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ZDS-135锅炉除焦剂在华能南通电厂#1炉的使用及分析
受热面结焦是锅炉使用过程中难以解决的一大难题，其对锅炉运行的安全性、经济性及可靠性构成很大的威胁。研究结果表明，影响锅炉结焦的因素主要有三个方面：煤灰的成分与组成；炉膛环境温度；炉内空气动力场。由于我国国民经济持续高速发展，对能源工业的发展提出了较高的要求。近年来发电用煤日趋紧张，造成很多电站锅炉入炉煤样与设计煤种偏离较大，从而引起电站锅炉受热面超温、燃烧器熄火、受热面严重结焦等事故，其中以锅炉结焦较为常见。
华通南通电厂锅炉设计用煤为晋北烟煤，但由于煤源紧张，电厂实际使用煤种较为复杂，有神华煤、兖州煤、徐州煤、淮南煤等，在燃用部分煤种时#1、#2锅炉出现了结焦现象，对机组安全原形构成了一定的威胁。经南京英宝士公司推荐，南通电厂在该厂#1锅炉上进行了除焦剂添加试验。
一 华能南通电厂设备概况
华能南通电厂总装机容量为4×350MW，分成两期工程进行建设，一期工程二台机组于1990年竣工投产，二期工程二台机组于1999年竣工投产，一期工程#1、#2锅炉由加拿大B＆W（BABCOCK＆WILCOX）公司供货，二期工程#3、#4锅炉由美国B＆W（BABCOCK＆WILCOX）公司供货，四台锅炉的型式基本一致，均为B＆W公司的典型锅炉，因这种辐射锅炉（RadiantBoiler）首装于美国Carolina州，故有通称为Carolina型锅炉，有简称RBC（RadiantBoilerCarolina）锅炉。华能南通电厂一、二期锅炉均为亚临界、一次中间在热、自然循环汽包炉。采用固态排渣和平衡通风。一、二期锅炉燃料均为选用山西晋北烟煤，一期机组投产初期，锅炉燃料主要以大同烟煤为主，由于国内电力燃料市场的变化，也曾经燃用过神华煤等。
华能南通电厂#1炉设计最大连续出力为1189.96t/h；100%额定出力时，锅炉的效率为93.7%。无油助燃最低稳燃负荷均为30%D。锅炉均为倒U型布置，采用轻型敷管式炉墙，全悬吊钢结构，锅炉炉膛截面宽深均为：13.1×13.7m2，燃烧器为前后墙对冲布置，对冲悬浮燃烧，前后墙均为4×4排、共32只低NO×双调风旋流燃烧器（DRB）。炉膛正上方布置了屏式过热器，在水平烟道内依次布置二级过热器和高温再热器，烟气经转向室后由包覆隔墙将尾部烟道分成前后平行的两个垂直直烟井，前烟井布置低温再热器、后烟井布置一级过热器和省煤器，水平烟道侧墙和竖井烟道四壁，均由包覆过热器构成，在竖井烟道出口布置两台回转式空预器。锅炉均采用了正压直吹式制粉系统，每台炉配四台MPS—89G磨煤机，每台磨煤机为同一层的八只燃烧器供粉，三台磨煤机运行时可以满足锅炉额定出力的要求。
表1 #1炉主要设计额定参数
序号 |
项目 |
单位 |
设计值 |
1 |
额定蒸发量 |
t/h |
1085.1 |
2 |
主蒸压力 |
MPa |
17.84 |
3 |
主蒸温度 |
。C |
540.6 |
4 |
再热蒸汽流量 |
t/h |
877.8 |
5 |
再热蒸汽压力 |
MPa |
3.05 |
6 |
再热出口温度 |
。C |
539 |
7 |
给水温度 |
。C |
282 |
10 |
空预器出口一次风温 |
。C |
327 |
11 |
空预器出口一次风温 |
。C |
331 |
12 |
入炉煤量 |
t/h |
133.9 |
13 |
排烟温度（修正值） |
。C |
128 |
14 |
锅炉效率 |
% |
93.70 |
15 |
炉膛容积热负荷 |
MJ/m3h |
468 |
16 |
炉膛截面热负荷 |
MJ/m2h |
18000 |
17 |
燃烧器区域壁面热负荷 |
KJ/m3h |
4.73×106 |
从结焦机理来看：煤灰成分与组成是锅炉产生结焦的根源。从结焦形成的过程可知，受热面的结焦与灰渣熔融特性和灰渣流动性密切相关。灰熔点的高低影响到受热面的颗粒的状态与数量。灰熔点低，会有较多的颗粒在到达受热面时仍处于熔融或半熔融状态。灰渣粘度的大小影响颗粒在受热面上的铺展的程度，粘度低的颗粒往往更易于润湿受热面。因此，当来煤灰熔点降低或灰渣粘度减小，将造成运行锅炉的结焦。表2为南通电厂#1曾经使用国的部分煤质分析，当然用灰熔点较低的神化煤时锅炉结焦明显加剧。结焦部位主要集中在屏式过热器及高温过热器入口屏。
表2 #1锅炉曾经燃用的部分煤质分析
项目 |
单位 |
设计煤 |
校验煤 |
神化煤 |
印尼煤 |
Aar |
% |
18.17 |
22.60 |
9.10 |
6.79 |
Var |
% |
24.38 |
21.50 |
26.24 |
37.06 |
FCar |
% |
45.43 |
43.29 |
61.88 |
43.55 |
Qgr |
MJ/kg |
22.30 |
21.30 |
|
|
Qnet |
MJ/kg |
21.20 |
20.30 |
23.47 |
24.94 |
Car |
% |
55.07 |
52.69 |
61.88 |
64.02 |
Har |
% |
3.52 |
3.20 |
3.40 |
4.58 |
Har |
% |
0.80 |
0.60 |
0.80 |
1.40 |
Oar |
% |
9.88 |
7.73 |
10.78 |
10.27 |
Star |
% |
0.57 |
0.57 |
0.44 |
0.34 |
Mtar |
% |
12.02 |
12.61 |
13.6 |
12.6 |
HGI |
|
53.7 |
47.6 |
54 |
51 |
DT |
。C |
1160 |
1110 |
1040 |
1200 |
ST |
。C |
1180 |
1190 |
1140 |
1250 |
FT |
。C |
1230 |
1270 |
1220 |
1350 |
|
