0、前 言
湖南益陽發(fā)電有限責(zé)任公司簡(jiǎn)稱“益陽電廠”1鍋爐系哈爾濱鍋爐廠引進(jìn)美國(guó)CE公司技術(shù)設(shè)計(jì)制造的HG-1025/18.2-YM13型鍋爐，該鍋爐設(shè)計(jì)燃用煙煤、貧煤，于2001年11月投產(chǎn)。但是，2001年8月以來全國(guó)煤炭形勢(shì)發(fā)生重大變化．火電廠供煤普遍緊張。到2001年12月底鍋爐到了有什么煤，就燒什么煤的境地，來煤質(zhì)量明顯下降，煤質(zhì)特性嚴(yán)重偏離原設(shè)計(jì)煤種．鍋爐燃用與設(shè)計(jì)煤種相差很大的本省劣質(zhì)煤，富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
當(dāng)燃用湖南本地劣質(zhì)煤，鍋爐在高負(fù)荷(300 MW)時(shí)燃盡差、頻繁滅火，低負(fù)荷240MW時(shí)需投二支大油槍穩(wěn)燃，自動(dòng)投入率低，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行．因此在燃用本省劣質(zhì)煤的條件下對(duì)鍋爐進(jìn)行全面的燃燒調(diào)整試驗(yàn)．測(cè)試鍋爐效率．探索鍋爐最佳運(yùn)行方式．進(jìn)而了解燃用劣質(zhì)煤時(shí)對(duì)鍋爐安全性、經(jīng)濟(jì)性的影響，分析該鍋爐對(duì)本省劣質(zhì)煤燃燒適應(yīng)性就顯得十分必要。
1、鍋爐簡(jiǎn)介
益陽電廠1 025 t/h鍋爐為亞臨界、單汽包自然循環(huán)、固態(tài)排渣、中間再熱四角切圓燃燒煤粉鍋爐。采用雙通道自穩(wěn)式燃燒器和WR型濃淡燃燒器，燃燒器煤粉噴嘴自下而上分五層布置(依次為A、B、C、D、E)，共20個(gè)，其中A、B、E層為WR型寬調(diào)節(jié)
比上、下濃淡燃燒器：C、D層為雙通道煤粉燃燒器，帶高速蒸汽射流。二次風(fēng)采用ABB-CE公司傳統(tǒng)的大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)．由隔板將大風(fēng)箱分隔成若干風(fēng)室．二次風(fēng)噴嘴與煤粉噴嘴相間布置。鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。
2、煤質(zhì)特性分析
表2為設(shè)計(jì)煤種和實(shí)際燃用煤種的工業(yè)分析．實(shí)際燃用煤種的灰分含量高．發(fā)熱量低．是典型的劣質(zhì)煤，因此燃燒時(shí)容易產(chǎn)生著火、穩(wěn)燃性差、燃盡程度低等問題，對(duì)鍋爐的負(fù)荷和熱效率將會(huì)產(chǎn)生影響。
3、試驗(yàn)結(jié)果及分析
從表2可以看出．試驗(yàn)煤種與實(shí)際燃煤接近．屬典型的劣質(zhì)煤。
3.1一次風(fēng)風(fēng)壓（速）對(duì)鍋爐效率的影響
一次風(fēng)風(fēng)壓（速）的大小，對(duì)燃料著火的影響很大．直流燃燒器煤粉著火．主要靠射流卷吸或回流使得高溫?zé)煔鈱?duì)一次風(fēng)的氣粉混合物進(jìn)行加熱。風(fēng)速太高會(huì)使煤粉著火區(qū)遠(yuǎn)離噴口．降低燃燒器附近的煙氣溫度，影響著火：同時(shí)使較粗的煤粉動(dòng)量過大．易穿透強(qiáng)烈燃燒區(qū)而下落或退出．從而降低燃燒效率。風(fēng)速太低．噴嘴出口氣流沒有一定的擴(kuò)張角，卷吸的回流煙氣少，切圓形成不佳，且容易堵管和燒壞燃燒器。對(duì)劣質(zhì)煤燃燒．在煤粉管道不積粉堵管的前提下．應(yīng)盡可能降低一次風(fēng)速．
試驗(yàn)期間負(fù)荷、制粉系統(tǒng)投運(yùn)方式、省煤器出口氧量等基本保持一致，配風(fēng)方式采用縮腰形。通過改變一次風(fēng)風(fēng)壓進(jìn)行試驗(yàn)，表3列出了負(fù)荷為280 MW時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果。從表3可以看出．負(fù)荷為280MW時(shí)．在此三個(gè)工況中．一次風(fēng)風(fēng)壓為2.78 kPa時(shí)，其機(jī)械不完全損失q。最小，鍋爐熱效率相對(duì)較高。同樣，在其它的負(fù)荷下也存在一個(gè)最佳一次風(fēng)風(fēng)壓．使得鍋爐效率達(dá)到最高。
