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直流高壓發生器的使用原理

1、前言
大方發電有限直流高（gāo）壓發生器公司＃1爐係東方鍋爐廠（chǎng）生產的DG1025/18.2－II15型亞（yà）臨界、一（yī）次中間再熱、自然循環固態排渣、“W”火焰燃（rán）燒汽包爐。設計參數為：過熱蒸汽流量：1025t∕h；過熱蒸（zhēng）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；再熱蒸汽入口壓力3.91MPa；再熱蒸汽入口溫度327.5℃；再熱蒸（zhēng）汽出口溫度540℃，給水溫（wēn）度279.5℃。汽包工（gōng）作壓力18.7MPa。鍋爐額定蒸發量947.5 t∕h。過熱器係統共設置兩級噴（pēn）水減溫，再熱器係統共設置**事（shì）故噴水減溫。
大方發電有限公司＃1機組於2006年7月11日（rì）22：45點火,進入168小時試運行，於2006年7月22日4：40分順利（lì）通過168小（xiǎo）時試運行（háng），進入直流高壓發生器商業運行階段。

2、機組投產（chǎn）後（hòu）存在直流直流高壓發生器高壓發生（shēng）器的問題（tí）：
機組投產後，在運（yùn）行中出現*多、*麻（má）煩的直流高壓發（fā）生器問題是鍋爐結焦比較嚴重，特別（bié）是四角翼牆及（jí）左右牆；垮焦次數特別多，僅8月份一個月內大的垮焦次（cì）數就達7次，其中1次導致鍋爐熄火，6次（cì）導致撈渣機卡死，需投油助燃（rán）的小的垮焦次數幾乎每天都有。 8月份一個月的助燃用油高達106噸，飛灰含碳率（lǜ）12-15%，排煙溫度（dù）170℃以上。
直（zhí）流高壓發生器
3、結（jié）焦的原（yuán）因（yīn）直流高壓發生器分析：
3.1結（jié）焦的機理
結焦，是指在煤粉爐的爐膛中，熔融的灰（huī）渣粘（zhān）結在受熱麵上的（de）現象（xiàng），粘結物硬度大、密度大；積渣，是（shì）指熔融的（de）灰（huī）渣不斷積聚在（zài）受熱麵上的現象，積聚（jù）物鬆（sōng）軟。結焦、積渣形成有（yǒu）兩個條件，一是（shì）溫度過高，二是灰熔（róng）點過低。鍋爐結焦是個很複雜的物理化學過程，它涉及煤的燃燒、爐內傳熱、煤質的結焦（jiāo）特性、煤灰粒子在爐（lú）內運動以及煤灰與管壁間的粘附等過程（chéng）。結焦的形成主要有以下幾個過程：
3.1.1煤粉在燃燒過程中形態的變化
3.1.2灰粒向水冷壁的輸運過（guò）程直流高壓發（fā）生器
3.1.3灰渣在管壁上的粘接（jiē）和結聚長大
3.2造成（chéng）我廠#1爐結焦嚴重的原因
造成我廠#1爐結焦（jiāo）嚴重的原因很多，現分析如下：
3.2.1設計（jì）方麵直流高壓發生器（qì）
1）設計煤種與實際燃用煤種的（de）特性（xìng）參數相差較直流高壓發生器大（dà），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，有時（shí）高達47%。設計煤種（zhǒng）的低位（wèi）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（hé）過高；輻射受熱麵布（bù）置較少，水冷壁管間距過大，吸熱量（liàng）小；爐膛出口煙（yān）氣（qì）溫度選得太（tài）高；爐膛出口流（liú）通截麵（miàn）狹窄，火焰中心位置太高。
2）衛燃帶、耐火磚（zhuān）敷（fū）設過多。由於我廠所燃用的是極難著火和燃燒的無煙煤，為了穩燃，在下爐膛水冷壁大麵（miàn）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（méi）粉（fěn）極易粘附在耐火磚上結焦、積渣。停爐後檢查發現主（zhǔ）要是耐火磚上和敷設耐火水泥的部位結焦、積渣（zhā）嚴重，尤其是四個小角部*為嚴重。直流高壓發生器
3.2.2燃燒調整方麵
