,尤其是在瞬間吹通情況下容易導(dǎo)致鍋爐滅火。(2)煤質(zhì)差時(shí)耗煤量比正常工況下增加近1/4,而原給粉機(jī)電機(jī)功率是按標(biāo)準(zhǔn)煤設(shè)計(jì)出力計(jì)算的,煤質(zhì)變差時(shí)一直長(zhǎng)時(shí)間在大負(fù)荷下運(yùn)行,電機(jī)過熱頻繁跳閘,導(dǎo)致來粉中斷。(3)燃煤灰分大,滅火保護(hù)火檢探頭積灰清理不及時(shí),判斷不準(zhǔn)確,導(dǎo)致火檢動(dòng)作。(4)運(yùn)行人員調(diào)整不及時(shí)或調(diào)整不當(dāng)。3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析3.2.1煤質(zhì)差時(shí),鍋爐燃燒首先第一反映是主汽壓力難以維持,給粉機(jī)轉(zhuǎn)速比相同負(fù)荷工況下有明顯增長(zhǎng)現(xiàn)象,一次風(fēng)壓大幅度擺動(dòng)或給粉機(jī)電流隨爐膛負(fù)壓大幅度波動(dòng),壓力忽高忽低,同時(shí),加大一次風(fēng)量提高一次風(fēng)速,避免積粉,若出現(xiàn)此類現(xiàn)象,應(yīng)立即聯(lián)系值長(zhǎng),壓低機(jī)組負(fù)荷,將來粉不穩(wěn)的給粉機(jī)停運(yùn),投入該角小油槍穩(wěn)燃,待主汽壓力回升,爐膛負(fù)壓穩(wěn)定后,再將停運(yùn)吹通的一次風(fēng)管投入運(yùn)行。3.2.2根據(jù)現(xiàn)狀,來粉中斷有3種情況:(1)給粉機(jī)對(duì)輪斷銷子;(2)給粉機(jī)電機(jī)過負(fù)荷跳閘;(3)來粉過多、煤粉結(jié)塊或蓬粉等現(xiàn)象。前兩種原因,均為給粉機(jī)電機(jī)超過設(shè)計(jì)出力運(yùn)行,電機(jī)過熱(就地測(cè)量跳閘外殼溫度達(dá)80℃)導(dǎo)致給粉機(jī)電機(jī)跳閘。為確定這一因素是否正確,我們采用將原經(jīng)常容易跳閘的上排對(duì)角兩給粉機(jī)2.2kW的電機(jī)全部改為3.0kW。經(jīng)過10天時(shí)間觀察,在負(fù)荷相同、煤質(zhì)相同、給粉機(jī)轉(zhuǎn)速比原相同負(fù)荷大的情況下,再未出現(xiàn)頻繁跳閘現(xiàn)象。針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,果斷將其余10臺(tái)給粉機(jī)電機(jī)全部改為3.0kW,徹底解決了給粉機(jī)頻繁跳閘的現(xiàn)象,大幅度減少了因給粉中斷造成的限負(fù)荷,以及因來粉中斷導(dǎo)致的燃燒不穩(wěn)造成的助燃燒油量,排除了鍋爐滅火誘因,取得了相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)效益。3.2.3滅火保護(hù)火檢動(dòng)作的防止。13次鍋爐滅火中,滅火保護(hù)火檢動(dòng)作占3次,在燃煤灰分特別大,滅火保護(hù)火檢不穩(wěn)的情況下,及時(shí)投入小油槍助燃。但這種運(yùn)行方式極不經(jīng)濟(jì),主要原因就是助燃燒油量偏大,實(shí)際運(yùn)行工況也不需要太大的油槍出力,通過摸索,采用將原點(diǎn)火小油槍出力由600kg/h降為200～300kg/h,作為平常運(yùn)行助燃、引燃的一種輔助調(diào)節(jié),以盡量減少燒油,爐組啟動(dòng)過程中,再將原油槍槍頭更換為600kg/h,正常運(yùn)行后聯(lián)系檢修更換為200～300kg/h,取得良好效果。3.2.4燃煤煤質(zhì)差時(shí),一方面,積極聯(lián)系燃料公司,提前了解掌握煤種變化趨勢(shì);另一方面,爐前配煤,即3套制粉系統(tǒng)其中一套制粉系統(tǒng)始終保留一倉(cāng)好煤,遇煤質(zhì)差時(shí),啟動(dòng)此套制粉系統(tǒng)進(jìn)行爐前配粉。3.2.5制訂接班前后30min兩人監(jiān)盤的措施;同時(shí)要求運(yùn)行人員調(diào)整好自己的作息時(shí)間,保證夜間上班期間精力充沛。當(dāng)班期間作好防止煤質(zhì)突變的防范措施,避免減少了這一時(shí)段的滅火。3.3經(jīng)濟(jì)性差,灰水系統(tǒng)溢流以上僅是煤質(zhì)變差給鍋爐安全運(yùn)行造成的影響,其連鎖反應(yīng)帶來的負(fù)面影響是鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差。主要表現(xiàn)在:助燃燒油量大幅上升,鍋爐效率下降,廠用電率升高,出力達(dá)不到額定負(fù)荷,其次灰水濃度大后,頻發(fā)堵溝,水灰堵管,灰水系統(tǒng)的溢流給環(huán)保方面帶來巨大壓力。為解決以上問題,在燒低揮發(fā)分煤時(shí),采取了以下對(duì)策:3.3.1小油槍助燃當(dāng)燃煤灰分特別大,滅火保護(hù)火檢不穩(wěn)的情況下,為確保爐燃燒穩(wěn)定不發(fā)生滅火,一般情況下必須投入小油槍助燃。但這一種運(yùn)行方式極不經(jīng)濟(jì),主要原因就是助燃燒油量偏大,而實(shí)際運(yùn)行工況也不需要太大的油槍出力。通過摸索,我們采用將原點(diǎn)火小油槍出力由600kg/h降為200～300kg/h,取得良好效果。3.3.2提高爐粉總體出力解決方案主要制粉系統(tǒng)的出力達(dá)不到滿負(fù)荷的需要,主要是制粉系統(tǒng)的排粉機(jī)原設(shè)計(jì)參數(shù)按標(biāo)煤設(shè)計(jì),而現(xiàn)在實(shí)際情況是混煤,煤矸石太多,煤難砸,比重大,進(jìn)入制粉系統(tǒng)后,原排粉機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)風(fēng)速就顯得偏小,將煤粉從磨煤機(jī)里帶不出去,粗粉分離器回粉量大,導(dǎo)致爐粉位跟不上負(fù)荷的需求,造成爐出力受到限制。采取措施:將原排粉機(jī)M6-30改為M6-31№18D,風(fēng)量由65000m3/h變?yōu)?5100m3/h,解決了爐粉位達(dá)不到滿負(fù)荷的需要。以上是在實(shí)際工作中,對(duì)鍋爐燃煤變差后,在鍋爐燃燒調(diào)整最困難的時(shí)候,采取的一些實(shí)際措施。其中,灰溝改造的設(shè)想,投資不足多,就徹