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重庆锅炉塌焦原因分析

锅炉塌焦是一个连续发生的过程，其脱落原因主要有：

1. 渣块累积过程中，在重力作用下渣块不断自然脱落；

2. 人为清洁受热面，利用吹灰选择性清除受热面上的渣块；

3. 由于变负荷过程中受热面受热不均，渣块与金属受热面收缩、膨胀程度不同产生应力，使渣块与受热面出现部分剥离，当渣块自身重力大于其粘附力时，渣块集中脱落。

炉灰在高温下软化，遇到受热面冷却并粘附在受热面上形成渣块。在锅炉变负荷情况下，因渣块与受热面膨胀系数不同产生应力，应力大小正比于炉膛温度的波幅及波动速率，在应力作用下渣块与受热面接触部分逐渐剥离，应力越大其剥离面积越大，相应粘附力越小，当粘附力不足以平衡其自身重力时渣块掉落。由于高负荷期间炉内温度较高，结渣程度远大于低负荷阶段，因此低负荷出现掉渣的概率大于高负荷阶段。4月16日#2炉塌焦，其原因正是长时间超低负荷运行中渣块冷却脱落所致。检修启动之后负荷率较高，特别是4月10日至14日，日均负荷达到80%以上，较低负荷也大于600MW。4月16日夜班，由于机组做单吸风机运行试验，负荷长时间维持400MW。本文介绍锅炉给水几种主要除氧的主要方法，并结合近几年在这些方法基础上作的调整和改进，对这几种方法作分析和总结，供锅炉给水处理工作者参考。由于该负荷为并网以来较低、维持时间长，对炉内温度冲击较大，大量以往在降负荷过程中未掉落的渣块集中脱落。

4月30日及5月2日两次锅炉塌焦，其原因略有差异。以往为控制受热面结渣程度，加仓方式上，利用结渣特性较好的大同煤与神木煤以1:4配比掺烧。真空热水锅炉供应不同温度、不同用途的热水，如中央空调用水、卫生热水、工艺热水等。但自4月27日中班起， #1/2机组进行燃煤直加仓实验，试验期间两台机组全部燃用神木煤，该煤种属易结渣煤种，直加仓期间炉内结渣速度及结渣量较以往大幅提高，受热面整体污浊程度有所增加，从实验期间再热汽温度、再热汽减温水量及炉膛出口烟温来看也证明了这一点，两次炉内塌焦的原因在于：

1. 由于神木煤灰熔点较低，以往采用混烧大同煤的方法来控制锅炉结渣程度。此次直加仓实验全部燃用神木煤，即使5月1日实验结束后，由于机组负荷较低，C仓大同煤实际配烧比例较低，燃煤仍以神木煤为主，无论从受热面结渣的速度还是结渣量来看，都有远大于以往水平。中间点的焓值主要与炉内辐射换热有关，主汽系统一般由顶棚过热器，尾部包墙过热器、屏过和末过组成，故主汽温度呈现出很强的半辐射半对流换热特性。

2. 吹灰操作在解决锅炉受热面大面积结渣与再热汽温维持较高水准之间存在一定矛盾，其对吹灰程度的把握具有相当大的难度。在煤种多变的情况下，必然相应调整吹灰频率。由于对吹灰程度的把握有一认识过程，且运行人员对吹灰依据认识程度不同，各班在吹灰量的把握上存在差异，使得运行期间机组再热汽温及锅炉结渣情况出现一定波动。二是由于壁挂炉的自动化程度高，它的操作界面简单，由三个旋钮和一个表组成，并配有形象的图示。

3. 由于低负荷阶段吹灰条件不满足，吹灰时间及吹灰机会大大减少，进一步加剧了受热面结渣情况。

3 超临界机组给水控制策略

3.1 湿态运行工况下的给水控制

直流炉在湿态工况下类似于汽包炉，分离器水位是机组湿态时给水的终控制目标。它决定着汽水分离器汽水分离的效果是否良好，控制分离器水位在合适范围内是锅炉湿态时安全运行的基础。如果分离器水位过高，则不能保证汽水分离器能够达到良好的分离效果，很可能造成过热器带水，汽温下跌，甚至汽轮机进水等严重事故。相反，若分离器水位过低，也是达不到良好的汽水分离效果，可能造成下降管内锅水含汽，影响炉水泵出力，省煤器较小流量可能就得不到保证。此法与上述除氧方法比较，设备简单，操作使用方便，运行费用低，可广泛应用于低压锅炉及热水锅炉的给水除氧。

