火电厂煤粉锅炉经常由于各种原因发生锅炉主燃料跳闸故障, 使正常运行被迫中断, 严重影响了机组锅炉的安全经济运行。煤粉锅炉主燃料跳闸保护设置一般有多项, 根据燃烧方式以及设备特点的不同, 为了防止煤粉爆炸损坏设备, 其中一般都会设置有炉膛压力以及全炉膛火焰丧失两项保护功能。依据首发记忆和运行数据, 对于一般锅炉故障, 能够很容易的发现原因。
某火电厂600MW发电机组, 燃烧的方式为前后墙对冲燃烧, 前墙和后墙各分置三层轴向旋流燃烧器, 每层配备5只, 总共是30只。在最上面的煤层燃烧器的上方, 前后墙都分置一层燃烬风口, 每层布置5只, 一共10只。每只燃烧器配有1只油枪, 作用每只燃烧器配有1只油枪, 作用是点火和助燃。前墙的5只煤粉燃烧器已将中心管内的油枪换成等离子的点火器, 用来点火启动以及燃烧。制粉系统中为中速磨正压直吹系统, 配有6台中速辊式磨, 设计是5台运行, 1台留作备用, 每个磨煤机供一层的5只燃烧器。此外, 锅炉的本身还配置了98只炉膛吹灭器, 64只长伸缩式吹灰器。机组锅炉采用的是固态排渣的方式, 排渣系统采用刮板式的捞渣机。
锅炉于2007年投产后一直运行稳定, 燃烧工况正常, 但是1年之后, 锅炉机组发生了异常主燃料跳闸事故。1号机组负荷485MW, 总共有1A、1B、1C、1D、1E、1F6台磨煤机运行, 总煤量230th, 满足2/5煤火检无火的跳磨条件后, 1B磨煤机发生故障, 随后其余磨煤机相继停止运行, 首发原因是全炉膛火焰丧失。根据运行工作人员的汇报, 跳炉前各燃烧器火检正常。炉膛压力稳定, 没有大的波动。在没有进行任何操作的情况下, 首先跳闸的磨煤机冷灰水封槽有渣水溢出。
在对运行故障进行检查和分析之后, 总结导致故障产生的原因有: (1) 造成1B磨煤机跳闸的主要原因是灰渣落入渣池中产生的水蒸气遮掩了部分火检, 这也是主燃料跳闸事故的主因。所使用的煤种中, 鱼河煤的灰熔点太低, 燃烧器周围产生结渣现象, 大量灰渣落入渣池, 瞬间产生大量蒸汽, 部分火检被水蒸气遮挡, 火检信号减弱, 导致磨煤机跳闸。 (2) 煤粉浓度不足。煤粉浓度不足造成稳燃工况脆弱, 分配到每只燃烧器的煤量较少, 煤粉浓度较低, 受到微小扰动, 就会发生跳闸故障。 (3) 火检调试不足。跳磨顺序依据字母排序, 推测可知, 火检可能存在偷看问题, 可能发生一侧火检强度叠加另一侧火检强度。一侧减弱, 另一侧也减弱, 再加上使用劣质煤或者燃烧不稳定, 就会发生跳磨事故。 (4) 燃烧不稳定, 入炉煤质差, 着火性能不佳是另外一个原因。煤的灰分过高, 挥发分低, 稳燃工况相对脆弱, 很容易引发局部熄火并导致全炉膛熄火。1B磨灭机首先跳闸之后, 部分燃烧器的一次风速瞬间增大, 导致喷口脱火, 形成炉膛小正压, 冲击了炉内的稳燃工况。
在异常的处理问题上, 我们采用了以下方式: (1) 严格把握入场煤质量关。坚决杜绝低质煤进场, 制定入炉煤质标准, 完善配煤措施。尽量克服缺少掺配设备及手段的问题, 努力提高入炉煤的质量, 一定要做到煤质的稳定与均衡。如果万一发生煤质异常的情况, 也要及时通知操控人员, 及时制定应对措施。 (2) 合理安排磨煤机的运行方式。根据煤的质量以及机组的负荷情况, 维持合理的煤粉入炉浓度, 可以有效提高燃烧的经济和稳定性。 (3) 调整燃烧器配风的比例, 减小结渣的程度, 降低了渣池的水温, 这样可以有效减缓蒸汽对磨煤机进行的冲击, 把磨煤机跳闸的概率大大减小。
为了保障锅炉的安全稳定的运行, 分析了主要产生故障的原因, 除了煤质本身的原因之外, 主要就是火检系统的原因, 结合实际情况, 对火检系统提出以下改进措施。
(1) 改进火焰火检装置。火检火焰装置改进之后由火检探头以及数字模件组成, 模件位于模件箱中, 一般是通过手操器对模件进行设置调整。火焰脉动信号被探头检测到之后由同轴电缆送到模件箱, 模件处理完信号之后形成开关通量传递给DCS系统。 (2) 火检探头的优化设计。用光电组件来进行光电转换, 光电组件在探头尾部, 处于环境之中, 光电组件能够使核心元件保持在最佳工作状态, 保证光电特性, 增强探测火焰的能力。设计合理的通风结构, 使光电池、光纤及物镜能够得到足够的冷却。为了便于现场的安装与拆卸, 应该做成开放式的物理结构。采用同轴电缆传输信号可以保证一个高水平的抗干扰能力。凸镜与光导纤维采光点应该精确设计, 以提高探头的见火能力和见火角度。为了使火检一直保持在最佳的看火角度, 应该使用蛇形软管护套, 可以适应燃烧器的摆动。最后对于火检探头就是要有一个良好的密封, 这样就会更好的适应锅炉炉膛内高粉尘的工作环境。 (4) 数字信号处理模件。为了跟踪和判断火焰的燃烧情况, 应用数字模件对探头采集的信号放大、计算后形成表示火焰亮度和脉动强度的信号。表示火焰这些的信息可以以模件液晶屏数字或者波形的方式显示出来, 还可以和上位机进行通信, 非常有利于不同工况和不同煤质情况下燃烧情况的分析。对模件的调整设置采用手动操作来实现, 提高了设置精度, 使操作变得简单和方便可行。
锅炉机组作为火点企业的重要动力设备, 其安全稳定运行是我们关注的重点。由于种种原因, 经常会出现一些运行异常和故障, 这就需要我们经常记录总结, 及时发现问题, 认真思考产生故障的原因, 不断提高应对事故的能力。本文就是基于这样的认识, 对运行异常进行了分析和总结, 为企业避免较大的经济损失做出了贡献。
摘要：通过对某场600MW机组锅炉一次运行异常的分析, 阐述了导致故障的原因以及处理的措施, 另外, 对于机组锅炉火检系统的改进给出了一些有益的建议。
关键词：600MW,机组锅炉,运行异常,系统改造
[1] 孙德利.600MW机组锅炉火焰检测装置存在的问题分析及改进[J].科技咨询导报, 2007 (25) .
[2] 苗长信, 姚常青.某600MW机组锅炉异常MFT分析[J].大众科技, 2006 (3) .
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