1）燃燒中空氣量不足（zú）。燃燒過程中，若空氣量不足，其燃燒時就不易達到完全燃燒（shāo），未完全燃燒將產生一氧化碳及氫等還原性氣體。在煙（yān）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熔點很低的氧化鐵，大大降（jiàng）低了灰熔點(可能降低300～350℃)，會形成嚴重的結焦。燃（rán）用（yòng）揮發分較大的煤，如果直（zhí）流高壓發生器空氣量不足，也會使結焦（jiāo）加劇。我廠#1爐剛投產，運行人員之前都是在200MW及以下的鍋爐機組中工作，且都是四角切園的鍋爐，對於300MW的“W”燃燒爐（lú），都沒有運（yùn）行經驗，在操作時，比較保守，怕熄火，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**
鍋爐運行的配風方式也是影響結渣或積（jī）灰的主要因素。由於燃料與空氣混合不好，即（jí）使供給了（le）正常所需要的空（kōng）氣量，也會出現空氣量不足的問題。因為混合（hé）攪拌**的時候，某些部分空氣多一些，則燃燒就（jiù）完全，有的地方空氣少一些則燃燒就不完全（quán）。從而造成煤在爐內燃燒**、煙氣溫度不均勻。在煙氣溫度高的地方（fāng），管壁溫度高（gāo），未燃盡的煤粉顆粒一旦粘結在上麵繼續燃燒，將形（xíng）成灰粒的粘（zhān）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**是由於風量調配不恰當（例如一、直流高（gāo）壓發生器二次風（fēng）的比例不當），燃料及二次風調整不好所造成的（de）。故噴燃器的結構對風粉的（de）混合有著（zhe）很大的影響，噴燃器的布置不（bú）當和（hé）結構上有缺點，往往會使結焦加劇。此外,由於爐膛內的煙氣處於劇烈的運動中（zhōng）,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能不同,也促進了（le）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（wèi）完全吃透，這一問題（tí）就顯得特別突出。
3）燃料和空氣散布不均，造成火焰（yàn）偏斜
火焰的偏斜是燃（rán）料（liào）和空氣散布不均所造成的。在正常運行（háng）中（zhōng）爐膛中心溫度應該*高，由於火焰的偏斜（xié）將使*高火焰（yàn）層移到邊側（cè），這樣灰就得不到足夠的冷卻，而灼熱的灰粒與水（shuǐ）冷壁受熱麵接觸的時候，就很快的粘了上去（qù），形成焦。燃料與空氣散布不均，往往是由於（yú）運行調整不及時（shí）或調整不當（dāng）所致。從我廠停爐後檢查（chá）左右兩側牆（qiáng）及四角結焦較嚴（yán）重的結果來看，就充（chōng）分說明了這一問題。
3.2.3運行管理方麵直流高壓發生器
1）吹灰打（dǎ）焦不（bú）及時
在鍋（guō）爐的某（mǒu）些受熱麵上積灰後，受熱麵（miàn）變得粗糙，一（yī）有粘性的灰碰上去，就很容易附在上麵。因（yīn）為它是一個（gè）自動加劇的過程。若（ruò）不及時清（qīng）焦，結焦加劇，將會使（shǐ）鍋爐出力受到限製（zhì）。
2）煤粉細（xì）度不均勻
煤粉細度（dù）和粒度分布對（duì）鍋爐結渣有一定影響，煤粉過細、過粗均可能引起結渣。煤粉細度視煤種（zhǒng）與具體的鍋爐的結構而定，應通過試驗來確定。對於直吹式製粉係統，當磨煤機出現故障時，煤粉顆粒變（biàn）粗，進入鍋爐（lú）的煤粉燃燒不完全，且燃燒後的灰粒容易產生離析，撞擊爐膛受熱麵（miàn）而產生結渣。由於垮焦，使燃燒（shāo）不穩（wěn）而投油助燃，使火焰溫度升高，並促（cù）進灰熔融軟化。此外，由於煤油的燃燒速度不同，會造（zào）成局部燃燒不全（quán）、還原性氣體增多，灰熔點（diǎn）降低，甚至還會（huì）造成煤粉和空氣在爐膛中分布不均勻，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冷卻，進而（ér）使灰粒直（zhí）流高壓發生器（qì）與爐膛內的水冷壁管接觸時，粘（zhān）結在上麵而形成結渣。
3）磨煤機運行方式的（de）影（yǐng）響
對於直吹式製粉係統，當（dāng）投入爐膛兩（liǎng）邊磨煤機對應的火嘴時，因其邊界空氣量的（de）不足，會造成嚴重的（de）結焦。尤其是四角火（huǒ）嘴，B1、B4、C1、C4的長期投用。
3.2.4煤質（zhì）方麵直流高壓發生器