湿态工况下分离器水位控制主要通过给水泵转速、给水泵再循环调整门和给水旁路调整门改变给水流量来实现，当发生汽水膨胀时，由溢流调节阀门辅助控制分离器水位，如果在锅炉热态冲洗时，可以增加溢流调节阀门的偏置加大外排。一般分离器水容积很小，水位的惯性就很小，为我们的控制提出了更高的要求。以某电厂超临界机组为例，省煤器、分离器、启动系统与炉膛水冷壁总的水容积为216.57m3，分离器水容积为11.27m3，占总水容积的5.2％，由此可见汽水分离器容积非常小，工质不平衡时分离器水位变化快，溢流调整门为液动门，开关相对快些，基本可以适应分离器快速的水位变化。亚临界－超临界转变过程中，由于临界压力工况点附近存在着比热容区，工质定压比热容变得很大，工质温度随焓值的变化很不敏感，因此机组亚临界－超临界转变过程中的动态特性差异非常显著。

湿态工况下，如需提高主汽温度，给水控制需增加给水流量，增加溢流调节阀门的偏置加大外排，并适当增加燃料量，从而增大蒸汽的流量，这种情况下，汽温上升快，而压力则会上升很慢或者下降。如需提高主汽压力，给水控制措施则与上述方案相反。由于点火初期水质一般不合格，外排炉水均不回收，所以加大外排增加主汽温度，将造成工质和热量的巨大浪费。因此，湿态工况时，在维持分离器水位稳定的情况下，主要靠高旁调节主汽压力，适当开大溢流调整门，在压力调节的同时，主汽温度也是稳定上升。凝结水在其中除去腐蚀产物（氧化铜和氧化铁等）后，再进入混合床或粉末树脂覆盖过滤器进行深度除盐。

锅炉设备级别  

1.4.1 A 级锅炉

***锅炉是指p（表压，下同，注1-3）≥3.8MPa的锅炉，包括：

（1）超临界锅炉，P ≥22.1MPa；

（2）亚临界锅炉，16.7MPa≤P＜22.1MPa；

（3）超高压锅炉，13.7MPa≤P＜16.7MPa；

（4）高压锅炉，  9.8MPa≤P＜13.7MPa；

（5）次高压锅炉， 5.3MPa≤P＜9.8MPa；

（6）中压锅炉， 3.8MPa≤P＜5.3MPa。

1.4.2  B级锅炉

（1）蒸汽锅炉， 0.8MPa＜P＜3.8MPa；

（2）热水锅炉， P＜3.8MPa，且t≥120℃（t为额定出水温度，下同）；

（3）气相有机热载体锅炉,Q＞0.7MW（Q为额定热功率，下同）；液相有机热载体锅炉， Q＞4.2MW。

1.4.3 C级锅炉

（1）蒸汽锅炉， P≤0.8MPa，且V＞50L（V为设计正常水位水容积，下同）；

（2）热水锅炉，P＜3.8MPa， 且t＜120℃；

（3）气相有机热载体锅炉, 0.1MW＜ Q≤0.7MW；液相有机热载体锅炉， 0.1MW＜ Q≤4.2MW。

1.4.4  D级锅炉

（1）蒸汽锅炉： P≤0.8MPa，且30L≤V≤50L；

（2）汽水两用锅炉（注1-4），P≤0.04MPa，且D≤0.5t/h（D为额定蒸发量，下同）；

（3）仅用自来水加压的热水锅炉，且t≤95℃；

（4）气相或者液相有机热载体锅炉, Q≤0.1MW。

?玻璃窑余热锅炉

玻璃工业是能源消耗大户，我国现有的浮法玻璃工艺水平已与国际接轨，但在生产玻璃的平均能耗比国外高20%左右。浮法玻璃熔炉烟气余热发电系统能够进一步提高余热利用率达70%以上，充分回收余热资源。通过设置效率的立式水管余热锅炉来产生过热蒸汽，同时烟温降到160度左右排放。过热蒸汽通入汽轮机发电。这样，随着水温的升高，减小其中氧的溶解度，就可使水中氧气逸出。

该行业余热锅炉进口烟温一般在400~500度，灰的熔点低（1g/Nm3左右），粘结性大，对于该行业余热锅炉主要是解决吹清灰的难题。