电厂煤粉燃烧器烧损原因及预防措施

电厂煤粉燃烧器烧损原因分析及预防措施
石建伟，沈观培，李娜
（广州宇阳电力科技有限公司，510080）
1引言
某1000MW级燃煤电厂锅炉采用前后墙对冲燃烧方式，前后各三层，每层8支煤粉燃烧器。

为了降低油耗，锅炉燃烧器点火系统进行了改造，前墙底层改用等离子点火方式，后墙底层采用微油点火。

但是，在锅炉首次点火后到吹管结束一周左右时间内，整层煤粉燃烧器均发生烧损。

燃烧器的损坏，不仅会增加检修费用和检修工作量，破坏炉内燃烧工况，也易带来水冷壁结焦和高温腐蚀等问题，使锅炉运行的安全性和经济性受到影响[1]。

吹管结束停炉后对整层燃烧器进行了改进设计，延长等离子点火距离，相应缩短一、外筒长度，同时减小外筒外径以增加其与一次风套筒间隙，加强冷却。

然而，投运仅1d，燃烧器再次严重烧损，随后相应等离子发生器断弧。

本文就这次燃烧器烧损做出原因分析并提出预防措施。

2锅炉设备概况
锅炉为高效超临界参数变压直流炉、一次再热、平衡通风、运转层以上露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。

锅炉采用前后墙对冲燃烧方式，前墙使用深圳东方锅炉控制有限公司研究的等离子体点火系统，后墙使用该公司的微油点火系统。

3燃烧器烧损情况简述
2012年7月5日，锅炉使用等离子点火启动。

7月6日0点10分，DCS显示A12燃烧器一、外筒壁温从230℃左右骤升至近1300℃。

相应等离子发生器断弧停运。

初步判断该燃烧器已经烧毁。

0点29分，全炉膛火焰丧失导致MFT。

7月16日锅炉冷却后，进入炉膛检查，发现A12燃烧器烧损情况如图1所示。

其中图1为烧损的燃烧器。

图2为正常燃烧器。

通过对烧损的燃烧器进行观察，发现内筒损害情况较外筒轻微。

内筒发生部分变形但尚未到熔融流动状态。

外筒更靠近炉膛，其有大概1/3圆周被烧化，熔融金属下落并与二次风套筒内壁金属粘结在一起。

内、外套筒热电偶测点均位于膨胀缝隔开的多个弧面的其中一段上（顶部弧面，如图3，4所示），可以看出热膨胀缝的存在对热电偶测量整个套筒的温度具有一定的影响，热电偶有可能无法及时测量到套筒壁面的最高温度。

4燃烧器烧损原因探讨
在等离子点火层煤粉燃烧器整层烧损后，进行了一次风调平试验。

试验中发现等离子点火层8支一次风管风压偏差很小，无需进行调平。

说明燃烧器烧损与一次风调平并无关联。

通过对DCS烧损燃烧器壁温历史曲线进行分析，如图4所
摘要：根据被烧损的燃烧器壁温历史曲线进行分析，结合锅炉燃烧器结构以及配风方式、损坏的燃烧器形貌图片，分析判断燃烧器烧损原因，找出存在的问题，并提出若干预防措施，做好监控，尽量防止烧损。

关键词：燃烧器；烧损原因；预防措施
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示，外筒因较内筒更靠近炉膛而温度较高，位置相对较高（较亮）的为外筒壁温曲线。

