锅炉水平烟道积渣原因分析及控制措施

锅炉水平烟道积渣原因分析及控制措施

摘要：某厂#3炉2019年来多次发生水平烟道积渣问题，直接导致加大高再管排

磨损速率及减小换热面积，严重危害锅炉安全运行，本文结合现场实际情况分析

可能导致的原因，提出了相应的解决措施，包括控制入炉煤煤质、提高氧量下限、优化吹灰方式、优化高负荷期间磨组运行方式、二次风门配风优化等，从而解决

连续高负荷期间锅炉水平烟道积渣问题，保障锅炉连续稳定运行。

关键词：燃煤电站；水平烟道；积灰；积渣

1 机组概况

某厂锅炉为超超临界变压运行本生直流锅炉，型号为B&WB-1990/29.3-M，

锅炉为螺旋炉膛、一次再热、固态排渣、前后墙对冲燃烧方式、Π型锅炉、紧身

封闭布置燃煤锅炉。炉膛宽度21962.7mm ，深度15935.7mm ，炉膛总高度为66000mm，后屏过热器位于折焰角上方，末级过热器布置在折焰角上方，高温再

热器布置在水平烟道内。燃烧系统配有30只B&W公司研制的低NOx双调风旋流燃烧器，分三层前、后墙对冲布置。锅炉设计煤种及校核煤种主要参数如表1所示：

表1 设计煤种及校核煤种主要参数

2水平烟道积渣情况及原因分析

2.1水平烟道积渣情况

2019年1月，某厂#3炉连续高负荷运行期间首次出现水平烟道严重积灰的问题，2019年9月机组再次持续高负荷运行，9月2日，高温再热器壁温再次出现异常，中间区域壁温明显下降，两侧壁温则异常升高，再次出现积渣迹象，如图1及图

