吳聯(lián)國

(華電國際電力股份有限公司萊城發(fā)電廠，山東 萊蕪 271100)

近年來，國家對節(jié)能環(huán)保的要求越來越高，特別是對燃煤火電廠的排放要求越來越嚴(yán)格。為了降低氮氧化合物的排放，許多電廠進(jìn)行了鍋爐低氮燃燒改造，因此，如何在改造后既達(dá)到環(huán)保排放要求又不降低鍋爐的可靠性就顯得尤為重要。

1 事件經(jīng)過

某電廠共有4 臺300 MW 燃煤發(fā)電機(jī)組，鍋爐為上海鍋爐廠制造的SG-1025-17.44-M844 型亞臨界、中間一次再熱、正壓直吹四角切圓、固態(tài)排渣、平衡通風(fēng)、控制循環(huán)汽包型燃煤鍋爐。制粉系統(tǒng)配置3 臺BBD4060 雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)系統(tǒng)，每臺磨煤機(jī)帶2 層一次風(fēng)噴嘴，每一端帶四角1 層一次風(fēng)噴嘴，共帶6 層一次風(fēng)噴嘴，正常工況下3 臺磨煤機(jī)帶MCR 工況。

以A 磨煤機(jī)為例，風(fēng)噴嘴分為A1-1、A1-2、A1-3、A1-4，A2-1、A2-2、A2-3、A2-4。其中，3 號機(jī)組鍋爐于2012年12月份進(jìn)行了低氮燃燒改造，主要對燃燒器(包括相連的煤粉管道)、油槍、水冷壁、二次風(fēng)道、二次風(fēng)門和風(fēng)箱等主設(shè)備及其附件進(jìn)行了改造，特別是將鍋爐燃燒器改造為穩(wěn)燃功能燃燒器+濃淡燃燒器+偏置周界風(fēng)+SOFA燃燒器。對原有燃燒器一、二次風(fēng)噴嘴進(jìn)行改進(jìn)，A2 層為微油點火燃燒器，A1、B1、B2、C1、C2層一次風(fēng)燃燒器均為濃淡燃燒器，用以減少氮氧化合物排放。

2013-03-09 T08:30，3 號機(jī)組負(fù)荷236 MW，機(jī)組總煤量為127 t/h。運行人員檢查發(fā)現(xiàn)，3 號爐3 號角B1 層燃燒器區(qū)域有異音，DCS 指示兩側(cè)煙溫偏差、蒸汽流量與給水流量均正常。

09:00，經(jīng)確認(rèn)，水冷壁管子泄漏，匯報值長，經(jīng)請示，中調(diào)同意停機(jī)處理。

2013-03-10 T01:15，解列發(fā)電機(jī)。

2 檢查處理過程

2013-03-11，搭設(shè)3 號爐膛升降平臺進(jìn)入3號爐膛內(nèi)仔細(xì)查看，在高、低位SOFA 區(qū)域水冷壁未發(fā)現(xiàn)吹損點；檢查主燃燒器，發(fā)現(xiàn)存在噴燃器四周水冷壁管吹損現(xiàn)象，被吹損管的位置均在兩層噴燃器之間的未加防磨護(hù)板處，其中3 號角B1 層煤粉噴嘴與B 層油槍之間爐右側(cè)第2 根水冷壁管被吹損泄漏，泄漏點大小約2 mm×2.5 mm，左側(cè)第1 根水冷壁管被嚴(yán)重吹損、減薄，3 號角B1、B2 層煤粉燃燒器的噴嘴均出現(xiàn)裂紋，所有二次風(fēng)門開關(guān)正常。

根據(jù)專家意見，對泄漏部位焊補(bǔ)后增加防磨護(hù)板，對所有存在磨損的噴燃器四周水冷壁部位均安裝防磨護(hù)板。3月16日，拆除3 號角B1 層燃燒器外護(hù)板和B1-3 噴燃器彎頭，檢查一次風(fēng)室的磨損情況，沒有發(fā)現(xiàn)煤粉泄漏現(xiàn)象。3月17日，調(diào)整校對所有的二次風(fēng)門開度和噴燃器擺角。3月18日09:40，3 號爐上水，達(dá)到備用條件。

3 原因分析

針對3 號爐水冷壁管子泄漏的問題，電廠、某電科院金屬和鍋爐專業(yè)小組、設(shè)備廠家都進(jìn)行了多角度的分析，并對燃燒器改造圖紙進(jìn)行了研究，但均未發(fā)現(xiàn)明顯的設(shè)計缺陷。拆除3 號角B1 層燃燒器外護(hù)板和B1-3 噴燃器彎頭，沒有發(fā)現(xiàn)一次風(fēng)室煤粉泄漏的現(xiàn)象，排除煤粉泄漏磨損的原因。根據(jù)泄漏處管壁磨損和泄漏點的形狀，對此次泄漏的原因分析如下。

