提高5号炉炉膛负压平稳率

提高5号炉炉膛负压平稳率

地里木拉提·吐尔洪江

中国石油天然气有限公司乌鲁木齐石化公司热电生产部锅炉车间  新疆乌鲁木齐 830019

摘要：目前炼化企业生产装置长期平稳运行将为企业带来巨大经济效益，是企业生产追求的目标。装置平稳率是评估装置运行状况的量化指标，是企业工艺管理的重要内容。装置平稳率还是依靠工艺参数的平稳率来计算出来的，某一项工艺指标的不平稳甚至导致整个装置平稳率的降低。

关键词:经济效益 装置平稳率 工艺参数

引言：炉膛压力是指送入炉膛内的空气、煤粉及烟气和引风机吸走的烟气量之间的平衡关系，即指炉膛顶部的烟气压力。

   炉膛负压的大小受引风量，送风量与压力三者的影响。锅炉正常运行时，车间要求炉膛负压通常保持0Pa～-150Pa。炉膛负压太小，炉膛向外喷火和外泄漏高炉煤气，危及设备与运行人员的安全。负压太大，炉膛漏风量增加，排烟损失增加，引风机电耗增加。因此，监视和控制炉膛负压对于保证炉内燃烧工况的稳定、分析炉内燃烧工况、烟道运行工况、分析某些事故的原因均有极其重要的意义

一、研究区域或数据来源

1)研究区概况

5号炉为SG-410/9.8-M480型单汽包、单炉膛、Π型布置的高压自然循环煤粉锅炉，采用球磨机中储式乏气送粉系统，四角切圆燃烧、干式除渣。每台锅炉配有两台引风机、两台送风机、两台排粉机、两台球磨机、12台给粉机，配有一台双室两电场加两个滤袋除尘单元的复合电袋除尘器，配有一套干式除渣装置。

2)研究数据

5号炉炉膛负压属于厂级控制“A”级指标，厂级“A”级指标是指装置经济技术水平的主要指标。炉膛负压属于工艺运行指标，在工艺卡片中的规定范围-150～0Pa，公司级平稳-144～-6Pa，MES2.0系统（生产执行系统）的控制范围是-143～-7Pa。

3)调查研究方法

工艺卡片是指导工人操作装置运行，判断装置运行状态的技术标准。工艺卡片上的工艺指标表示装置在不同情况下能够平稳运行的工艺条件范围，因此判断一段时问内装置是否平稳运行的方法就是统计出该时间段内装置运行超出工艺约束条件的指标数量。由此得出装置平稳率的基本计算公式如下：

    装置平稳率＝（1－工艺指标超标次时间计和／总的工艺指标参与考核时间计和）×100％

二、调查结果及分析

我们抽取2022年1月1日到2022年3月31日的5号炉炉膛负压指标超范围时间及DCS报警次数进行了比较简单的统计1月份炉膛负压报警次数为136次每日报警次数在5.3次、超出时间为4.34小时、2月份报警次数为108次每日报警次数为3.1次，超出时间为3.08小时、3月份报警次数为114次每日报警次数为3.4次、超出时间为3.48小时，三个月炉膛负压平稳率分别为99.45%、99.52%、99.47%（数据参考了车间统计报警次数记录本及每日DCS炉膛负压变化趋势的查看0：00-23:59时间段）

通过数据计算分析知道一月份、二月份及三月份的每日报警炉是达到目标<10次，但是1月、2月以及3月份炉膛负压平稳率未能达到目标>99.65%的要求。

三、5号炉炉膛负压平稳率较低的原因分析

当锅炉运行，机组负荷发生改变时，锅炉进入炉膛的总燃料量和一次风量、二次风量将相应发生改变，那么燃料在炉膛中燃烧产生的烟气也将随之改变。为了保证锅炉炉膛内的正常负压，必须对引风量进行相应的调节。因为当炉膛内负压过低，势必使炉膛、烟道系统的漏风量进一步加大，不仅燃烧损失增加，而且可能造成燃烧不稳、燃烧恶化而使锅炉灭火，还有可能引起过热器温度升高、增加受热面及引风机叶面的磨损;如果炉膛内负压过高，炉膛内的火焰和高温烟气就会向外喷泄，影响锅炉的安全运行。所以锅炉炉膛负压调节系统就是维持炉膛压力在一定允许范围内，保证锅炉燃料能稳定燃烧。因此，必须研究新的、有效的控制策略，才能把每一台炉炉膛负压控制最平稳的允许范围内最终达到提高炉膛负压平稳率的提高。

