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直（zhí）流高壓發生器的使用原理

1、前言
大方發電有限直流高壓發生器公（gōng）司＃1爐係東方鍋爐廠生產的DG1025/18.2－II15型亞臨界、一次中間再熱、自然循環固態排渣（zhā）、“W”火焰（yàn）燃燒汽包爐。設計（jì）參數為（wéi）：過熱蒸汽流量：1025t∕h；過熱蒸汽出口壓力17.35MPa；過熱蒸汽出口溫度540℃。再熱蒸汽流量：844.16 t∕h；再熱蒸汽（qì）入口壓力3.91MPa；再熱蒸汽入口溫度327.5℃；再（zài）熱蒸汽出口溫度540℃，給水溫度279.5℃。汽包工作壓力18.7MPa。鍋爐額定蒸發量947.5 t∕h。過熱器（qì）係統共設置兩級噴水減（jiǎn）溫（wēn），再（zài）熱器係統共設置**事故噴水減溫。
大方（fāng）發電有限公司＃1機組於2006年7月11日22：45點火,進入168小時（shí）試運行，於2006年7月22日4：40分順利通過168小時試（shì）運行（háng），進入（rù）直流高壓發（fā）生器商（shāng）業運（yùn）行階段。

2、機組投產後存在直流直流（liú）高壓發生器高壓發生器的（de）問題：
機組投（tóu）產（chǎn）後，在運行中出現*多、*麻煩的直流高壓發生器（qì）問題是鍋爐結焦（jiāo）比較嚴重，特別是四角翼牆及左右牆（qiáng）；垮焦次數特別多，僅8月份一個月內大（dà）的垮焦次數就達7次，其中1次導致鍋爐熄火，6次導致撈渣機（jī）卡死，需投油（yóu）助（zhù）燃（rán）的小的垮焦次數幾乎（hū）每（měi）天（tiān）都有。 8月（yuè）份一個月的助燃用（yòng）油高達（dá）106噸，飛灰含碳率12-15%，排煙溫度（dù）170℃以上。
直流高壓發生器
3、結焦的原因直（zhí）流高壓發生器分析：
3.1結焦（jiāo）的機理
結焦（jiāo），是（shì）指（zhǐ）在煤粉爐的爐（lú）膛中，熔融的灰（huī）渣粘結在受熱麵上的現象，粘（zhān）結物（wù）硬度大、密度大（dà）；積渣，是指熔融的灰渣不（bú）斷積聚在受熱麵上的現象，積聚物鬆軟（ruǎn）。結焦、積渣形成有兩個條件，一是溫度過（guò）高，二是灰熔點（diǎn）過低。鍋爐結焦是個很複雜的物（wù）理化（huà）學過程（chéng），它涉及煤的（de）燃（rán）燒、爐內傳熱（rè）、煤質的結焦特性、煤灰粒（lì）子在爐內運（yùn）動以及煤灰與管壁間（jiān）的（de）粘附等過程。結焦的形成主（zhǔ）要（yào）有以下幾個過程：
3.1.1煤粉在燃燒過程中形態的（de）變化
3.1.2灰粒向水冷壁的輸運過程直流高壓發生器
3.1.3灰渣在（zài）管壁上的粘接和結聚長大
3.2造成（chéng）我廠#1爐結焦嚴重的原因
造成（chéng）我廠#1爐結焦嚴重的原因（yīn）很（hěn）多，現分析如下：
3.2.1設計方麵直流高壓發生器（qì）
1）設計煤種與實際燃用煤種的特性參數相差較直流（liú）高（gāo）壓（yā）發生器大，設計煤種的灰份為（wéi）25.66%，而實際燃用煤種的灰（huī）份都在40%以上，有時高達47%。設計煤種的低位發熱量為22.486MJ/kg,而實際燃用煤（méi）種的低位發熱量僅有17MJ/kg左右，設計爐膛熱負荷過高；輻射受熱麵布置較少，水冷壁管（guǎn）間（jiān）距過大，吸熱量小（xiǎo）；爐膛出口煙氣溫度選得太高（gāo）；爐膛出口流通截麵狹窄（zhǎi），火焰中心位置太高。