1）燃料（liào）質量低劣直流高壓發生器
煤內雜質偏（piān）多，灰熔點低，灰分大，都容易產生直流高壓發（fā）生器結焦。灰中（zhōng）的含鐵量和（hé）堿類的增加（jiā）將灰的熔點大（dà）大（dà）降低,當煤含有較多（duō）量硫化鐵的時候,結焦*為嚴重。
灰分雜質的熔點溫度由（yóu）表1-1可以清楚看到，含有（yǒu）的雜質不一樣而灰（huī）的熔（róng）點就會有很大的差別。灰熔（róng）化了以後，就產生了粘結性，碰到（dào）較（jiào）冷（lěng）的物體，就粘附在（zài）上邊。鍋爐的燃燒過程是很快的，煤粉從噴燃（rán）器噴出經過加熱、烘幹、著火到燃盡的時（shí）間僅為（wéi）2～3秒，當灰粒通過很高的火焰中心時，灰粒都會被熔化而（ér）成膠質狀直流高壓發生器態（tài）。但是這時的灰粒還是在空間懸（xuán）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（jiāo）質（zhì）狀（zhuàng）態的灰粒（lì）將被冷卻（què）凝（níng）固，這樣就不會（huì）產生結焦。但當燃燒不（bú）完全時，就會產生（shēng）一（yī）氧（yǎng）化碳半還原氣體（tǐ），這樣使灰熔點溫度降低（dī）大約300～350℃促使膠質狀態的灰粒得不到凝固而結（jié）焦（jiāo）。管上粘（zhān）結一（yī）層灰（huī）焦之後，焦與焦的粘附力（lì）強，所以（yǐ）灰焦粒更容易被粘住，形成一層焦，從而使管子受熱差，表麵溫度升（shēng）高，更便於焦塊粘附（fù），結焦（jiāo）過程是一（yī）個自（zì）動加劇的惡性循（xún）環過程。
表1-1各成分熔點溫度：
名稱熔點溫度（℃）名稱熔點溫度（℃）
氧化矽 1625 四氧化三鐵 1580
三氧化二（èr）鋁 2050 氧（yǎng）化亞鐵 1421直流高壓發生器
氧化鈣（石灰） 2570 堿類 800－1000
氧化（huà）鎂 2800 矽酸（suān）鹽 1000－1100
由於我廠在投產初期（qī），與我廠配套（tào）的大煤礦未投產直流高壓發生器，主要煤源為小窯煤，致（zhì）使（shǐ）入廠煤（méi）的（de）灰份極大，設（shè）計煤種的灰份為25.66%，而實際燃用煤（méi）種的（de）灰份都在40%以上（shàng），有時高達47%。且煤中的石（shí）頭、矸石極多，更（gèng）加大了結焦的（de）嚴重性（xìng）。
2）煤質（zhì）發熱量過低
我廠設（shè）計（jì）煤種的低位發熱（rè）量為22.486MJ/kg,而實際燃用煤種（zhǒng）的低（dī）位發熱量僅有（yǒu）17MJ/kg左右，這就使使燃料消耗量（liàng）大大增加，相應的灰份也會大大增加。從而更加大（dà）了結焦的嚴（yán）重性。
直流（liú）高壓發生器直流高壓發生器
4、針（zhēn）對結（jié）焦的原因采取對策
為了解決結焦嚴重的（de）問題，我廠采取了以下措施：
4.1加強燃料管理（lǐ）
1）從幾（jǐ）個“W”火焰鍋爐運行的（de）經驗（yàn）來看，煤種（zhǒng）的變化是導致結焦的*主要的（de）原因，特（tè）別是燃用灰（huī）熔點（diǎn）低（dī）、揮發份相對較高的煤種（zhǒng），其在下部爐膛燃燒時著火點早，火焰相對密集，造成擴散性燃燒，下部（bù）爐膛容積熱負荷較大（dà），從而造成局部（bù）高（gāo）溫區壁麵結焦（jiāo）、積渣。因此燃用設計煤種是防（fáng）止爐膛結焦*重要的措施。為此我（wǒ）廠成立了以（yǐ）黨委書記為組長各部門的主要領導參加的燃料管（guǎn）理領導小組，加強燃料管理，尤其是對入廠（chǎng）煤的管理。
2）製定了《關於燃煤摻燒的有關規定》，要（yào）求對入爐煤進行搭配摻燒。尤（yóu）其是灰份大的煤，要與灰份小的煤摻燒，以（yǐ）降低入爐（lú）煤的平均灰（huī）份。直流高壓發生器
3）組織人力對入廠煤中的石頭、矸石進行清理，不讓其上皮帶，更不讓（ràng）其進入（rù）煤倉。
4.2加強運行管理直流高壓（yā）發（fā）生器
1）製定了《關於（yú）吹灰的管理規定（dìng）》，並嚴（yán）格執行，增加了吹直流（liú）高壓發生器灰的（de）次數，尤其是爐膛，從每天吹灰1次，增（zēng）加到每天吹灰3次。
