电厂10.15锅炉结焦停运案例分析报告

电厂“10.15”锅炉结焦停运案例分析报告一、事件经过（一）设备简介河北某发电有限公司号机组锅炉为东方锅炉股份有限公司制造的亚临界、一次中间再热、单汽包、自然循环、半露天布臵的循环流化床锅炉，单炉膛、平衡通风、旋风气固分离器、水冷滚筒式冷渣机、回转式空气预热器，全钢结构，采用支吊结合的固定方式，锅炉型号为：DG-1100/17.4-II3。汽轮机为上海汽轮机有限公司设计制造的CJK300-16.67/0.4/538/538型亚临界、一次中间再热、双缸双排汽、空冷抽汽凝汽式汽轮机组。（二）事件经过河北某电厂2号锅炉于2021年10月15日发生床体结焦、被迫停炉事故。自2021年10月12日开始,1、2号锅炉均开始出现下渣不畅现象，需要频繁疏通。2021年10月14日18时30分，2号机组负荷230MW，主汽压力15.76MPa，总煤量158t/h，平均床温929℃，6台冷渣机全部运行（单台冷渣机设计最大出力25t/h），床压维持8.8kPa。18时40分，2号炉2号冷渣机排不出渣，反复疏通仍无明显改善。其他冷渣机堵渣频繁，需反复疏通维持床压。2021年10月15日07时10分，2号机组负荷升至210MW，总煤量143t/h，2号、4号冷渣机排不出渣，怀疑炉内有结焦现象，其他冷渣机堵渣频繁，且较难疏通，锅炉床压8.5KPa持续升高。09时20分，2号机组负荷降至150MW，总煤量103t/h，2号、4号、5号冷渣机长时间排不出渣，1号、3号冷渣机频繁堵塞，锅炉床压升至9.8KPa并继续升高，多处床温降至800℃以下，且床温偏差明显，最低处床温降至681℃，表现为明显的结焦迹象。为保证机组安全运行，陆续开启2号炉3号、4号、5号、6号冷渣机事故排渣，事故排渣管处堵塞也较为严重，只能通过人工敲打才能断续排出炉渣，锅炉床压勉强维持在11.5Kpa左右，且床温呈恶化趋势。10时03分，由于2号机组工况恶化无法维持运行，申请2号机组停运。18时05分，2号机组解列。二、原因分析（一）直接原因入炉煤粒径超标，锅炉流化不良、堵渣严重，是本次锅炉结焦停运的直接原因。查看2号炉当时运行工况及停机后检查炉膛内情况如下：1.正常连续出渣的情况下，冷渣机的回水温度应在85℃-90℃左右且平稳，14日23：00-15日11时2号炉的冷渣机回水温度曲线如图1，可看出冷渣机回水温度在60℃-120℃之间频繁波动，冷渣机在人工连续疏通处理下才能断续出渣；其中个别冷渣机回水温度基本稳定在60℃左右，说明该冷渣机对应的排渣管已长时间无法排渣。锅炉已处于排渣困难状态，即使依靠人工处理维持排渣工作，部分排渣管已无法排渣，即使通过事故排渣，床压仍无法维持正常水平。图1冷渣机回水温度曲线（不下渣时回水温度低）

图2现场疏通及事故排渣处理2.循环流化床锅炉正常运行时，随着机组负荷锅炉床温在850℃-950℃之间变化，床温高点与地点偏差不超100℃。而15日09时20分-09时30分过程中的床温数据（图3），发现此时的前后墙20个床温测点偏差较大，最高温度939℃，最低点温度681℃，多数床温低于800℃，高点与低点温差258℃。此时的2号锅炉布风板上的流化状态持续恶化，床温低的位臵已经停止了流化，在排渣困难的情况下，已无法建立和维持正常的流化功能。图3停炉前2号炉床温情况3.正常停炉时，布风板上的灰渣高度约200mm，略低于风帽。本次停炉后布风板上的灰渣堆积高度平均约700mm，高处达到800mm，与进煤口齐平（图4）。灰渣堆积高度远远高于正常停炉水平。