2）衛燃帶、耐火磚敷（fū）設過多（duō）。由於我廠所燃（rán）用的是極難著火（huǒ）和燃燒的無煙煤，為了穩燃，在下爐膛水冷壁大麵積敷設耐火磚，使得燃燒區域爐膛熱負荷偏高，爐膛溫度高，熔融的煤粉極易粘附在耐火（huǒ）磚上（shàng）結焦、積渣。停爐後檢查發現主要是（shì）耐火磚上和敷設耐火（huǒ）水泥的部（bù）位結焦、積（jī）渣嚴重，尤其（qí）是四（sì）個小角部*為嚴重。直流高壓發生器
3.2.2燃燒調整（zhěng）方麵
1）燃燒中空氣量不足。燃燒過程中，若空氣量不足，其燃（rán）燒時就不易達到（dào）完全燃燒，未完全燃燒將產生一氧化碳及氫等還原性氣體（tǐ）。在煙氣中存在還原性氣體，使灰中熔點較高的三氧化二鐵還原成（chéng）熔點很低（dī）的氧化鐵，大大降低了灰熔點(可能降低300～350℃)，會形成嚴重的結焦。燃用揮發（fā）分較（jiào）大的煤，如果直流高壓發生器空氣量不足，也會使結焦加劇。我廠#1爐剛投產，運行人員之前都是（shì）在200MW及以下的鍋爐機組中工作，且都是四（sì）角切（qiē）園的鍋爐，對於300MW的“W”燃燒爐，都沒有運（yùn）行經驗，在操作時，比較保守，怕（pà）熄火，風量用得小，所以空氣量不足，常常缺氧燃燒。
2）燃料與空（kōng）氣混合**，攪拌**
鍋爐運行的配風（fēng）方式也是影響結渣或積灰的（de）主要因素。由於燃料與空氣（qì）混（hún）合不好，即使（shǐ）供給了正常所（suǒ）需要的空氣量，也會出現空氣量（liàng）不足的問題。因（yīn）為混合攪拌**的時候，某些部分空氣多一些，則燃燒就完全，有的地方空氣少一些則（zé）燃（rán）燒就不（bú）完全。從而造成煤在爐（lú）內燃燒**、煙氣溫度不均（jun1）勻。在煙氣溫度高的地方，管壁（bì）溫度高（gāo），未燃盡的煤（méi）粉顆粒一旦粘結在上麵（miàn）繼續燃燒，將形成灰粒的粘附。在燃燒不完全,產生大量的CO,使灰熔點降低,導致結渣。
混合**是（shì）由於風量調配不恰當（例如一、直流高壓發生（shēng）器二次（cì）風的比例不當），燃料及（jí）二（èr）次風調整不好所（suǒ）造（zào）成（chéng）的。故噴燃器的結構對風粉的混合有著很大的影響（xiǎng），噴燃器的布置不當和結構上有缺點，往往會使結焦加劇。此外,由於爐膛內的（de）煙氣（qì）處於劇（jù）烈的運動中,煙氣成分不斷變化,同一煤種的煤灰在不同部位的灰熔點可（kě）能不同,也促進了結渣。由於我廠#1爐剛投產，運行人員經驗不足，對設備的特性尚未完全（quán）吃透，這一問題就（jiù）顯得特別突出。
3）燃料和（hé）空氣散（sàn）布（bù）不均，造成火焰偏斜
火焰的偏（piān）斜是燃料和空（kōng）氣散布不均所造成的。在正常運行中爐膛中心溫度應該（gāi）*高，由於火焰的偏斜將使*高火焰層（céng）移到（dào）邊側，這樣灰就得不到足夠的（de）冷卻，而灼熱的灰粒與水冷壁受熱麵接觸的時候，就（jiù）很快的粘了上去，形成焦。燃料與空氣散布不均，往往是由於運行調整不及時或調整不當所致。從我廠停爐後檢查左（zuǒ）右兩側牆及四角結焦較嚴（yán）重的結果（guǒ）來看，就（jiù）充分說明了這（zhè）一問題。