3.2二次風(fēng)配分方式對(duì)鍋爐效率的影響
二次風(fēng)分別采用倒寶塔、縮腰2種配分方式，觀測(cè)其對(duì)鍋爐燃燒、效率的影響。試驗(yàn)結(jié)果見表4。由表4可知．在試驗(yàn)煤質(zhì)下采用縮腰形配風(fēng)方式．飛灰和爐渣可燃物含量低．即機(jī)械不完全損失減小，鍋爐效率較高。如果下層二次風(fēng)門開度過小，爐渣可燃物必然增加．上二次風(fēng)門上面有二層三次風(fēng)．三次風(fēng)帶粉量大．上二次風(fēng)還需提供部分風(fēng)量幫助三次風(fēng)中煤粉的燃燒， 所以縮腰形配風(fēng)方式既能保證煤粉氣流的及時(shí)著火和燃盡，同時(shí)下部較大的二次風(fēng)能起托粉作用．減少了爐渣含碳量和飛灰含碳量。倒寶塔配風(fēng)方式由于中間BC .CD間二次風(fēng)開度較大．試驗(yàn)中鍋爐負(fù)壓波動(dòng)大．鍋爐燃燒不穩(wěn)，q2、q4損失大，鍋爐效率低。
3.3三次風(fēng)量對(duì)鍋爐效率的影響
為了解三次風(fēng)對(duì)鍋爐燃燒的影響．分別進(jìn)行了4套制粉系統(tǒng)、3套制粉系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)比試驗(yàn)，主要結(jié)果見表5。從表5中可以看出．4套制粉系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由于三次風(fēng)量增加，使得排煙損失增加，機(jī)械不完全損失也有所增大，從而使鍋爐效率降低。
對(duì)于3套制粉系統(tǒng)來說．由于煤質(zhì)發(fā)熱量低．灰份含量高．增加了制粉系統(tǒng)負(fù)擔(dān)．在保證煤粉細(xì)度的前提下．3套制粉系統(tǒng)難以滿足鍋爐長(zhǎng)期滿負(fù)荷運(yùn)行。磨煤機(jī)入口負(fù)壓大，大量帶粉嚴(yán)重的三次風(fēng)進(jìn)入爐膛燃燒器上部．必然增大機(jī)械不完全燃燒損失，降低鍋爐效率。因此在目前煤質(zhì)下，應(yīng)在維持粉位和保證煤粉細(xì)度的前提下，減少進(jìn)入爐膛三次風(fēng)量。通過制粉系統(tǒng)的初步調(diào)整．制粉系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)建議控制如下：排粉機(jī)電流70A，磨煤機(jī)電流124-127 A.排粉機(jī)入口擋板開度40%-60%．磨煤機(jī)入口負(fù)壓為200-500Pa,磨煤機(jī)進(jìn)出差壓為1.6-20kPa,冷風(fēng)門關(guān)閉，通過再循環(huán)風(fēng)門f不易小于30%)、熱風(fēng)門和給煤量調(diào)節(jié)磨煤機(jī)出口溫度在80-90℃。
3.4過�？諝庀禂�(shù)（氧量）對(duì)鍋爐效率的影響
表6為采用縮腰形配風(fēng)時(shí)．不同過�？諝庀禂�(shù)（氧量）下的試驗(yàn)結(jié)果，從表中可以看出，當(dāng)過�？諝庀禂�(shù)小時(shí)，機(jī)械不完全損失增大：當(dāng)過剩空氣系數(shù)明顯增大時(shí)．排煙損失增加．機(jī)械不完全損失降低。通過各試驗(yàn)工況下鍋爐效率與過�？諝庀禂�(shù)關(guān)系的比較可知．當(dāng)省煤器出口氧量為3.8%-4.2%時(shí)，兩項(xiàng)損失之和最小，爐內(nèi)燃燒狀況較好，鍋爐效率較高．當(dāng)鍋爐燃用劣質(zhì)煤時(shí)．為避免鍋爐水冷壁發(fā)生高溫腐蝕和爐膛結(jié)渣．過剩空氣系數(shù)不易控制太�。∶浩鞒隹谘趿坎坏陀�3.8%。
3.5高速蒸汽射流對(duì)鍋爐燃燒穩(wěn)定性及鍋爐效率的影響
