廈門嵩嶼電廠一期工程2×300MW機組的鍋爐是上海鍋爐廠采用美國燃燒工程公司(CE)技術(shù)設(shè)計制造的亞臨界壓力、一次再熱控制循環(huán)鍋爐。該爐采用中速磨煤吹灰制粉系統(tǒng),四角切向燃燒,單爐膛倒U型露天布置,全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)。平衡通風,固態(tài)排渣。設(shè)計燃料為晉北煙煤。燃燒器為WR型,即寬調(diào)節(jié)比四角煤粉燃燒器。煤粉噴嘴自下而上分為A、B、C、D、E共5層,鍋爐四角上共布置安裝了20只煤粉噴嘴。
考慮到運行中煤質(zhì)經(jīng)常變化及爐膛水冷壁經(jīng)常結(jié)焦,1,2號爐分別于2000年前后的機組中修時對各自的燃燒器進行了改造。主要是針對原一、二次風所形成的稍微偏大的假想切圓進行適度改小。
改造后1,2號爐水冷壁結(jié)焦現(xiàn)象大大減少,但還是發(fā)生了幾次粉管燒紅、燃燒器燒損事故。據(jù)分析,除制粉系統(tǒng)里有雷管、木料等因素外,還有以下幾個因素。
1 事故原因分析
1.1 燃燒器出口一、二次風風速相差過大
燃燒器出口一、二次風風速相差過大,造成一次風噴嘴卷吸力過大,引起煤粉提前著火。特別是在低負荷時,某臺給煤機的給煤率仍然較大,但運行人員為了保持風箱一定的差壓△P,常關(guān)其相鄰的輔助風門以提高△P,這樣就導致二次風風速減小,一次風風速加大,卷吸能力相對加強,造成熱煙氣提前加熱煤粉,使煤粉提前著火。
1.2 煤的揮發(fā)分較高
煤的揮發(fā)分高時,因其易燃成份含量較高,常使煤粉的著火點提前。在磨出口溫度經(jīng)??刂圃?0℃左右的情況下,使用揮發(fā)分較高的煤就易出現(xiàn)煤粉的爆燃。如果運行人員沒有及時發(fā)現(xiàn),煤粉管或燃燒器就很容易被燒紅,造成運行事故。
1.3 煤粉管路上積粉
在磨煤機出口處的環(huán)形凹槽以及從磨煤機出口到燃燒器管路上的彎管處、接頭處都易積粉。不管是運行或停止,那些沉積下來的煤粉長期和熱風接觸,易發(fā)生煤粉的自燃和爆炸。特別是在煤粉揮發(fā)分高、濃度適宜、含氧量高、溫度較高等情況下,煤粉爆燃就特別容易發(fā)生。
1.4 二次風門實際開度與CRT上的顯示不一致
在2號爐3號角C層燃燒器燒壞后的風門開度檢查中發(fā)現(xiàn),有很多風門的實際開度與CRT(中心控制電視,下同)上顯示的開度相差很大。在低負荷運行時,由于燃燒總風量較小,風箱與爐膛差壓也就只有0.2 kPa,遠小于低報警值0.4 kPa。但在CRT上顯示的風門開度也已關(guān)得相當小,運行人員為了維持爐膛差壓,同時又要顧及鍋爐排煙溫度以提高機組的經(jīng)濟性,就常關(guān)小輔助風門,這樣就易造成一次風卷吸的加強而冷卻風量反而減少,也就可能造成燃燒器的損壞。
1.5 一次風風速小至煤粉易自燃的范圍
在燃燒器改造的同時,調(diào)整了磨煤機出口折向檔板的開度,使改造后同負荷情況下的一次風壓高了2 kPa,給運行人員的調(diào)整帶來困難。過去在低負荷時,一次風壓在低報警值左右就能很好運行,現(xiàn)在運行人員即使將一次風壓提高了1.5 kPa(有時還以為偏高),實際一次風量還是比設(shè)計所需的風量小,煤粉流速也相應(yīng)減小,而且很快就小至煤粉易爆燃的流速范圍內(nèi)。自2000年中開始,由于嵩嶼電廠單機負荷經(jīng)常只有150 MW甚至更低,這樣磨煤機出口后的煤粉流速常處于爆燃危險區(qū)域,使燃燒器或者粉管燒損的可能性大大增加。
2 防止事故措施
針對上述情況,采取了以下運行措施:
(1) 校驗爐膛所有二次風門的CRT顯示與現(xiàn)場的實際開度,加強運行人員操作的有效性。
(2) 嚴格控制磨煤機出口溫度,特別是在使用高揮發(fā)分的煤時。當煤的揮發(fā)分達30%時,將磨煤機出口溫度控制在75℃,當煤的揮發(fā)分達29%時,將磨煤機出口溫度控制在77℃以下,同時加強石子煤的排放。
(3) 大修時間對磨煤機粉管上可能積粉的凹槽及階梯處進行改造 ,使輸粉管路盡量滑順,以減少積粉。
(4) 實際運行時要求輔助風量不能過小,特別是在低負荷時,某臺磨煤機的給煤率仍然較大,其相鄰的輔助風不能太小。當風箱與爐膛差壓△P偏小時,不能以關(guān)小風門來提高△P,而應(yīng)開大送風機動葉開度,適當提高送風量。
(5) 當單臺制粉給煤率小于50%時, 控制磨煤機入口風量大于19 m3/s。當單臺制粉給煤率大于50%時,則控制磨煤機入口風量在20~24 m3/s之間。這樣就可以保證一次風風速避開易自燃的流速區(qū),同時加強燃燒器出口的冷卻。
半年來的實踐證明,通過以上幾種措施,效果很好,2臺爐的制粉系統(tǒng)及燃燒系統(tǒng)均保持了相對安全、穩(wěn)定運行,再也沒發(fā)生類似事件。
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