关于锅炉遮焰角上部落灰对燃烧影响的探讨

锅炉运行中在工况稳定时有时会突然出现燃烧恶化甚至灭火，根据我多年的运行观察和分析，我认为其主要原因是锅炉遮焰角上部落灰所造成的。对于锅炉遮焰角上部落灰对燃烧的影响可能还是一个新的课题，希望在这里和同行进行广泛的探讨，更希望在这里能听到反对意见，以拓宽我对该工况的探讨思路。
3 I( i4 y0 c$ w& l  z; B锅炉炉膛上部的遮焰角与水平烟道直接相连接，其水平烟道底部和遮焰角上部共同呈30--40℃向炉膛倾斜。在运行中当遮焰角上部的积灰达到堆积极限，这时堆积的积灰如受到炉内压力及气流的干扰，其遮焰角前部的积灰就可能大量的向炉内垮落。因炉内煤粉的燃烧主要依靠上下流煤粉气流和煤粉之间的相互传热来维持燃烧的，而从遮焰角落入炉内的大量积灰随着下落会逐渐扩散，扩散的落灰在下落过程中很有可能屏蔽煤火检的正常检测，并隔离或者屏蔽上下流煤粉气流和煤粉之间的相互传热，当正常上下流煤粉气流和燃烧的煤粉在传热突然受阻时会导致燃烧恶化或灭火。
6 B9 R1 W9 U& {$ ?6 M7 P一.例证1 @9 ~6 X* Z. |
如某厂300MW机，锅炉为中储式四角喷燃煤粉炉。当时锅炉运行稳定，负荷280MW。监盘司炉发现煤火检闪动时立即投油稳燃，在投油的同时锅炉发生灭火，灭火首发原因“全炉无火”。
% w3 b( _9 H+ A7 R‘ l1.灭火后查事故追忆记录：从火检闪动到发“全炉无火”仅2秒钟时间。+ n: c‘ i" F& W) y
2.查灭火前运行记录：锅炉主要参数和与燃烧有关的参数均稳定正常，但在锅炉灭火前炉膛压力有微正压现象。
0 X2 r$ A4 V6 a( Y& ~( |3.查锅炉相关保护：均无误动记录。
% q7 L- k, C! B; a4 Z7 J1 }4.询问司炉：在灭火前没有任何影响燃烧的操作。/ s% e1 f1 v; m8 F7 d
5.查炉前煤质：21.23MJ/KG，正常（设计煤种：20.53 MJ/KG）& l% K( Y0 m* I. i
6.经分析，我认为本次灭火是锅炉遮焰角上部大量落灰引起炉内燃烧恶化导致灭火。4 T2 M6 E‘ l, F7 a9 q
二.反例证  y0 n  d9 d+ a; W1 b8 \
我这里所说的反例证是要说明锅炉在正常运行中如风粉配合得当，锅炉的灭火是不容易发生的。! M6 h4 H, X& {, U
比如多台给粉机同跳: ]7 G) g$ J‘ N: t3 G
多台给粉机同跳可能很多司炉在监盘时都遇到过，但多台给粉机同跳时如司炉处理的及时得当不一定导致锅炉灭火。
4 [1 Z2 [1 z1 Z; I9 g72年我当班长时曾遇到一次典型的多台给粉机同跳事故，该炉为东德EKM—200T/H锅炉，为四层四角喷燃，共16台给粉机。当时机负荷46MW，投13台给粉机运行。事故发生时司炉只发现汽压下降，他立即启动了3台备用给粉机并增加给粉机转速，但他根本就没有发现下两层给粉机共8台已全部跳掉，在整个处理过程中他竟然油枪都没有投入，但锅炉并没有灭火。+ y& M) A# z5 r
通过这个典型的事例几十年来我一直在思考，锅炉在燃烧稳定或大负荷时的突然发生灭火的真正诱因到底在那里？是不是遮焰角上部落灰造成的？请同行讨论。# m. ~$
防止锅炉灭火
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元旦过后二期使用的锅炉燃煤发生巨大的变化。使用的主要是江西煤。江西煤最大的特点是煤质极其不稳定。发热量只有15000KJ/Kg左右，挥发份低的时候达4%，灰份可达46%，含碳量只有43%。对这种不稳定的煤质，我们运行人员感到锅炉燃烧很不好烧。运行监盘压力很大。
+ x‘ a- h5 Z$ N3 n. f: o  [1月4日我值#4机5：17出现锅炉垮大灰（D1油枪运行），我们立即投入5支油枪，火焰监视屏幕还是四个角全部变黑，持续时间达10秒。锅炉燃烧恢复稳定。这在以前的垮灰过程中是不曾出现过的。中班晚班#3、#4机各出现几次同样的情况。5 i( C$ A" K, [; }6 u
防止锅炉灭火已成为当前机组运行的重中之重。: D8 {" v; D2 W
为此我们可采取多种手段防止锅炉灭火。首先在锅炉燃烧调整方面采取低风量、低一次风压、多投火嘴的方法。其次是进行风门档板的调整，如将双旋风筒乏气档板开大（现在50%开度），将一次风煤粉进行更大的浓缩，降低着火热，使煤粉气流着火提前。适当提升消旋叶片的格数，增加煤粉气流卷吸烟气热量的能力，使煤粉气流着火提前。开大各磨煤机旁路挡板开度，提高磨煤机出口温度。还可以采取进行磨组“三项”清理和加钢球，保证出粉正常和煤粉细度。煤控进行好煤种掺烧。3 @* x9 ~4 l/ M
更重要的是一定要进行锅炉折焰角处的吹灰。此处积灰对锅炉的影响是显而易见的。在煤质良好的情况下，此处吹灰也可以引起至少两个角黑角（单边吹）。在现在燃烧情况不稳定情况下，本来就堆积巨大的积灰遇到平衡打破，极有可能将锅炉火焰瞬间压灭。为此5日早班我们接班后在#4机进行了有目的的吹灰。锅炉燃烧稳定，点5支油枪，进行单边单支吹灰。共吹了靠近折焰角斜坡面的IK01、 IK02、 IK07 、IK08、 IK11、 IK12 六支枪。使用结果表明，吹灰效果明显。本班未发生垮灰现象。我们进行此项工作的主要目的，就是把未知垮灰时间（一定时间内肯定会发生的）的垮灰变成有准备的垮灰。起到将风险最大的部分变成可控风险的作用，达到了防止锅炉灭火发生的目的。6 \9 L; `2 y+ s+ x- X) [( |* K" F
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在接着的运行实践中,采取以上方法再没有出现锅炉折焰角跨灰影响安全运行的事件.
您分析的很有道理，我表示认同。
8 N! d( V7 k" n随着煤炭市场的变化，很多厂的锅炉在不同程度的燃用低发热量煤质，低发热量煤质中的灰份又远远的大于设计灰份，在运行中使锅炉中烟气含灰量增加，而锅炉水平烟道中的烟气本身就是气固两项流状态，在烟气流速不变的工况下气固两项流中的固体就会加速沉降，这可能就是有部分电厂锅炉频繁发生遮焰角落灰的主要原因。% F‘ b! _6 E# r2 T! l
每次遮焰角落灰的部位，灰量及落灰的持续时间都不仅相同，所以每次遮焰角落灰对炉内燃烧的影响也不相同。以我多年的观察，贵厂这次的炉内燃烧工况变化是一种持续时间较长的中小灰量连续落灰所引起的燃烧恶化。