煤粉燃烧安全问题的研究

煤粉燃烧安全问题的研究

1改煤对锅炉安全运行的影响1.1烧不稳定验算如果煤中蒸发的含量越低，所需的火温度越高，煤粉就越难燃烧。因此，煤粉燃烧前的准备阶段是不够的，燃烧是不稳定的。其次,为满足负荷需要,相应的给粉机要在原来额定出力下,加大转速,满足负荷的需要,而长时间的高转速、超额定出力运行,在一次风压增加受到限制的情况下,一次风管内易出现积粉,具体表现在现场的情况就是来粉忽多忽少,导致炉膛负压大幅度波动,尤其是在一次风管瞬间被吹通的情况下容易导致锅炉正压灭火。1.2锅炉燃烧不稳,发生锅炉灭火的原因当燃煤发热量低时,为满足负荷需要,相应的给粉机要在原来额定出力下,加大转速,满足负荷的需要,而长时间的高转速、超额定出力运行,变频给粉机电机容易过热,导致跳闸频繁(就地对其盘车,未有卡死现象,沉重),造成锅炉燃烧不稳,极易发生锅炉灭火。1.3冲灰水的影响随着燃煤发热量降低,锅炉排灰量,灰分增大将会导致灰水浓度增大,锅炉排灰量增大。原设计的一台灰渣泵的额定出力不能满足需要,灰池高水位运行,引起灰沟不畅,甚至堵塞。为防止堵沟,一方面需要加大冲灰水量;另一方面,需要间断运转另一台灰渣泵,导致备用设备消缺、检修困难,系统运行的可靠性差,给安全运行带来困难。1.4不安全事件频繁长期燃用低发热量煤时,由于烟气量、飞灰含量增加,锅炉的省煤器、过热器、再热器、空气预热器等四管磨损加剧,受热面管壁变薄,运行周期短,漏泄、爆管等不安全情况频繁。同时飞灰含量增加,还会使吸风机工作条件变得恶劣,叶片磨损加剧,出现磨煤机掉钢夹、排粉机叶轮磨损振动大等缺陷,直接威胁锅炉安全运行。2煤炭质量恶化对锅炉运行的影响2.1低温区燃灰。煤粉不易燃尽,飞灰可燃物含量大。煤粉不易燃尽,煤粉不易燃尽,煤粉不易燃尽。煤粉不易燃尽,煤粉不易燃尽,煤粉不易燃尽,煤粉不易燃尽。煤粉不易燃尽,煤粉不易燃尽。煤粉不易燃尽,煤粉不易燃尽燃用低挥发分的煤时,在燃烧初期阶段,由于挥发分不能很快析出,着火点推后,燃烧不稳定,而燃尽阶段时间加长,而且又处于低温区,煤粉不易燃尽,飞灰可燃物含量增大。其次,由于煤质挥发分、发热量低,在额定负荷运行情况下,势必加大给粉量,而锅炉风机的富裕量偏小,经常出现燃烧缺风,导致燃烧不完全损失增加、排烟损失增加,严重时导致锅炉无法带足额定出力,安全方面还容易出现锅炉的二次燃烧,经济性、安全性大幅下降。2.2燃用低业务燃用低挥发分的煤时,一方面由于着火点推迟,燃烧不稳定,需要助燃烧油;另一方面,低负荷期间,由于炉膛温度低,使着火更加困难,为确保燃烧稳定,必须助燃烧油,所以燃用低挥发分的煤时,无论是在满负荷工况或者低负荷工况,燃烧不稳的问题始终存在。这样,锅炉助燃烧油量居高不下,经济性差。2.3制粉系统指标燃用低发热量煤时,由于燃烧所需的煤粉量大幅增加,粉仓粉位难以维持,在相同负荷下需要运行的制粉系统将会增加,粉仓粉位不但不能维持反而会降低,主要原因是原煤的挥发分低,可磨性系数下降,制粉系统的回粉率升高,出力下降,导致制粉耗电大幅上升,连锁带来负面影响是制粉系统运行时间增加或磨煤机投入台数增加,吸风机耗电也大幅攀升,锅炉侧厂用电率升高。2.4灰渣沟高水位运行,导致水压降低,降低灰压煤质变差,除灰系统由于灰水浓度大(由以前的50%增加到80%,)造成灰泵出力不足,整条沟水满灰溢,灰渣沟长时间高水位运行,严重威胁设备安全,虽经人力清挖,架设消防水带,提高冲灰水压,但收效甚微。尤其是提高冲灰水压力、架设消防水带后,灰水量增大,增加了灰泵运行的台数,既浪费了水源,又增加了除灰电耗;同时由于冲灰水量增大导致灰场灰渣混除灰水排放不及,大量灰水溢流至河流,造成严重的环境污染。3锅炉燃烧稳定的有效对策综上所述,燃用劣质煤时,不仅严重威胁锅炉安全运行,而且在经济性方面,也有诸多的不利影响,为在现有市场条件、设备、人员的情况下,确保锅炉燃烧稳定、经济运行,针对上述存在的问题,立足实际,转变观念,采取如下措施:加大对设备整改,提高人员技术素质,经现场试验、改进,一年来,取得明显成果,主要是从下列几个方面进行:3.1燃煤质量差,导致锅炉频繁灭火,造成锅炉运行不平衡,存在一些重要的安从2003年8月开始,我公司锅炉已逐渐出现燃煤煤质恶化的趋势,燃料灰分从30%增加到48%,最大曾达到56%,发热量最低至10860kJ/kg,尤其是在煤种由好煤突变为劣质煤时锅炉频繁发生灭火。