3.2.3運行管理方（fāng）麵直流高壓發生器
1）吹灰打焦不及時（shí）
在（zài）鍋（guō）爐的某些受熱麵上積灰（huī）後（hòu），受熱麵變得粗糙，一有粘性（xìng）的（de）灰碰上去，就很容易附（fù）在上麵。因為它是一個自動（dòng）加劇的過程。若不及時（shí）清（qīng）焦，結焦加劇，將會使鍋（guō）爐出力受到限製。
2）煤粉細度不（bú）均勻
煤粉細度和粒度分布對鍋爐（lú）結渣有（yǒu）一定影響（xiǎng），煤粉過細、過粗均可能引起（qǐ）結渣。煤粉細度視煤種與具體的鍋爐的結構（gòu）而定，應通過試驗來確定。對於直吹式製粉係統，當磨（mó）煤機出現故障時，煤粉顆（kē）粒（lì）變粗，進入鍋爐的煤粉燃（rán）燒不完全，且燃燒後的灰粒（lì）容易產生（shēng）離析，撞擊（jī）爐膛受熱（rè）麵而產生結渣。由於垮焦，使燃燒不穩而（ér）投（tóu）油助（zhù）燃，使（shǐ）火（huǒ）焰溫度升（shēng）高，並促進灰熔融軟化。此外，由於煤（méi）油（yóu）的燃燒速度不（bú）同，會造成（chéng）局部燃燒不全、還原性氣體（tǐ）增多（duō），灰熔點降低，甚至還會造（zào）成煤粉和空氣在爐膛中分（fèn）布不均勻，導致火焰偏斜，*高焰層邊移，而使燃燒後的灰渣得不到足夠的（de）冷卻，進而使灰（huī）粒直流高壓發生器與爐（lú）膛內的水冷壁管接觸時，粘結在（zài）上麵而形成結渣。
3）磨煤機運行方式的影響
對於直吹式製粉（fěn）係統，當投入爐膛兩邊磨煤機對應的火嘴時（shí），因其邊界空氣量的不足，會造成嚴重的結焦。尤其是四角火嘴，B1、B4、C1、C4的長期（qī）投用。
3.2.4煤質方麵直流高壓（yā）發生器
1）燃料（liào）質量低劣直流高壓發生器
煤內雜質偏多，灰熔點低，灰分大，都容易產生直流高壓發生器（qì）結焦（jiāo）。灰中的含鐵量和堿類的增加將灰的熔點大大降低,當煤含有較多量硫化鐵的時候,結焦*為嚴重。
灰分雜質的熔點溫度由表1-1可以清楚看到，含有的雜質不一樣而灰的熔點就會有（yǒu）很大（dà）的差（chà）別（bié）。灰熔化了以後，就產生了粘（zhān）結性，碰（pèng）到較冷的物體，就粘附在上邊。鍋爐的燃燒過程是很快的，煤粉從噴燃器噴（pēn）出經過加熱、烘幹（gàn）、著火到燃盡的時間僅為2～3秒，當灰粒通過很高的火焰中心時，灰粒都（dōu）會被熔化而成膠質狀（zhuàng）直流高壓（yā）發生器態。但是這時的灰粒還是在空間懸浮著，當灰粒上升至爐膛出口處的時候，由於出口煙溫比火焰中心溫度低，膠質狀態的灰粒將被冷卻（què）凝（níng）固，這樣就不會產生結焦。但當燃燒不完全時，就會產生一氧化碳半（bàn）還原氣體，這樣（yàng）使灰熔點溫度（dù）降（jiàng）低（dī）大約300～350℃促使膠質狀態的灰粒得不到凝固而結（jié）焦。管上粘結一層灰焦之後（hòu），焦與焦的粘附力強，所以（yǐ）灰焦粒更容易（yì）被（bèi）粘住，形成一層（céng）焦，從而使管子受熱差，表麵溫度升（shēng）高，更便於焦塊粘附，結焦過程是一個自動加劇的惡性循環過程。
表1-1各成分熔點溫度：
名稱熔點溫度（℃）名（míng）稱熔點溫度（℃）
氧化矽 1625 四氧（yǎng）化三（sān）鐵 1580
三氧化（huà）二鋁 2050 氧（yǎng）化（huà）亞鐵 1421直（zhí）流高壓發（fā）生器
