發電廠鍋爐直流燃燒器驗收對高溫腐蝕的影響

結合公司要求做好前控工作， 針對燃燒器存在較多問題及公司內鍋爐高溫腐蝕情況， 水冷壁管發生不同程度減薄， 更換較多， 如停爐不及時會導致爆管異常事故的發生。 燃燒器檢修後驗收不合格是造成高溫腐蝕的原因之一， 為減少對高溫腐蝕的影響， 對設備檢修工藝水準提出更高要求。

【關鍵字】燃燒器；高溫腐蝕；水冷壁

引 言

根據《防止電力生產事故的二十五項重點要求》中“6.2.2規定：重視鍋爐燃燒器的安裝、檢修和維護， 保留必要的安裝記錄， 確保安裝角度正確， 避免一次風射流偏斜產生貼壁氣流。

燃燒器改造後的鍋爐投運前應進行冷態爐膛空氣動力場試驗， 以檢查燃燒器安裝角度是否正確， 確定鍋爐爐內空氣動力場符合設計要求。 ”本文對公司部分四角切圓直流燃燒器鍋爐高溫腐蝕嚴重的情況， 對鍋爐進行排查發現， 燃燒器的工作性能好壞對高溫腐蝕影響較大。

一、四角切圓直流燃燒器的工作原理

直流燃燒器一般佈置在爐膛四角， 煤粉氣流在射出噴口時， 雖然是直流射流， 但當四股氣流到達爐膛中心時， 以切圓形式匯合， 形成旋轉燃燒火焰， 同時在爐膛形成一個自下而上的旋渦狀氣流。

二、檢修後燃燒器驗收項目及方法

在DL/T 5210.2-2009《電力建設施工品質驗收及評價規程》中有明確的燃燒器驗收規定， 對於新建機組燃燒器的驗收都嚴格執行《電力建設施工品質驗收及評價規程》規定，

但是隨著鍋爐長時間運行及部分設備老化， 爐內工況的影響， 停爐後通過對燃燒器的檢查發現燃燒器燒損、變形、水準不一致等情況均有發生（如：燃燒器濃淡分離導流板磨損、磨穿， 二次風噴口變形， 傳動部分拉杆變形或彎曲造成噴口上仰、下傾）。 如果檢修期間燃燒器不能及時處理好並驗收合格， 機組啟動後就會造成爐內假想切圓不規則磨損沖刷水冷壁， 導致高溫腐蝕的發生。 為了保證機組啟動後鍋爐燃燒穩定， 減少高溫腐蝕， 鍋爐檢修後燃燒器進行以下項目驗收：噴口垂直度、水平度、深入度、擺角同步度、切圓等項目。 下面介紹驗收方法：

1、燃燒器噴口垂直度、水平度的測量：垂直度在燃燒器上方從上自下放垂線， 線墜不能碰到下方水冷壁要懸空， 測量每個燃燒器上噴口與下噴口線墜距離， 其偏差不大於±5mm；水平度測量保證燃燒器噴口與兩側水冷壁的間距相同， 不能偏差， 如有偏差氣流可能沖刷水冷壁；垂直度、水平度保證不了， 擺角的同步度也無法保證， 擺角擺動後的切圓就會偏差。

2、噴燃器伸入爐膛深度偏差：因為鍋爐廠家不同， 燃燒器伸入爐膛深度要求不相同， 廠家給定伸入爐膛深度也不同， 例：某電廠燃燒器廠家給定為#2、#4角327mm， #1、#3角根據正弦定律算出為307mm， 驗收方法為在燃燒器中心點引出與水冷壁平行線， 測量兩平行線的距離減去（水冷壁半徑+壁厚）為燃燒器深入爐膛深度偏差不大於±5mm；魏橋一電燃燒器廠家給出計算值為#1、#3角（-50/0mm），

#2、#4角（-43/+7mm）， 驗收方法是在燃燒器垂直水冷壁拉一直線測量燃燒器中心到垂直線的距離減去（水冷壁半徑+壁厚）為燃燒器深入爐膛深度偏差不大於±5mm。

3、切圓的驗收：切圓的測量方法有拉線法和鐳射標線儀測量法。 方法為：在燃燒器上部前後、左右水冷壁中心拉線， 在其交點吊垂直線；然後分別測量各角噴口截面中心處射線到交點垂線之間的距離， 再與假想切圓半徑比較， 差值應保證射線偏差角度≤0.5°， 距離應通過勾股定律計算和查表得出。 其中如何保證所測量射線與噴口出口截面垂直是減小誤差的關鍵， 在測量上鐳射標線儀測量法比拉線法測量誤差小，

但是有的一次風噴嘴無法放置鐳射標線儀故只能採用拉線法， 拉線法有兩種：第一種通過燃燒器外噴口截面中心與內噴口截面中心放射線進行測量， 第二種在爐內燃燒器噴口處利用等腰三角形方法放射線進行測量。