从图中可以看出，0点10分左右，一、外筒壁温同时骤升，外筒在锅炉MFT前壁温一直上升。

内筒壁温则在断弧前一直上升而在断弧后骤降，而在MFT发生前，温度又有一次骤升，直到锅炉MFT后壁温开始下降。

从温度历史曲线看，对燃烧器烧损过程进行分析可知，0点10分左右，燃烧器发生回火，内、外筒热负荷同时骤升，导致壁温骤升，等离子断弧。

断弧后，煤粉气流不再被等离子弧高温火核点燃，未燃煤粉直接经过内筒并使内筒得到冷却，从而使内筒温度骤降。

而此时外筒靠近炉膛，仍处于回火范围内，故其未得到足够冷却而降温。

断弧后很短时间内，内筒壁温再次骤升。

说明燃烧器回火火焰再次覆盖至内筒。

最后全炉膛火焰丧失锅炉MFT，燃烧器壁温在冷却风阀和二次风通风作用下开始下降。

此外，从图6烧损的燃烧器熔融金属中可以看出有灰渣，说明有结焦发生。

燃烧器喷口结焦后，应该通过增加一次风量等措施进行清理，必要时停炉处理。

否则，随着焦体长大，会缩小喷口面积甚至睹塞喷口，而导致煤粉气流在燃烧器内剧烈燃烧从而烧损燃烧器（如图5）。

通过上述根据分析可知，燃烧器烧损直接原因主要为发生回火所致。

发生回火的机理是火焰面传播速度大于风粉气流流动速度而导致燃烧过程向燃烧器内部发展。

燃烧器发生回火的原因有多种。

本燃烧器二次风分为内二次风与外二次风（旋流风）。

当旋流风旋流强度越大时（旋流风开度较小时），高温回流区就越内伸，回火就越严重[2]。

当回流火焰到达燃烧器喷口时，就会导致燃烧器壁温超限而损坏。

该电厂煤粉燃烧器旋流风有燃油开度与燃煤开度两个值。

当投粉时会切换到燃煤位运行。

旋流风门采用气动门，如果由于传动机构发生故障而造成旋流风开度过小，就会造成相应燃烧器旋流风强度过大，回流严重而烧损。

此外，引起回火的根本原因为一次风速偏低。

当由于某种原因导致该燃烧器一次风压波动而降低到限值时就会而发生回火。

5预防煤粉燃烧器回火烧损措施以及建议根据本次燃烧器烧损的原因分析，提出四项预防措施：
（1）燃烧器内、外筒热电偶温度探头的安装位置能够尽量反映燃烧器套筒整体温度状况。

建议测点位置更加靠近炉膛侧，并适当增加热电偶数量（在膨胀缝分割开的每一段筒体外壁装设探头，以避免膨胀缝影响导热）。

这样燃烧器内、外套筒金属温度便可以得到有力监控，当发现有超温情况时可以立即采取措施，例如通过增加一次风压或者降低等离子功率，或者降低旋转分离器转速等措施，从而防止严重烧损的情形发生。

（2）在等离子燃烧器层一次风管道上（8支）加装文丘里管，在线监测进入炉膛前一次风粉气流的流速、流量，如发现有某支管道流速（流量）偏低，可以立即采取措施，例如增加一次风压等，防止燃烧器烧损。

待所有管道流量恢复稳定至正常范围后，再进行恢复即可。

（3）定期校对旋流风门阀位，使其实际开度与DCS指定开度相一致，防止因旋流风门开度过小旋流强度高产生过大的回流区。

（4）燃烧器喷口一旦结焦，应及时通过增加一次风量，减少煤量等措施清理，必要时停炉清理。

否则随着焦体长大，会缩小喷口面积甚至堵塞喷口，而导致煤粉气流在燃烧器内剧烈燃烧从而烧损燃烧器。

6结束语
煤粉燃烧器在运行过程中发生烧损时有发生，烧损严重时将导致锅炉MFT。

在实际运行当中，要密切监视燃烧器壁温以及一次风压力，力图做到发现异常及时处理。

要完善相应的监视、测量器件及设备，比如增设热电偶，加装文丘里管等流量测量装置，校对风门等，并控制好煤粉细度、一次风温等，做好保护措施，从而最大限度地保护燃烧器。

参考文献：
[1]高晓涛.锅炉燃烧器烧损原因及防治对策[J].电力安全技术，2000（05）.
[2]杨盛.切向旋流燃烧器的结焦及回火问题[J].化工炼油机械，1982（06）
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