氧化鈣（石灰） 2570 堿類 800－1000
氧化鎂 2800 矽酸（suān）鹽 1000－1100
由於我廠在（zài）投產初期，與我廠（chǎng）配（pèi）套的大煤礦（kuàng）未投產直流高壓發生器，主要煤源為小窯煤，致使入廠煤的（de）灰份極（jí）大，設計煤種的灰份為25.66%，而實際燃用煤種的灰份都在40%以上（shàng），有時高（gāo）達47%。且煤中的（de）石頭、矸石（shí）極多（duō），更加大了結（jié）焦（jiāo）的嚴重性。
2）煤質發熱量過低
我廠設（shè）計煤種的低位發熱量為22.486MJ/kg,而實際燃用煤種的低位（wèi）發熱（rè）量僅有17MJ/kg左右，這就使（shǐ）使燃料消耗量大大增加（jiā），相應的灰份（fèn）也會大大增加。從而更加大了結焦的嚴重性。
直流高壓發生（shēng）器直流高壓發（fā）生器
4、針對結焦的原因采取對策
為（wéi）了解決結焦嚴重的問題，我廠采取了以下措施：
4.1加強燃料管理
1）從幾個“W”火焰鍋爐運行的經驗來看，煤種的變化是導致結焦的*主要的原因，特別（bié）是燃用灰熔點低、揮發份相對較高的煤種（zhǒng），其在下部爐（lú）膛燃燒時著火點早，火焰相對（duì）密集，造成擴散性燃燒（shāo），下部爐（lú）膛容積熱負荷較（jiào）大，從而造（zào）成局部高溫區壁麵結焦（jiāo）、積渣。因此燃用設計煤種是（shì）防止爐膛結（jié）焦*重要的（de）措施。為此我廠成立了以黨委書記為組長各部門的主要領（lǐng）導參（cān）加的燃料管理領導小組，加強燃料管理，尤其是對入（rù）廠煤（méi）的管理。
2）製定了《關於燃煤摻燒的有（yǒu）關規（guī）定》，要求對入爐煤進行搭配摻燒。尤其是（shì）灰份大（dà）的煤，要與灰（huī）份小的煤摻燒（shāo），以降低入（rù）爐煤的（de）平均灰份。直流高壓發生器
3）組織人力對入廠（chǎng）煤中的石（shí）頭、矸石進行清理（lǐ），不讓其上皮帶，更不（bú）讓其（qí）進入煤倉。
4.2加強運行管理直流高壓發生器
1）製定了《關於吹灰的管理（lǐ）規定》，並（bìng）嚴格執行，增加了吹（chuī）直（zhí）流高（gāo）壓（yā）發（fā）生器灰的（de）次數，尤其是爐膛，從（cóng）每天吹灰（huī）1次，增加到每天吹灰3次。
2）加強清焦工作，對（duì）看火（huǒ）孔、檢查孔的焦，要求隨時**。
3）在四台磨（mó）煤機運行時，規定將四角火嘴，B1、B4、C1、C4停用，並將其（qí）對應的F擋（dǎng）板開至20—30%，以補充四角風量的不（bú）足。規定能換停用中部（bù）火嘴，但不關其對應（yīng）的F擋板，以補充燃燒中心風量的不足。
4）製定了（le）《防止結焦的措施》，並嚴（yán）格執（zhí）行。
4.3加強運行調整直流高壓發生器
1）降低爐膛（táng）出口煙氣溫度
當有充足的空（kōng）氣量的時（shí）候，爐膛（táng）出口煙氣溫度是鍋爐受熱麵結（jié）焦的（de）決定性因素，因（yīn）此需要把爐膛（táng）出口的煙（yān）氣溫度控製在規定（dìng）範圍內，一般應該比灰分的（de）軟化（huà）溫度（dù）低50℃～100℃。
為使爐膛出口的煙氣溫度不致過高直流（liú）高（gāo）壓發生器，應采用調整爐內燃燒和減少爐內熱強度的方式（shì）進行：
