空预器二次燃烧的原因分析与处理

1 空预器发生二次燃烧的原因
(1) 燃料燃烧不完全,未燃烧或未燃尽的可燃物在空预器蓄热元件内沉积,是造成二次燃烧的根本原因.
这种情况主要有:正常运行时,燃烧调整不当,风量不足或配风不合理,煤粉过粗或三次风严重带粉,造成燃烧不完全;低负荷运行时间过长,燃烧不稳定,烟速偏低,未燃尽可燃物在波纹板上沉积;锅炉启动时,油枪出力过大,机械或蒸汽雾化不良,造成残油粘附到波纹板上;油煤混燃时,煤粉燃烧不完全,残油粘附未燃尽煤粉沉积在波纹板上.
(2) 空预器吹灰器未按要求投用或吹灰效果不良、水冲洗装置没有安装或未按要求冲洗、运行人员对二次燃烧判断不及时,是造成二次燃烧的主要原因.
空预器的吹灰器和水冲洗装置是为消除空预器堵灰和防止发生二次燃烧而专门设置的,当空预器蓄热元件内沉积了未燃尽的可燃物时,如果吹灰器能够正常投入使用,且效果良好,将不至于造成可燃物长时间的大量积存.而水冲洗在吹灰器不能达到理想效果时,将成为唯一积极的和行之有效的防止发生二次燃烧的方法.另外,如果运行人员责任心不强或技术不过硬,不能及时判断和处理,也是造成二次燃烧的重要原因.
2 空预器发生二次燃烧的判断方法
(1) 锅炉运行状态下,炉膛不正常地冒正压,在手动增加引风机出力后,效果不明显,引风机在自动投入状态下,调节过度频繁,且不正常增大.
(2) 锅炉运行状态下,单侧排烟温度不正常升高,超过正常温度50℃以上,并且左右侧排烟温度出现较大偏差.
(3) 锅炉运行状态下,空预器烟气出口温度(排烟温度)高于或接近于进口温度,或者空预器烟气和空气出口温度不正常升高50℃以上,并无法用正常运行状况进行解释;锅炉在停运状态下,空预器烟气和空气出口温度不降反升,且高于进口温度.
(4) 空预器电流摆动大、不正常升高,空预器异常跳闸,主副电机启动不起来.
(5) 锅炉在燃烧熄灭后,烟囱还在冒黑烟.
(6) 空预器外壳温度较高,严重时有烧红迹象,从空预器不严密处向外冒烟气.
3 空预器发生二次燃烧的预防措施
3.1 对于可燃物沉积所采取的预防措施
空预器蓄热元件上可燃物发生二次燃烧的温度通常在250~400℃,而在残油沉积较多时,可降低到150℃左右.从事故统计的规律发现:二次燃烧一般发生在锅炉频繁启停和热备用阶段,其原因在于锅炉启停过程中炉内燃烧工况较差,燃料不易燃尽,在烟气流速较低时,极易造成大量未燃尽可燃物的沉积;锅炉启停时,燃烧系统空间的含氧量又较正常运行时高得多,当燃烧方式不正常造成空预器烟温达到一定值时, 便使沉积可燃物具备了复燃的条件而发生二次燃烧,特别在停炉和热备用时,由于烟温较高,发生二次燃烧的可能性要比启动时更大.因此,在实际中应采取的预防措施有:
(1) 锅炉在纯燃油工况下运行,在投入油枪时,应随时观察油枪雾化情况,根据雾化效果调节油枪出力. 对于蒸汽雾化,应根据汽压、油压、出力大小将燃油调整到最佳雾化状态;对于机械雾化,根据油压、出力大小将燃油调整到最佳雾化状态.应避免某电厂5号炉DE2油阀关不严引起内漏而没有及时发现的现象出现.
(2) 锅炉在油煤混燃工况下,如果为启动炉,应合理把握投粉时机,不可过早投粉.因为在油煤混燃时,由于燃油流的射程短,煤粉流的射程长,必然出现油煤分离现象,在煤粉被燃油引燃后,由于炉膛温度低,而出现燃烧的煤粉刚分离就熄灭的现象,并且随着炉膛容积的增大,油煤火焰分离的现象也越严重.因此,越是容量大的锅炉,越不可过早投粉,越要严格控制投粉时机.
对于本厂的DG1025/18.2锅炉,厂家要求在负荷达到20%~30%BMCR时,方可投入煤粉燃烧.但是在实际操作中,运行人员为了能够节约燃油,往往根据经验将投粉时间提前.另外,近年来由于新型煤粉燃烧器在燃煤锅炉上的普遍采用,锅炉低负荷脱油稳燃能力大大加强,在节约助燃油方面效果显著.但是运行实践也表明,在节约启动用油方面效果并不是太显著,且不可过分依赖新型煤粉燃烧器以大幅度降低启动用油.
(3) 制定出合理的节约启动油的奖励措施,坚决杜绝为了节约启动油,而出现“拼设备”(赶火升压、关小对空排汽门、冒正压、提前投粉等)的操作.如本厂100 MW机组规定冷态启动用油量为10~15 t,并制定了多烧油罚款、少烧油不奖励的限制措施,有效制止了锅炉启动过程中不按规程操作的现象.
(4) 对于重新做过动力场试验的锅炉,它的燃烧工况已经发生了很大变化,运行人员不可再凭经验操作,而要对锅炉燃烧性能重新再认识.如果某电厂5号炉大修后,锅炉运行人员能对5号炉的燃烧特性重新再认识,就可有效避免燃烧不完全现象的发生.