图4布风板上部堆渣情况现场查看3、6号事故排渣管排放出大量焦渣，4、5号排渣管排放出少量焦渣。1、2号事故排渣管因堵塞严重，无法排渣（图5）。观察事故排渣渣块粒径较大，渣块多为独立的坚硬物，密度较大，粒径大于10-30mm比例较大,最大粒径达超过100mm以上，判断为该部分渣块为煤中带入的石头，同时推测布风板上部的堆渣中仍含有大量的大粒径石块未排出。布风板堆渣量已超过进煤口高度，影响到锅炉床压无法维持；同时布风板堆渣含有较大量的大粒径石块未排出，严重影响布风板流化及排渣工作。图53、6号事故排渣管排渣情况河北某公司入炉煤粒径合格标准为0-10mm颗粒占比不低于98%，且13mm以上颗粒占比不超过1%，且平均粒径D50=1.8mm。但10月12日至14日，入炉煤粒径超标次数较多，尤其14日，入炉煤粒径中10mm以上颗粒占比高达16.02%和17.89%，严重超标。而入炉煤粒径超标后，一方面会影响床料的流化，造成局部流化不良，引起低温结焦，出现床温降低、床温偏差增大等现象，而结焦处由于床料无法流化，会引起排渣口排不出渣，造成排渣困难；另一方面，由于大颗粒流动性差，会造成冷渣机频繁堵塞，难以疏通，引起锅炉床压升高，而床压过高同样会造成流化不良，出现结焦。与2号炉现象基本一致。因此，分析造成2号炉流化不良、堵渣严重，结焦停运的直接原因是粒径超标。造成粒径超标的原因主要有以下几方面：1.由于近期山西地区连续降雨导致煤矿减产、道路不畅通，河北某公司来煤困难，本地矿产煤成为主力煤种。由于本地矿产煤煤质硬，密度大，难于破碎，山西煤的减少使配煤工作可调节性差，影响破碎效果；2.来煤中含有大量的石块，破碎机无能力对石块进行破碎，造成入炉煤中大颗粒较多；3.由于邯郸地区9月下旬至10月上旬连续阴雨天气，造成煤场储存的煤泥粘度增大，输煤筛碎系统粘堵严重，虽经过采取多种措施及时清堵，但筛煤机和碎煤机筛分、破碎效果依然较差，造成入炉煤粒径的超标。图7输煤系统的粘堵情况（二）间接原因风帽高温下长周期运行磨损，抗结焦能力降低，流化效果降低，是本次锅炉结焦停运的间接原因。自2021年5月22日2号机组启动后，至今已连续运行5个月,部分风帽存在磨损问题。由于风帽局部磨损后流化效果降低，防结焦能力下降，在12日后入炉煤粒径超标的情况下，导致炉内工况进一步恶化。三、暴露问题1、隐患排查不彻底，公司对河北某地区连续阴雨天气认识不足，对燃煤市场变化准备不充分，没有针对配煤掺烧可能引起输煤系统发生的粘堵现象组织制定合理的应急措施。2、燃料方面对煤炭市场变化把握不准确，在煤炭供应困难时，加大了劣质煤的采购和掺烧，配煤掺烧过程中保证煤质措施不到位，致使入炉热值降低，入炉硫份升高，煤中石块数量增多。3、设备方面对风帽磨损速率管控不到位，耐磨损风帽仅在易磨损区域使用，未大面积推广；燃料专业没有根据煤质煤量变化及时调整碎煤机的锤头与衬板间隙，也未能制定可靠方案解决因煤湿和煤泥掺配量大导致碎煤机、筛煤机出力低问题。4、运行方面对锅炉流化质量变差预警不及时，虽然2号锅炉长期采取床料臵换、风量扰动等措施，但对入炉煤粒径大幅超标可能造成流化不良情况，没有采取有效措施。四、防范措施1、修改完善应对连续阴雨天气燃料应急措施。2、煤炭采购紧跟煤炭市场变化以及国家对煤矿增产降价的管控，尽全力加大适烧煤种采购量，增加长协煤兑现率，库存可用天数不低于7天，加强管控掺配煤质控制，减少煤质中杂物，保证入炉煤质掺配稳定，确保机组稳定运行。3、结合机组检修或停备机会加大布风板风帽检修力度，并结合2022年2号锅炉布风板优化改造进行耐磨损风帽推广应用，进一