2）加強清焦工作，對看火孔、檢查孔的焦，要求隨時**。
3）在四（sì）台（tái）磨煤機運行時，規定將四角火嘴（zuǐ），B1、B4、C1、C4停用（yòng），並將其對應的F擋板開至20—30%，以補充四角風量的不足。規定能換停用中部火嘴（zuǐ），但不關其對應的F擋板，以補充燃燒中心風量的不足。
4）製定了《防止結焦的措施》，並嚴（yán）格執行。
4.3加強運（yùn）行調整直流高壓（yā）發生器
1）降低爐膛出口煙氣溫（wēn）度
當有充足的空氣量的時候，爐膛出口煙氣（qì）溫度是鍋爐受熱麵（miàn）結（jié）焦的決定性（xìng）因素，因此（cǐ）需要把爐膛出（chū）口的煙氣（qì）溫度控製在規定（dìng）範（fàn）圍內，一般應該比灰分的軟化溫度低50℃～100℃。
為使爐膛（táng）出口的（de）煙氣溫度不致過高直流高壓發生器（qì），應采用調（diào）整爐內燃燒和減（jiǎn）少爐內熱強度的方式進行：
①合理的使用一、二次風，使燃燒達到既快又（yòu）完全，這樣爐膛出（chū）口煙氣（qì）溫度就會下降（jiàng）。二次風小，燃燒就不容易完全，同時火焰中心會偏高。一次風量太大，火焰中（zhōng）心上移，而有的火嘴還直（zhí）射後（hòu）牆，引起嚴重的結焦。所以要調整一、二次風的（de）風速和比例。
②減少爐膛熱負荷。維持給水在較高的（de）溫度下運行，減少從鍋爐抽出較多的飽（bǎo）和蒸汽量；不允許鍋爐有（yǒu）較（jiào）大的過負荷現象，避免劇烈的增（zēng）加和減少負荷。
③加速燃（rán）煤在爐膛入口處著（zhe）火。如果著火提前了，燃料在爐膛內燃燒的時間就相應的延（yán）長，這樣，就有能降低爐膛出口的煙氣溫度。
2）保持適當的過剩空氣量
當煤粉燃燒時，因為空氣和煤（méi）粉不可能非常均勻的接觸。因此，除了必要的空氣量以（yǐ）外，還需要一部分過量空氣來彌補。當過剩空氣量太大時，煙氣量要增加，爐膛出口煙溫也要升高；如果（guǒ）空氣量（liàng）太小，燃燒時又會產生一氧化碳，同時飛灰可燃物也大大增加，兩者都給結焦創造了條件。所以，要保持一定的（de）過剩空氣係數。
3）保持爐膛內火焰的（de）均勻（yún）分布和磨煤機運行方式合理性
給粉要均勻，啟停（tíng）給粉（fěn）機要對稱，火焰均勻充滿（mǎn）爐膛，兩側吸送風機出力應均勻（yún），不使煙風偏斜（xié）。對於直吹（chuī）式（shì）製粉（fěn）係（xì）統，要（yào）保持磨煤機火嘴對稱運行，盡量不用爐膛邊角的火嘴。
4）保持合適（shì）的煤粉細度和（hé）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，可根據儀（yí）表指示和實際觀察來判斷是否結焦。鍋爐結焦後，煤（méi）粉（fěn）消耗量增加，爐（lú）膛出口煙溫升高，過（guò）熱汽溫升高且減溫水（shuǐ）量（liàng）增大，鍋爐排煙溫（wēn）度升高。爐膛（táng）出口結焦時，爐膛的負壓值還（hái）會（huì）減小，嚴重時甚至有正壓出現。此時應及時除焦，防止結焦的（de）加（jiā）劇。另外運行中要保證能及時吹灰（huī）。
6）利用降負荷的方（fāng）法
保（bǎo）持*低負荷20～30分鍾，可使爐膛溫度（dù）降低，焦塊受冷卻而自行掉下來。但此法（fǎ）對鍋爐運行狀態影（yǐng）響（xiǎng）較大，盡量不采用。
直流高壓發生器
5、結論
通過以上分析，要從根本（běn）上解決鍋爐結焦、積渣問題，關鍵是適應負荷率和煤種變化（huà），對爐內燃燒進行合理調節，嚴格控製燃煤（méi）煤（méi）種偏離設計煤種過多。我們在（zài）進行燃燒調（diào）整的同時，改（gǎi）善爐膛吹灰、跟（gēn）蹤爐內結焦（jiāo）、積渣情況，讓結焦消失在萌芽狀態。我廠通過上述措施的執行，經過（guò）一（yī）段時間（jiān）的（de）運行觀察，結焦嚴重的問題基本得到了解（jiě）決（jué），9月份全月（yuè）垮（kuǎ）焦隻有三次，均未投油助燃，撈渣機未被卡死過，排煙溫度從（cóng）原來的170℃以（yǐ）上，降到160℃以下，從目前來看，效果是很明顯的。直流高（gāo）壓發生器

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