(5) 完善启停炉操作票制度.蒸汽温度、蒸汽压力、壁温、烟温、燃油量、定期工作、启停时间等数据操作票上要有记录.如果某电厂5号炉的运行人员认真执行停炉操作票制度,那么在每0.5 h抄表时,就可及时发现空预器出口烟温相差36℃的重大异常.
(6) 锅炉启动或低负荷运行时,对于中储式热风送粉的制粉系统的投入运行,应慎重对待(特别对于大容量的锅炉),在此时期应尽量投入对炉膛燃烧影响较小的那一侧制粉系统运行.因为制粉系统的乏气风一般含有10%~15%的煤粉,它是由最上层的燃烧器喷入炉膛燃烧的,当带有大量煤粉的乏气风喷入后,有可能使煤粉还没有燃烧就带到了烟道内.
3.2 对于沉积可燃物二次燃烧所采取的预防措施
(1) 停炉时应严格执行空预器操作规范:停炉前进行一次吹灰;当烟气进口温度降到150℃以下时方能停止空预器运行;严密监视烟气和空气进出口温度变化;如果需要清洗预热器时,应在预热器进口烟温降至200℃以下时进行,清洗完毕后利用锅炉余热来干燥蓄热元件.
(2) 蒸汽吹灰是预防二次燃烧最有效的方法.
蒸汽吹灰的频度应根据蓄热元件积垢程度确定,当燃料有较大变化以及锅炉启停或在过低负荷运行时,应4~8 h吹灰一次.某电厂5号炉大修后点火启动14次,没有投入蒸汽吹灰器运行,严重违反了运行规程.空预器蓄热元件高度在2 m左右,当吹灰器从下往上吹扫时,是否能够吹透,应在每次大修后进行观察试验,并制定出合理的蒸汽压力和吹扫程序.
(3) 在蒸汽吹灰达不到理想效果时,水冲洗就成为预防二次燃烧的最有效方法.水冲洗应根据空预器运行状况和实际积油积灰情况,及时合理地进行.由于水冲洗系统独立布置,投用条件要求较高,操作工作量较大,实际上没有被很好地使用,甚至有些电厂根本没有安装.当某电厂5号炉空预器发生二次燃烧需要水冲洗灭火时, 才发现水冲洗总门和两分门布置在半空中,根本不便于运行操作,可见该厂的水冲洗装置长期就没有使用过.
(4) 各电厂基本上都是用排烟温度替代空预器
烟气侧出口温度,由于排烟温度测点位置距离空预器转子相对较远,不能较为准确地反映空预器的温度状况.某电厂5号炉A侧空预器二次燃烧已经非常严重的情况下,排烟温度只有108.5℃,就是这个原因.因此建议在尽量靠近预热器转子处加装一个空预器烟气出口温度测点,以便更好地反映空预器的实际温度状况.
(5) 加强运行人员的职业素质教育和技术培训工作,以增强运行人员的责任心和提高对异常(或事故)的判断和处理能力.某电厂5号炉A侧空预器在发生二次燃烧后,运行人员既没有及时发现,又没有及时采取妥当的措施进行处理,而且在发现水冲洗门处在半空中时,竟长达3.5 h没有采取水冲洗灭火措施,显然是责任心不够.

4 空预器发生二次燃烧后的处理对策
(1) 当发现空预器有一侧排烟温度不正常升高而怀疑空预器发生二次燃烧时,应打开空预器人孔门,对空预器内部着火情况、着火部位和着火程度进行检查.
(2) 对于运行锅炉,发现预热器二次燃烧,应立即手动MFT,紧急停炉;立即停用所有吸风机、送风机和一次风机,紧急退出电除尘器各电场的运行;关闭烟、风挡板,严禁对空预器通风.
(3) 打开蒸汽吹灰装置对空预器吹扫;同时打开水冲洗系统阀门进行水冲洗,打开空预器下部灰斗排水口排水.为防止导向轴承油室着火,应采取措施对导向轴承油室进行水浇降温.
(4) 将可调节扇形板提升到“紧急提升”位置,调整弧形板,加大轴向密封的间隙;维持空预器转动.当遇到空预器跳闸、主副电机启动不起来时,应手动盘转空预器,在盘不动时,应打开侧壳体板上的人孔门,用撬杠进行左右盘转.
(5) 在二次燃烧比较严重、内部水冲洗系统水量较小时,可紧急接通厂区消防水系统,对空预器进行灌灭.
(6) 只有确认二次燃烧已被彻底扑灭后,才能停止蒸汽吹扫和关闭水冲洗阀门.在进入空预器内部检查时,应手持灭火器材,扑灭残存火源.
(7) 待二次燃烧全部扑灭后,检查转子和密封系统损坏和变形情况,制定出合理的修复计划.
( 在空预器不能盘动的情况下,转子变形已在所难免,此时应果断采取水冲洗的办法进行灭火,以将空预器损坏或变形程度降低到最低.沙角A电厂5号炉B侧空预器发生二次燃烧后及时用水浇灭,设备损坏较轻,仅抢修了4天 A侧空预器二次燃烧后因怕转子变形, 延误3 h才进行消防水灭火,致使设备遭受重大损坏.
5 结束语
空预器发生二次燃烧事故不象锅炉灭火那样频繁,一些电厂有可能从没发生过,对它的防范往往掉以轻心,但是空预器一旦发生二次燃烧,又往往造成设备的巨大损坏.因此,电厂的运行管理人员,切不可对二次燃烧的防范掉以轻心.防止空预器发生二次燃烧最关键的就是加强运行人员的技术水平和制定出完善的规章制度并严格执行