(1)二次風(fēng)攜帶灰顆粒，運行過程中磨損迎風(fēng)面的水冷壁管子，是造成泄漏的直接原因。

(2)二次風(fēng)風(fēng)向改變：對3 號爐低氮燃燒器進(jìn)行改造，沒有改動主燃燒器殼體和隔板，只是更換了煤粉燃燒器和二次風(fēng)噴嘴，減少了二次風(fēng)噴嘴的通風(fēng)面積，因此，新的燃燒器與殼體、隔板的間隙的匹配性發(fā)生變化，使含灰顆粒的二次風(fēng)通過這些通道時流場發(fā)生改變，導(dǎo)致二次風(fēng)的路徑發(fā)生變化沖向水冷壁管，灰顆粒磨損水冷壁管。此外，在此次檢查中發(fā)現(xiàn)，為防止B1 層煤粉燃燒器擺動卡澀，安裝過程中將B1 層煤粉燃燒器和B 層油槍之間的隔板端部進(jìn)行現(xiàn)場切割，也造成二次風(fēng)向的變化。此次處理中恢復(fù)該隔板，調(diào)整所有的二次風(fēng)門開度和噴燃器擺角。

(3)二次風(fēng)風(fēng)速增大：在運行氧量一定的情況下，如果SOFA 風(fēng)擋板開度較小或不開，二次風(fēng)速也會較大幅度提高，而含灰顆粒的二次風(fēng)對管子的吹損與風(fēng)速的3 次方成正比，即使風(fēng)速稍提高，也會使管子的吹損強(qiáng)度增加很多。由于3 號機(jī)組改造后，燃燒器調(diào)整試驗沒有提供正式報告，因此投運以來，燃燒器一直未投入自動控制；二次風(fēng)調(diào)整慢，為保證燃燒穩(wěn)定，SOFA 風(fēng)一直開度較小或不開。通過PI 系統(tǒng)檢查發(fā)現(xiàn)，風(fēng)箱壓差較改造前降低幅度小，而噴燃器四周增加了6 mm 的防磨護(hù)板，減少了二次風(fēng)通過水冷壁與噴燃器之間的流通面積，使風(fēng)速提高，加速磨損，從而造成泄漏。

4 防范措施

(1)搭設(shè)爐內(nèi)升降平臺，檢查3 號爐所有噴燃器四周水冷壁管的吹損情況，特別是此次泄漏點類似部位。如發(fā)現(xiàn)多處類似位置的水冷壁管吹損嚴(yán)重，則在焊補(bǔ)后采取防磨噴涂處理措施；如被吹損的水冷壁管子數(shù)量少，或吹損面積較小，則在焊補(bǔ)后采取堆焊處理措施。

(2)進(jìn)行噴燃器擺動和二次風(fēng)門開、關(guān)試驗，對存在卡澀的噴燃器和開關(guān)不正常的風(fēng)門及時進(jìn)行處理。

(3)開機(jī)后，及時聯(lián)系設(shè)備廠家對燃燒器進(jìn)行調(diào)整試驗，提供正式試驗報告，出具合適的二次風(fēng)箱壓差和風(fēng)門特性，投入燃燒自動調(diào)節(jié)。通過對SOFA 風(fēng)擋板開度、送風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓和二次風(fēng)、周界風(fēng)的擋板開度的調(diào)整，控制二次風(fēng)風(fēng)箱與爐膛的壓差，合理降低二次風(fēng)的風(fēng)速。

(4)利用機(jī)組大修機(jī)會，調(diào)整燃燒器與殼體、隔板的間隙均勻，消除二次風(fēng)流向改變因素，對噴燃器區(qū)域水冷壁管進(jìn)行防磨噴涂處理。

(5)聯(lián)系3 號爐噴燃器改造廠家對噴燃器結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究分析，進(jìn)一步優(yōu)化，探討避免水冷壁管吹損的防范措施。

(6)利用低氮燃燒器改造機(jī)會，對其他機(jī)組噴燃器區(qū)域水冷壁布置進(jìn)行改造，消除水冷壁管被吹損的隱患。

5 結(jié)束語

該電廠采取以上防范措施后，3 號機(jī)組鍋爐未再發(fā)生噴燃器周圍水冷壁管吹損泄漏事件。

在燃煤鍋爐噴燃器改造過程中，超前預(yù)想改造對爐膛內(nèi)風(fēng)場的影響，提高了安裝質(zhì)量，保證了鍋爐運行的可靠性。通過此次事件的分析，可以對類似鍋爐的噴燃器改造提供借鑒經(jīng)驗。