1 設備概況
牡丹江第二發電廠5號、6號鍋爐均為前蘇聯生產的EП-670/140型超高壓一次再熱單汽包自然循環固態排渣煤粉爐,分別於1990年12月和1991年4月投產發電。鍋爐為雙爐膛T型布置,制粉系統為鋼球磨、中間儲倉式乏氣送粉,16隻雙蝸殼式旋流煤粉燃燒器分兩層對稱布置在兩側爐牆上,標高分別為13.6m和18.1m,16隻蒸汽機械霧化油槍設置於主燃燒器的中心風管內。燃燒器的結構和設計參數見表1。
表1 燃燒器的結構和設計參數
1—爐牆;2—直流二次風通道;3—旋流器;4—旋流二次風通道;5—一次風通道;6—中心管;7—擋板軸;8—擋板;9—濃縮器;10—淡一次風通道;11—濃一次風通道
濃淡旋流燃燒器結構簡圖
由附圖可知,在一次風道中加裝了一個煤粉濃縮器,從而將一次風粉混合物分成兩股,靠近中心的一股為含粉量較多的濃煤粉氣流,它經過濃一次風通道噴入爐膛,進入高溫煙氣中心迴流區,可保證煤粉及時著火和火焰穩定。另外一股為含粉量較少的淡煤粉氣流,它在濃煤粉氣流的外側環形通道噴入爐內。同時將原來的旋流二次風通道分成兩部分,一部分二次風經過旋流器后以旋流的形式進入爐內,另一部分二次風以直流風的形式噴入爐內,調節直流二次風擋板開度,可以改變直流二次風量與旋流二次風量的比例,從而改變旋流強度,進而改變整個旋流出口氣流的流動特性。旋流器採用阻力小的軸向彎曲葉片。表2為新型燃燒器的結構和設計參數。
表2 新型燃燒器的結構和設計參數
2.1 直流二次風通道達不到設計要求
在設計中,原燃燒器的二次風筒保留,然後從外面穿進去一個Φ1010的套筒,形成直流二次風通道。而原二次風筒有一半已燒損變形,無法校正,有的已下沉或上升到爐牆內,無法保證兩圓筒的同心度在±5mm之內,影響直流二次風的風量,並使直流二次風不能均勻分佈在旋流二次風周圍。因此建議在設計時應考慮拆除原二次風筒,爐牆重新澆灌耐火可塑料,並保證圓度。
2.2 旋流二次風的旋流片要保證設計角度
每隻燃燒器共有16片二次風旋流片,其安裝角度為(64±2)°,這一角度是通過理論分析計算和反覆試驗得出來的,決定了旋流二次風的旋流強度,不可隨意安裝。建議採用樣板校驗,前後劃線,精心安裝,下部焊縫全部滿焊,保證旋流強度達到設計值。
2.3 噴口各部要保證同心度
中心風管組件、一次風管組件在地面全部安裝后,重心會向前移,在組裝時要注意噴口處前傾現象,同時還要保證左右間距一致。建議在外圓筒上加焊3~4隻同一尺寸的滑塊,以保證推進的圓筒與外圓筒同心,以達到設計要求±5mm。
2.4 各部鑄件要保證設計的尺寸
在安裝過程中曾出現濃縮器、旋流器、防磨瓦推不進去拽不出來的現象。其原因就是由於較大鑄鋼件(如一次風前後筒、濃縮器外環)的尺寸與設計尺寸有較大出入,最後只好改變部分濃縮器和旋流器尺寸才能順利安裝,影響濃縮和旋流效果。因此要求製造廠家必須保證鑄件的製造尺寸在允許範圍內。
3 運行中存在的問題及改進
3.1 磨損嚴重
6號爐安裝穩燃器運行6個月後,抽出所有中心風管組件檢查,發現濃縮器、濃一次風通道、防磨環磨損相當嚴重,普遍減薄10mm左右,有些已磨漏多處,嚴重影響煤粉的濃淡分離效果。尤其上排燃燒器的濃一次風通道支塊處的中心風管磨漏較多,這樣中心二次風便進入濃一次風道與煤粉混合,不能保證煤粉及時著火和火焰穩定,也不能形成高溫、高濃度區域。如果關閉中心風門,煤粉將進入中心風管,無法在中心迴流區四周噴入,也不能形成高溫、高濃度區域,甚至堆積在中心管內燃燒,燒壞中心管。因此,建議採用更先進的耐磨耐熱鋼材(現用的鋼材為ZG40CrNiMOMnSiRe),此外應取消濃一次風通道支撐塊,將其放在淡一次風通道內,由於此處煤粉濃度低,可以減輕磨損。
3.2 一次風阻力增大問題
5號爐安裝穩燃器后,從運行情況看,一次風壓比以前提高1000Pa左右,要維持高風壓,就會影響制粉出力,不利於經濟運行。此外,風壓高還會加劇送粉管道和穩燃器內部的磨損。阻力大的原因是穩燃器一次風通道內安裝的導流環、防磨環、濃縮器和防磨瓦造成的。因此建議:(a)取消防磨瓦、防磨環,改為噴塗耐磨材料;(b)採用更先進的耐磨鋼材製造濃縮器、導流環,並減少其厚度;(c)合理設計增大一次風通道截面積,以減少阻力。
3.3 低負荷時噴口處結焦
在用電負荷較低時,鍋爐負荷也相應降低。這時直流二次風門全關,高溫煙氣中心迴流區移到噴口附近,煤粉在此處著火,噴口附近溫度高,易結焦渣。建議此時運行人員應開啟中心二次風門,使著火區遠離噴口,但不可太遠,這就需要運行人員精心調整,以保證低負荷時燃燒穩定,不必投油助燃。