稍有处理不当或其它操作失误极易造成事故扩大,如锅炉满水、掉汽温等恶性重大事故的发生,造成重大经济损失。为了在短期内扭转这一局面,解决燃煤质量差对锅炉安全运行造成的影响,针对各炉组发生的灭火现象、运行方式、启停操作以及实时数据、记录曲线进行对照分析,经过多次深入现场观察弄清了因燃煤变化导致锅炉频繁灭火的原因。(1)煤质差时为满足负荷的需要,给粉机连续大转速长时间运行,在一次风压增加受到限制的情况下,一次风管内积粉,忽多忽少,尤其是在瞬间吹通情况下容易导致锅炉灭火。(2)煤质差时耗煤量比正常工况下增加近1/4,而原给粉机电机功率是按标准煤设计出力计算的,煤质变差时一直长时间在大负荷下运行,电机过热频繁跳闸,导致来粉中断。(3)燃煤灰分大,灭火保护火检探头积灰清理不及时,判断不准确,导致火检动作。(4)运行人员调整不及时或调整不当。3.2实验结果分析3.2.1煤质差时,锅炉燃烧首先第一反映是主汽压力难以维持,给粉机转速比相同负荷工况下有明显增长现象,一次风压大幅度摆动或给粉机电流随炉膛负压大幅度波动,压力忽高忽低,同时,加大一次风量提高一次风速,避免积粉,若出现此类现象,应立即联系值长,压低机组负荷,将来粉不稳的给粉机停运,投入该角小油枪稳燃,待主汽压力回升,炉膛负压稳定后,再将停运吹通的一次风管投入运行。3.2.2根据现状,来粉中断有3种情况:(1)给粉机对轮断销子;(2)给粉机电机过负荷跳闸;(3)来粉过多、煤粉结块或蓬粉等现象。前两种原因,均为给粉机电机超过设计出力运行,电机过热(就地测量跳闸外壳温度达80℃)导致给粉机电机跳闸。为确定这一因素是否正确,我们采用将原经常容易跳闸的上排对角两给粉机2.2kW的电机全部改为3.0kW。经过10天时间观察,在负荷相同、煤质相同、给粉机转速比原相同负荷大的情况下,再未出现频繁跳闸现象。针对实验结果,果断将其余10台给粉机电机全部改为3.0kW,彻底解决了给粉机频繁跳闸的现象,大幅度减少了因给粉中断造成的限负荷,以及因来粉中断导致的燃烧不稳造成的助燃烧油量,排除了锅炉灭火诱因,取得了相当大的经济效益。3.2.3灭火保护火检动作的防止。13次锅炉灭火中,灭火保护火检动作占3次,在燃煤灰分特别大,灭火保护火检不稳的情况下,及时投入小油枪助燃。但这种运行方式极不经济,主要原因就是助燃烧油量偏大,实际运行工况也不需要太大的油枪出力,通过摸索,采用将原点火小油枪出力由600kg/h降为200～300kg/h,作为平常运行助燃、引燃的一种辅助调节,以尽量减少烧油,炉组启动过程中,再将原油枪枪头更换为600kg/h,正常运行后联系检修更换为200～300kg/h,取得良好效果。3.2.4燃煤煤质差时,一方面,积极联系燃料公司,提前了解掌握煤种变化趋势;另一方面,炉前配煤,即3套制粉系统其中一套制粉系统始终保留一仓好煤,遇煤质差时,启动此套制粉系统进行炉前配粉。3.2.5制订接班前后30min两人监盘的措施;同时要求运行人员调整好自己的作息时间,保证夜间上班期间精力充沛。当班期间作好防止煤质突变的防范措施,避免减少了这一时段的灭火。3.3经济性差,灰水系统溢流以上仅是煤质变差给锅炉安全运行造成的影响,其连锁反应带来的负面影响是锅炉运行经济性差。主要表现在:助燃烧油量大幅上升,锅炉效率下降,厂用电率升高,出力达不到额定负荷,其次灰水浓度大后,频发堵沟,水灰堵管,灰水系统的溢流给环保方面带来巨大压力。为解决以上问题,在烧低挥发分煤时,采取了以下对策:3.3.1小油枪助燃当燃煤灰分特别大,灭火保护火检不稳的情况下,为确保炉燃烧稳定不发生灭火,一般情况下必须投入小油枪助燃。但这一种运行方式极不经济,主要原因就是助燃烧油量偏大,而实际运行工况也不需要太大的油枪出力。通过摸索,我们采用将原点火小油枪出力由600kg/h降为200～300kg/h,取得良好效果。3.3.2提高炉粉总体出力解决方案主要制粉系统的出力达不到满负荷的需要,主要是制粉系统的排粉机原设计参数按标煤设计,而现在实际情况是混煤,煤矸石太多,煤难砸,比重大,进入制粉系统后,原排粉机的设计参数风速就显得偏小,将煤粉从磨煤机里带不出去,粗粉分离器回粉量大,导致炉粉位跟不上负荷的需求,造成炉出力受到限制。采取措施:将原排粉机M6-30改为M6-31№18D,风量由65000m3/h变为75100m3/h,解决了炉粉位达不到满负荷的需要。以上是在实际工作中,对锅炉燃煤变差后,在锅炉燃烧调整最困难的时候,采取的一些实际措施。其中,灰沟改造的设想,投资不足多,就彻