雙通道燃燒器內(nèi)噴口兩側(cè)設(shè)有高速蒸汽射流．汽源接自爐前霧化汽源．該射流速度高．具有增加回流煙氣量、增強(qiáng)一次風(fēng)氣流剛性和吹掃積粉作用。本次試驗(yàn)在240 MW負(fù)荷下．進(jìn)行了不開蒸汽射流、開D層蒸汽射流、開C、D層蒸汽射流和開C層蒸汽射流的試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表7。
開啟蒸汽射流后．蒸汽高速射流卷吸爐膛深處高溫?zé)煔猓p通道燃燒器穩(wěn)燃腔內(nèi)溫度提高，煤粉氣流提前著火．提高了低負(fù)荷爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定性。同時(shí)延長(zhǎng)了煤粉氣流燃燒時(shí)間，提高了燃燒率。從燃燒器處的看火孔觀察．可明顯感到投蒸汽射流后雙通道燃燒器燃燒強(qiáng)度增大．開蒸汽射流后從燃燒器處的看火孔測(cè)得的爐膛溫度比未開蒸汽射流時(shí)高．從表7也可看出開蒸汽射流后鍋爐效率比未開蒸汽射流的工況高。
當(dāng)燃用含灰量高、揮發(fā)份低，著火、燃燼困難的劣質(zhì)煤時(shí)．可以開啟高速蒸汽射流．充分利用煙氣回流預(yù)熱煤粉．使之著火提前和穩(wěn)燃。當(dāng)燃用揮發(fā)份高．易于著火或含硫量高易結(jié)焦的煙煤時(shí)．為了保護(hù)燃燒器不致燒壞和結(jié)焦，應(yīng)關(guān)閉開啟高速蒸汽射流，以減少爐內(nèi)高溫?zé)煔饣亓鳎娱L(zhǎng)著火距離，推遲煤粉氣流著火。
3.6火嘴投運(yùn)萬式（給粉機(jī)煤粉量分配變化）對(duì)鍋
爐效率的影響
表8給出了不同火嘴投運(yùn)方式下的鍋爐效率測(cè)定結(jié)果。從表8可以看出．當(dāng)給粉機(jī)煤粉量由下少上多，變?yōu)橄露嗌仙�，降低了火焰中心位置，延長(zhǎng)了煤粉在還原區(qū)的停留時(shí)間．鍋爐效率上升．這主要是煤粉的燃盡時(shí)間延長(zhǎng)了。從鍋爐燃燒安全穩(wěn)定性考慮．火嘴投運(yùn)方式易采用下多上少或均勻方式。
3.7不同負(fù)荷對(duì)鍋爐效率的影響
表9列出了不同負(fù)荷下鍋爐熱效率試驗(yàn)結(jié)果�？梢�，隨著負(fù)荷降低，由于燃燒調(diào)整及時(shí)，鍋爐都能正常穩(wěn)定燃燒，鍋爐熱效率仍維持較好水平。
4、結(jié)束語
(1)通過燃燒調(diào)整，在燃用本省劣質(zhì)煤情況下，鍋爐能在180 MW-300 MW機(jī)組負(fù)荷范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，鍋爐效率為89%-90%，較設(shè)計(jì)值明顯降低。
(2)當(dāng)燃用劣質(zhì)煤時(shí)，應(yīng)采用較低一次風(fēng)風(fēng)壓。在某一負(fù)荷下盡量保證在最佳的一次風(fēng)風(fēng)壓下運(yùn)行：二次風(fēng)宜采用縮腰形配風(fēng)方式，保證煤粉氣流的及時(shí)著火和燃盡．從而降低爐渣含碳量和飛灰含碳量：在維持粉位和保證煤粉細(xì)度的前提下，減少進(jìn)入爐膛三次風(fēng)量：應(yīng)維持省煤器出口氧量為3.85-4.2%（DCS顯示值）。
(3)從鍋爐燃燒安全穩(wěn)定性考慮，火嘴投運(yùn)方式宜采用下多上少或均勻方式。在低負(fù)荷(240 MW以下)鍋爐燃用劣質(zhì)煤時(shí)，應(yīng)增投C、D層雙通道燃燒器的高速蒸汽射流。
(4)試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)一、二次風(fēng)風(fēng)溫較設(shè)計(jì)值偏低30℃左右．應(yīng)進(jìn)一步分析計(jì)算，查出原因，以便今后改進(jìn)及確保鍋爐安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
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