炉膛负压变化因素可归纳为两方面：一是锅炉内部因素，称为内扰。二是锅炉外部因素，称为内扰。我对正两方面对造成5号炉炉膛负压平稳率低进行了综合、全面的分析。

1)内扰

掉焦(负压或先负后正):不是在所有掉焦的情况下都会引起负压波动，运行中往往听到较大的掉焦声后负压也基本无变化，而小幅掉焦时，反而炉膛负压会产生较大的波动，这主要是掉焦的部位不同造成的，前后墙掉焦时对喷燃器着火影响较大，所以此时对负压影响也较大，表现为火监信号变弱，火焰监视器火焰忽明忽暗，负压先变负，如果掉大焦时，会同时引起蹋灰，使炉膛压力又大幅变正。

燃烧不稳定(先负压后正压):一般情况下，燃烧不稳定主要是低负荷、煤质差并伴随棚煤、掉磨、降负荷等外扰产生，表现为火焰监视器火焰忽明忽暗，负压先负后正并交替摆动。

爆燃(正压):主要影响因素为煤质变差的情况下，出现棚煤、一次风量突增等异常引起下排磨不着火而造成的。其表现为火焰监视器突然变亮，炉膛压力大幅变正，甚至保护动作。

炉内受热面大面积爆管(正压):发生受热面大面积泄漏后，大量汽水混合物喷入炉内，造成引风机出力增大，特别是在高负荷情况下，本身引风机出力较大(挡板开度80-90%)，造成正压。主要表现为给不流量异常大于主汽流量、给水泵转速高、一侧烟气测点温度不正常降低。

2)外扰

一台引风机掉或入口调整挡板失灵大幅摆动(正压或负压):一台引风机掉闸后，炉膛压力为正压;目前入口调整未发生过大幅摆动，只出现过失电，送电后正常。

一台送风机掉或入口调整挡板失灵大幅摆动(负压或正压):一台送风机掉闸后，炉膛压力为负压;目前入口调整未发生过大幅摆动，只出现过人为给定二次风压偏差大，造成出力突增，引起负压波动。

水封破坏(正压):炉底水封破坏后，炉膛压力急剧变正，伴随着主、再热汽温突然升高。

吹灰器运行不正常(正压或负压):水吹灰压力如果过高时，加之低负荷喷燃器着火不好，会吹灭喷燃器，引起炉膛压力变负;长杆或声波吹灰器出现故障或长时间不吹灰时，由于某一部位积灰严重，引起蹋灰，此时炉膛压力变正。

四、提高炉膛负压平稳率的措施

1)联系车间，针对设备故障及时消除或更换，车间与生产相关科室协调，确保入炉煤煤质，保证炉膛负压稳定，给运行调整提供良好先决条件。

2)正常运行中加强炉膛负压参数监视，保证其在正常范围内，且尽量接近最佳值。锅炉启动前对燃烧系统以及制粉系统主要风量进行可靠的标定、同时进一步优化控制参数、提高系统的稳定性。

3)协调好各炉组负荷，按规定保证所带负荷，在负荷剧烈波动之时，做出预先判断，提前调整。将不稳定的因素做到影响最小化。

4)制定培训计划，对班组成员进行系统性培训，提高操作理论技能。通过现场技术讲解，提高操作时系统影响的认识，提高实际操作技能。

结语

提高炉膛负压平稳率工作对一个班组乃至一个企业来说具有很大的实际意义，这是提高机组整体效率的可行手段。这项工作队今后工作的开展具有一定指导意义，应该长期坚持。随着设备的老化，一些新情况以具体分析，不可完全照旧。日常应加强设备维护，对设备缺陷心知肚明，在设备检修时能取得更好效果。随着新人员加入班组，要加强培训，提高新人的技能和节能意识。节能工作任重而道远，所以我们不会至此止步，而要百尺竿头，更进一步，不断推进节能工作，为提高平稳率再立新功。

参考文献：

[1]山西省电力工业局编，锅炉设备运行（高级工）.北京：中国电力出版社1994

[2]水利电力部生产司，李恩辰.锅炉燃烧原理及燃烧设备.北京：水利电力出版社.1986

[3]王春昌燃煤锅炉常见灾火事故分类研究《中国电力》第40卷第5期

[4]《大唐神头第二发电厂集控运行规程》