2壁温所示，非常明显的看出水平烟道积灰现象明显，这与1月份高再结焦时的

现象十分相似，说明结焦是从锅炉中间开始，再向两边蔓延，锅炉燃烧产生的小

颗粒灰随气流上升，逐渐粘结成稍大的颗粒，一部分粘结在过热器受热面，形成

硬焦块。未接触受热面的灰渣表面温度下降，当接触炉膛出口的高温再热器时，

粘结形成疏松状的渣。负荷波动或吹灰后，跌落至水平烟道，形成积渣。

图1 高再正常壁温分布图2 高再异常壁温分布

2.2水平烟道积渣原因分析

（1）锅炉氧量控制偏低。当负荷在550~660MW时，运行氧量目前控制在

2.0~

3.0%，不低于2.0%。由于高负荷NOx控制压力较大，而3#炉氧量计数值又

有代表性差的问题，因此，实际运行氧量难以保证，这造成炉膛内还原性气氛增强，降低灰熔点，结渣、沾污倾向增强，进而影响炉膛出口温度升高，导致高再

结焦。如图表2所示，负荷同为636MW时#3炉与#4炉运行数据对比分析可知，

3#炉风煤比及氮氧化物浓度均低于4#炉，即3#炉运行氧量低于4#炉，高负荷期

间大渣含碳量从原来的1%以下升至3%以上，也能说明运行氧量偏低。因此，3#

炉炉膛的还原性气氛对灰熔点的影响也更显著。

表2 #3炉与#4炉对比参数分析

（2）煤质灰熔点较低及碱金属含量高。宁东二期燃用煤质为红柳与麦垛山（40%）的混煤，其煤质工业分析与设计煤种相近，如表3所示。

表3 燃料工业分析

红柳煤的灰熔点较低，软化温度在1200~1230℃左右，麦垛山的煤则在1320℃左右。混煤的灰熔点难以把控，这就增加了炉膛及高温受热面结焦的风险。此外，

原煤与设计煤种比较碱金属含量高、原煤结焦判别综合指数为3.758，属于严重

结焦倾向煤种，沾污特性强，导致炉膛沾污严重，结焦风险加大，出口烟温升高。（3）宁东地区周边各矿常用煤种灰成分（涂红为此锅炉燃用煤种）

（4）锅炉实际燃煤成份和灰熔点检测报告（吹管前送西安热工院煤种化验报告）电力工业发电用煤质量监督检验中心

检测报告

编号：TPRI/CQ-RC--2017 第 2 页共 2 页

检测结果

电力工业发电用煤质量监督检验中心

检测报告

编号：TPRI/CQ-RA-091B-2017 第 2 页共 2 页

检测结果

备注：试验用灰样品由试验室烧制。

（5）连续高负荷运行期间，前墙C磨运行较后墙D磨运行时燃烧上移，炉膛出

口烟温偏高，高再易发生积渣。

3水平烟道积渣控制措施

（1）现阶段，宁东#3炉脱硝增容改造已完成，高负荷氧量下限由2.0%提高到

2.5%，投入氧量自动，优化自动调整水平，解决机组高负荷、变负荷及启、停磨

期间手动调整氧量滞后、氧量控制与设计偏差大问题，保障锅炉燃烧严格执行风

煤比曲线。

（2）严控煤质，将入厂麦垛山煤的掺烧比例由40%增加到50%，入炉煤热值控

制不低于4000大卡，提高入炉煤灰熔点，从根本上把控结渣、结焦的风险。

（3）脱硝增容改造完成后，现已进行燃烧优化调整，提高主燃烧器区域二

次风，降低炉膛出口烟温，优化氧量控制曲线，降低火焰中心，保证安全的前提

下实现经济运行，具体方法如下：

开大中、上层磨靠近侧墙燃烧器就地外二次风门，减弱旋流强度，减轻燃烧

回流贴壁，防止两侧墙水冷壁高温腐蚀。如图3所示

图3 10月21日燃烧器二次风门调整范围（涂黄部分为修改）

如图5、图6所示为此次调整前后高再壁温对比分析

图5 625MW-ABDEF磨组运行-调整前高再壁温

图6 635MW-ABDEF磨组运行-调整后高再壁温

开大中、上层磨中间燃烧器就地外二次风门，减弱旋流强度，提高炉膛中部

烟气流速，增大燃烧器区域二次风，降低炉膛出口烟温。如图7所示。

图7 11月07日燃烧器二次风门调整范围（涂黄部分为修改）

图8 540MW-ABCEF磨组运行-调整后高再壁温

图9 630MW-ABDEF磨组运行-调整后高再壁温

图10 400MW-ABEF磨组运行-调整后高再壁温

微调中、上层磨中间燃烧器外二次风，减弱旋流强度，提高炉膛中部烟气流速，增大燃烧器区域二次风，降低炉膛出口烟温。如图11所示

图11 11月15日燃烧器二次风门调整范围（涂黄部分为修改）

图12 540MW-ABCEF磨组运行-调整后高再壁温

图13 580MW-ABCEF磨组运行-调整后高再壁温

调整OFA调风盘，提高炉膛中部烟气流速，降低炉膛出口烟温。

图12 12月12日燃烧器二次风门调整范围（涂黄部分为修改）

综合以上几次调整，如图13所示炉膛出口温度明显下降约50℃左右。就壁温分布情况来看：a调整后C磨运行高过壁温高问题略有缓解；b调整后高过壁温分布明显均匀，汽温较以前提高2℃左右，可达设计值；c调整后高再中、低负荷四台磨运行期间壁温分布均匀，可达设计值；d 调整后高负荷高再两侧壁温偏高，尤其是A侧，汽温较以前降低3-5℃。e调整后高再容易积渣的中间部位壁温比以前要高，尤其是中、低负荷和水平烟道吹灰后。锅炉出口氧量而言，对燃烧器二次风及OFA调整后，高负荷省煤器出口氧量测点显示较以前准确，氧量场分布更均匀。

图13风门调整后炉膛出口烟温实测值对比

（4）运行磨组适当提高分离器转速，提高煤粉细度，使着火点提前，高负荷尽量减少上层C磨运行时间，合理安排磨组检修，提高其它五台磨可靠性，根据结渣、积灰情况及高再区域壁温变化趋势，及时增加水平烟道及炉膛的吹灰次数。

4结语

现阶段通过上述所采取的措施，宁东#3炉在连续高负荷期间水平烟道积灰渣现象得到了有效的解决，极大的提高了机组运行的安全性及经济性，下阶段将继续探索燃烧优化试验，保障机组在设计参数下高效运行。

参考文献：

[1] 魏秉科. DG2070/17.5-Ⅱ6锅炉水平烟道积灰治理措施初步探讨[J]. 山东工业技术, 2016(22).

[2] 陈一平, 于鹏峰, 邹自敏,等. 火电厂锅炉折焰角斜坡积灰原因及对策[J]. 中国电力, 2011, 44(2).

[3] 王孝先, 班金城. 电站锅炉空预器出口烟道严重积灰分析及处理[J]. 轻工科技(9):62-64.