①合理的使（shǐ）用（yòng）一、二次風，使（shǐ）燃燒達到既快又完全，這樣爐膛出口煙氣溫度就會（huì）下降。二次風小，燃燒就不容（róng）易完全（quán），同時火焰中心會（huì）偏高。一次（cì）風量太大（dà），火焰中心上移，而有的火嘴還直射後牆（qiáng），引起嚴（yán）重的結焦。所以要調整一、二次風的風速和比例。
②減少爐膛熱（rè）負荷。維（wéi）持給水在較高的溫（wēn）度下運（yùn）行，減少從鍋（guō）爐抽出較多的飽和（hé）蒸汽（qì）量；不允許鍋爐有較大（dà）的過負荷現象，避免劇烈的增加（jiā）和減少負荷。
③加速燃煤在爐膛入口處著火。如果著火提前了，燃料在爐（lú）膛內燃燒的時間就相應的延長，這樣，就有能降低爐膛出口的煙氣溫度。
2）保持適當（dāng）的（de）過剩空氣量
當煤粉燃燒（shāo）時，因為空氣和煤粉不可能非（fēi）常均勻（yún）的接觸（chù）。因此（cǐ），除了必要的（de）空氣量以外，還需要一部分過量空氣來彌補。當過剩空（kōng）氣量（liàng）太大時，煙氣量要（yào）增加，爐膛出（chū）口煙溫也要升（shēng）高；如果空氣（qì）量太小（xiǎo），燃（rán）燒時又會產生一氧化碳，同時飛灰可燃物也（yě）大大增加，兩者都給結焦創造了條件。所以，要保持（chí）一定（dìng）的過剩空氣係數。
3）保持爐膛內火焰的均勻分布和磨煤機運行方式（shì）合理性
給粉要均勻，啟停（tíng）給粉（fěn）機要對稱，火焰均勻充（chōng）滿爐（lú）膛，兩側吸（xī）送風機出力應均勻，不使煙風偏斜。對於直吹式製粉係統，要保持磨煤機火嘴對稱運行，盡量不用爐膛邊（biān）角的火嘴。
4）保持合適的煤粉細度和均勻度
根據運行經驗，現煤粉細度一般保持在R90=6-7%。
5）加強運行監視
運行中，可根（gēn）據儀表指示和實際觀察來判斷是否結焦。鍋爐結焦後，煤粉消耗量增加，爐膛出口煙溫升高，過熱汽溫升高且減溫水量增大，鍋爐排煙溫度升（shēng）高。爐膛出口結焦時，爐（lú）膛的負壓值還會減小，嚴重時甚（shèn）至有正壓出現。此時應及時除焦，防止結（jié）焦的加劇。另（lìng）外運行中要保證能（néng）及時吹灰（huī）。
6）利用降（jiàng）負荷的方法
保持*低負荷20～30分鍾，可使爐膛溫度降低，焦塊受冷卻而自行掉下來。但此法對鍋爐運行狀（zhuàng）態（tài）影響較大，盡量不采（cǎi）用。
直流高壓（yā）發生（shēng）器
5、結論（lùn）
通（tōng）過以上分析，要從根本上解決鍋爐結（jié）焦、積渣問題，關鍵是適（shì）應負荷率和（hé）煤種變化，對爐內燃燒進行合理（lǐ）調節，嚴格控製燃煤煤種偏離設（shè）計煤種過多。我們在進行燃（rán）燒（shāo）調整的同時，改善爐膛吹灰、跟蹤爐內結焦、積渣情況，讓結焦消失在萌芽狀態。我廠通過上述措施的執（zhí）行，經過一段時間的運行觀察，結（jié）焦嚴重的問題基本得到了解決，9月份（fèn）全月垮焦隻有三次，均未投油（yóu）助燃，撈渣機未被卡死過，排（pái）煙溫度從原來的170℃以（yǐ）上（shàng），降到160℃以下，從目前來看，效果是很明顯的（de）。直流高壓發生器

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