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1、600MW 机组燃烧器喷嘴烧坏原因分析及治理对策1、概述燃烧器是煤粉锅炉燃烧设备的主要组成部分，它的作用是：将燃料和燃料所需的空气送 入炉膛，并组织一定的气流结构，使燃料和空气充分混合，造成必须的燃烧强度，在炉内迅 速稳定地着火，达到完全的燃烧，保证锅炉安全经济运行，富通新能源生产销售生物质锅炉， 生物质锅炉主要燃烧秸秆颗粒机、木屑颗粒机、秸秆压块机压制的生物质颗粒燃料。2、设备现状洛河发电厂三期工程2X600 MW机组于2007年底投产发电，配套2台上海锅炉厂有限 公司提供的600 MW超临界压力直流锅炉，型号为SG-1918/25.4。本锅炉燃烧方式采用从 美国阿尔斯通能源公司引进的摆动式
2、四角切圆燃烧技术。采用中速磨煤机、冷燃料风机、正 压直吹式制粉系统设计，煤粉燃烧器为四角布置、切向燃烧、摆动式燃烧器。主风箱设有6 层宽调节比(WR)煤粉喷管，在煤粉喷嘴四周布置有燃料风，每组燃烧器沿高度方向分为A、 B， C、D、E、F 六个煤粉喷燃层。每台磨煤机的出口由四根一次风管接至炉膛四角的同一 层煤粉喷嘴，锅炉MCR和ECR负荷时均投五层，另一层备用。三期两台锅炉2007年投运 以后，在 2008 年和 2009 年机组检修和临检时，检查发现燃烧器喷嘴烧损较严重，主要是 E、 F层共8只一次风喷嘴和喷管。(1) 2008 年 5、 6号炉小修，检查发现5 号炉燃烧器一次风喷嘴和6号炉
3、燃烧器一次风喷 嘴烧损严重。在小修中对烧坏的燃料风喷管和喷嘴进行了更换处理。(2) 2009年9月5号炉B级检修，检查发现5号炉燃烧器一次风喷嘴再次烧损严重。(3) 燃烧器烧损特点分析。通过2008 年和 2009 年燃烧器烧损情况的统计分析发现：燃烧 器的E、F层的一次风喷嘴和喷管烧损最为严重，A、B、C、D层未出现烧损现象(4) 燃烧器烧损后造成的危害。燃烧器一次风喷嘴和喷管烧损变形后，炉膛火焰中心与设 计值偏差大，而且喷口尺寸与原尺寸偏差大，射流的初始动量与未烧损前相比动量减少，射 程变短，刚性也差，煤粉在喷口不远处着火，喷口附近温度高，易产生结渣。从检查情况发 现 E、 F 层附近的水
4、冷壁结渣比较严重。2008 年和 2009 年， 5、 6 号炉燃烧器一次风喷嘴因为喷嘴顿体烧坏脱落砸通水冷壁管造 成泄漏3次，致使机组停运。停运实际经济损失458.5万元。燃烧器一次风喷嘴和喷管烧损后需进行更换处理，更换时需将燃烧器外部连接的粉管解 列，将燃烧器一次风喷管和喷嘴一起向外拉出后进行更换，再装入，工作量大，环境差，费 工、费时、费钱。3、存在问题及分析三期两台机组运行时间短， 2007年底投产， 2008年小修检查就发现燃烧器一次风喷嘴和 喷管烧损，特别是2008年更换的新喷管和喷嘴，在 2009年检修时发现又烧损严重，而且都 是E、F层。针对燃烧器E、F层一次风喷管和喷嘴短期内
5、烧损问题，进行了分析，认为有 以下几个方面原因。3.1 燃烧器材质问题通过对烧损的燃烧器喷嘴和喷管进行分析，发现原喷嘴和喷管材料为ZG40Cr20Ni5,此 材料长期在高温下工作，当煤粉燃烧不稳定时，引起炉膛内温度分布不均匀或喷嘴处结焦， 使喷嘴因温差产生热应力，致使喷嘴局部产生严重变形，一次风射程变短，刚性也差，煤粉 在喷口不远处着火，喷口附近温度高，在构件中产生局部附加应力，当温度波动较大时，热 应力变化幅度较大，造成喷嘴表面形成热疲劳裂纹，时间一长，造成燃烧器喷嘴和喷管烧损。 3.2风门挡板结构设计问题燃料风风门挡板的结构为双挡板对称布置，全关状态下挡板呈15，从全关到全开的转 角为 7