三、驗收不合格對高溫腐蝕的影響

當燃燒器驗收不合格時， 由於爐內四股氣流的相互作用， 不僅影響到氣流偏斜程度， 也影響到假想切圓直徑；爐內燃燒假想切圓直徑的變形不僅影響著氣流貼牆、結渣情況和燃燒穩定， 還影響著汽溫調節和爐膛容積中火焰的充滿程度及火焰中心位置， 導致高溫腐蝕的發生；當鍋爐燃用煤質變化較大時， 切圓直徑的大小十分重要， 當切圓直徑較大時， 上游鄰角火焰向下游煤粉氣流的根部靠近，雖然煤粉的著火較好；這時爐內氣流旋轉強烈，氣流擾動大，帶來下述問題：⑴噴口水平、垂直度及擺角不同步時，假想切圓不規則導致火焰容易貼壁，沖刷水冷壁引起結渣，產生還原性氣氛造成高溫腐蝕；⑵著火過於靠近噴口，容易燒壞噴口，噴口燒壞後造成假想切圓變得不規則，煤粉氣流貼近沖刷水冷壁；⑶燃燒器百葉窗磨損、磨穿後，導致背火側噴口出來的風速也較高，周界風不能包裹住一次風粉，由於火焰旋轉強烈時，產生的旋轉動量矩大，同時因為高溫火焰粘度很大，造成火焰在水冷壁區域燃燒產生還原性氣氛造成高溫腐蝕，同時到達爐膛出口處，殘餘旋轉較大，這將使爐膛出口汽溫分佈不均勻程度加大，因而即容易引起較大的熱偏差，也可能導致過熱器結渣，還可能引起過熱器超溫。

當切圓直徑較小時，則容易出現對角氣流對撞，火焰推遲，四角火焰的“自點燃”作用減弱燃燒不穩定，燃燒不完全，爐膛出口煙溫升高一系列不良現場，影響鍋爐安全運行。煤質對假想切圓的直徑也不盡相同，燃用揮發分低劣煤時，希望較大的切圓直徑，但切圓直徑過大，一次風煤粉氣流可能偏轉貼壁，火焰沖刷水冷壁引起結渣。燃用易著火、易結渣和高揮發分的煤種時，適當減小切圓直徑，大的切圓直徑容易導致爐膛出口氣流殘餘旋轉，對燃盡有利，但容易增大煙溫偏差引起超溫。因此要求運行人員及時與燃料車間溝通，瞭解煤質，適時調整風溫、風速，保持鍋爐燃燒穩定。

四、結論

燃燒器驗收不合格，假想切圓不規則，在鍋爐運行時導致鍋爐煤粉在水冷壁區域燃燒產生還原性氣體，容易發生積渣、高溫腐蝕情況；所以，要求加強燃燒器設備治理工作，對磨損、燒損的燃燒器及時修復，並對燃燒器水平度、垂直度、擺角同步檢查，保證驗收合格。

上游鄰角火焰向下游煤粉氣流的根部靠近，雖然煤粉的著火較好；這時爐內氣流旋轉強烈，氣流擾動大，帶來下述問題：⑴噴口水平、垂直度及擺角不同步時，假想切圓不規則導致火焰容易貼壁，沖刷水冷壁引起結渣，產生還原性氣氛造成高溫腐蝕；⑵著火過於靠近噴口，容易燒壞噴口，噴口燒壞後造成假想切圓變得不規則，煤粉氣流貼近沖刷水冷壁；⑶燃燒器百葉窗磨損、磨穿後，導致背火側噴口出來的風速也較高，周界風不能包裹住一次風粉，由於火焰旋轉強烈時，產生的旋轉動量矩大，同時因為高溫火焰粘度很大，造成火焰在水冷壁區域燃燒產生還原性氣氛造成高溫腐蝕，同時到達爐膛出口處，殘餘旋轉較大，這將使爐膛出口汽溫分佈不均勻程度加大，因而即容易引起較大的熱偏差，也可能導致過熱器結渣，還可能引起過熱器超溫。

當切圓直徑較小時，則容易出現對角氣流對撞，火焰推遲，四角火焰的“自點燃”作用減弱燃燒不穩定，燃燒不完全，爐膛出口煙溫升高一系列不良現場，影響鍋爐安全運行。煤質對假想切圓的直徑也不盡相同，燃用揮發分低劣煤時，希望較大的切圓直徑，但切圓直徑過大，一次風煤粉氣流可能偏轉貼壁，火焰沖刷水冷壁引起結渣。燃用易著火、易結渣和高揮發分的煤種時，適當減小切圓直徑，大的切圓直徑容易導致爐膛出口氣流殘餘旋轉，對燃盡有利，但容易增大煙溫偏差引起超溫。因此要求運行人員及時與燃料車間溝通，瞭解煤質，適時調整風溫、風速，保持鍋爐燃燒穩定。

四、結論

燃燒器驗收不合格，假想切圓不規則，在鍋爐運行時導致鍋爐煤粉在水冷壁區域燃燒產生還原性氣體，容易發生積渣、高溫腐蝕情況；所以，要求加強燃燒器設備治理工作，對磨損、燒損的燃燒器及時修復，並對燃燒器水平度、垂直度、擺角同步檢查，保證驗收合格。