6、5，当风门全关时，挡板仍留有8%的流通空间，这是为了避免挡板全关时燃烧器喷 嘴过热而被烧坏。机组在低负荷运行时，E、F磨煤机停运，风门挡板关闭，虽留有8%的流通空间，但挡 板为机械式，各个连接机构之间的销孔和销轴之间存有间隙，造成挡板的连接机构有空行程， 在调试检查时发现：CRT和就地挡板刻度盘上显示挡板全关时，挡板应有开度为8%的流通 空间，而就地实际检查挡板没有8%的流通空间，里面的挡板开度实际几乎是零，这是造成 机组在低负荷运行时，E、F磨煤机停运，E、F层一次风喷嘴和喷管没有燃料风冷却，造成 喷嘴和喷管附近温度过高、变形甚至烧坏，由此可见喷嘴燃料风风量过小，不能够冷却一次 风喷嘴及喷管
7、是造成一次风喷嘴及喷管烧损的主要原因。3.3 检修存在问题在机组大小修后，未能将两侧大风箱内清理干净，留有碎铁杂物，在运行期间吹到挡板 处，造成挡板卡涩；同时检修人员在检修后只是看挡板动不动，而没有认真去校对挡板的开 度，造成挡板的实际开度与要求不符，燃烧器喷嘴在运行中冷却风不够，造成燃烧器喷管和 喷嘴烧损。4、改造措施4.1 提高喷嘴及风管的材质等级在 5、 6 号机组大小修期间，对烧坏喷管和喷嘴进行整体更换。为改善燃烧器喷嘴材科的 高温性能，喷嘴选用：ZG40Cr24Ni9Si2NRe(NR9);喷管选用耐磨钢铸件JM6a。此喷嘴材料 钢种为新研制的钢种，具有较高的热疲劳性能和高温氧化性能
8、，化学成份铸件的金相组织为： 奥氏体十合金碳化物十铁索体，铸造的模样选用具有一定强度、粒度细的模原材料制作，为 保证喷嘴和喷管质量，所有零部件铸造和机加工完毕期间，派专业技术人员到备品厂进行检 验、监造。4.2 对存在问题进行技术改造针对 2 台炉燃烧器存在的上述问题，找到燃烧器喷嘴和喷管易烧损问题的原因后，在随 后的机组检修中，做了以下2项工作。(1) 在2010年机组检修中，对2台炉E、F层烧损的燃烧器一次风喷嘴和喷管全部进行了 更换。(2) 调整挡板开度，对2台炉燃烧器E、F层的燃料风挡板开度进行了重新标定，即当风 门全关时，将E、F层的燃料风挡板开度由原来的8%的流通空间增加到30%的
9、流通空间。4.3 加强运行工况调整运行中加强燃烧调整，组织合理的燃烧工况和恰当的火焰中心，以减少高温腐蚀，减少 烟气温度偏差；要求运行人员要精心调整燃烧，防止热负荷过分集中、燃烧中心不合适、烟 温偏差大等问题，合理控制风量和风量的分配，防止火嘴被烧坏。4.4 改造前后燃烧器检查情况对比2011年4月5号炉C级检修，2011年9月份6号炉A级检修检查发现：2台炉的E、F 层一次风喷嘴和喷管均较好，没有烧损。5、结束语经过近一年时间的运行情况分析，洛河电厂5号、 6号炉一次风喷嘴及喷管未发生变形、 烧损现象，E、F层附近的水冷壁未发现大面积结渣结焦现象，设备运行的可靠性大大增强， 在对锅炉燃烧器一次风喷嘴和喷管易烧坏的治理上，取得了可喜的成绩，确保了机组的安全 经济运行，达到了预期效果。
600MW机组燃烧器喷嘴烧坏原因分析及治理对策
