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600MW“W”型火焰锅炉燃烧优化调整.doc

600MW“W”型火焰锅炉燃烧优化调整

仰头吃甜甜的棒棒冰
2017-10-06 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《600MW“W”型火焰锅炉燃烧优化调整doc》,可适用于工程科技领域

MW“W”型火焰锅炉燃烧优化调整全国火电MW机组技术协作会第十三届年会论文集锅炉MW“W”型火焰锅炉燃烧优化调整范焕霞武旭升(大唐阳城发电有限责任公司山西晋城)【摘要】大唐阳城发电有限责任公司×MW机组投产后两台锅炉都暴露出减温水量偏大、排烟温度偏高、低负荷时再热蒸汽温度偏低、运行经济性较差等问题尤其是#机组锅炉效率一直在,之间发电原煤耗比#机组高出,gkwh。针对两台锅炉运行中存在问题年我公司对两台锅炉进行多次燃烧优化调整试验取得了很好的效果机组发电原煤耗降低了gkwh以上供电标煤耗比年降低了gkwh。【关键词】MW“W”型火焰锅炉燃烧优化调整引言“,”型火焰技术是专门为燃用无烟煤而发展起来的。它的前身是“U”型火焰技术随着锅炉容量的增大发展成双“U”型即为“,”型火焰技术。它首先是解决低挥发份煤粉的着火及稳燃其次是减少未燃烬碳损失。我国东方锅炉(集团)股份有限公司率先引进美国福斯特惠勒能源公司(FW)技术设计制造了首台国产MW“,”型火焰亚临界汽包锅炉(安装在湖南金竹山电厂)。我公司×MW机组锅炉是东方锅炉(集团)股份有限公司生产的该型号锅炉的第七、第八台。锅炉设备及运行状况简介锅炉型式及主要参数大唐阳城发电有限责任公司×MW机组锅炉型号为DG–型式为亚临界、一次中间再热、双拱形单炉膛、“W”型火焰、平衡通风、固态排渣、露天布置、自然循环汽包型燃煤锅炉其主要设计参数如下:项目单位BMCRTHA过热蒸汽流量th过热蒸汽出口压力Mpa(a)过热蒸汽出口温度再热蒸汽进出口压力Mpa(a)再热蒸汽进出口温度锅炉效率燃料特性设计煤种为晋东南无烟煤是极难研磨、极难着火、极难燃烬的煤种其主要特性如下:全国火电MW机组技术协作会第十三届年会论文集锅炉项目符号单位设计煤种校核煤种收到基碳Car收到基氢Har元素收到基氧Oar分析收到基氮Nar收到基全硫St,ar收到基灰份Aar工收到基水份Mt业分空气干燥基水份Mad析干燥无灰基挥发份Vdaf收到基低位发热量Qnet,arKJKg可磨系数HGI煤粉气流着火温度IT燃烧设备锅炉配备台上海重型机器厂生产的BBD双进双出钢球磨正压直吹式制粉系统每台磨的煤粉被均匀的送到六个煤粉燃烧器。锅炉主要燃烧设备是由煤粉燃烧器、二次风箱、油枪及各风门挡板组成个煤粉燃烧器错列有序的布置在下炉膛的前后墙炉拱上各燃烧器位置如图。DEFDEFDEFABCABCABCCBACBACBAFEDFEDFED煤粉燃烧器煤粉燃烧器是双旋风筒旋风分离式每个煤粉燃烧器是由个格条箱分配器、个旋燃器本体、个煤粉喷嘴、个乏气挡板、个消旋叶片组成。其结构示意图:全国火电MW机组技术协作会第十三届年会论文集锅炉每个燃烧器所需二次风均来自布置在锅炉前后墙上的环形二次风箱分别从拱上和拱下不同风口进入炉膛。风箱内用隔板将每个燃烧器隔为一个独立的单元便于单独调节。每个单元又分为个风箱由不同的挡板(A、B、C、D、E、F)来控制风量。A、B、C挡板控制拱上环形二次风D、E、F挡板控制拱下二次风。其中挡板A(手动)控制乏气喷嘴及主火检的冷却风挡板B(手动)调节煤粉喷口周界风用于调整煤粉气流的穿透力及冷却喷口挡板C(电动)控制点火油枪及油火检的冷却风。燃烧所需大量的二次风是拱下各风口进入炉膛的共分三层风量呈阶梯状F挡板的进风量最大拱下二次风量占总二次风量的。锅炉制粉系统优化调整对于配备直吹式制粉系统的电站锅炉来说制粉系统运行状况的好坏将直接影响锅炉燃烧的稳定性和经济性所以首先对制粉系统进行优化调整制粉系统优化调整内容包括:一次风调平试验、磨煤机煤粉细度调整试验。一次风调平试验一次风热态调平试验是在冷态调平的基础上通过调节磨出口煤粉管道上的缩孔使一台磨所对应的六根煤粉管出力尽可能相同为一台磨对应的六个燃烧器运行中热负荷相同打下基础。试验方法是:锅炉正常运行试验磨煤机在以上出力采用标准测速管实测各台磨煤机出口六根粉管风速根据测量结果调整可调缩孔。在试验中发现A、C、E、F四台磨煤机出口一次风量偏差较大对这四台磨煤机出口一次风的可调缩孔进行了较大幅度调整而B、D磨煤机出口一次风量偏差较小基本在合理范围所以未做调整。经过调整同台磨煤机出口管风量偏差均,,符合要求。磨煤机出粉细度调整试验由于晋东南无烟煤为极难着火、极难燃烬煤种同时非常难磨(哈氏可磨系数HGI仅为,)因此合适的煤粉细度和合理的煤粉均匀性对于煤的着火和燃烬至关重要。煤粉细度试验就是根据磨出口煤粉细度情况调整磨煤机钢球装载量和磨出口分离器挡板开度使磨在额定出力下煤粉细度尽可能的达到设计要求。具体试验过程:首先是对每台磨的煤粉细度进行取样分析然后根据磨煤机出力及煤粉细度情况进行加装钢球和磨出口分离器挡板的优化调整试验数据如下:磨煤粉细度(R)取样结果(调整前)项目ABCDEF磨电流A磨出力th分离器挡板开度格非驱动端细度,驱动端(B)(A)全国火电MW机组技术协作会第十三届年会论文集锅炉磨煤粉细度(R)取样结果(调整后)项目ABCDEF磨电流A磨出力th分离器挡板开度格加装钢球量t非驱动(A)细度,驱动端(B)磨出口分离器挡板共有格(格数越大表示其开度越小相应出粉越细)备注加装吨钢球量大小球为:φmm吨φmm吨由实验数据可以看出:调整前每台磨电流和煤粉细度偏差较大且达不到设计要求(R,)。实验后经加装钢球和分离器挡板优化调整后磨电流增加到,以上每台磨煤粉细度基本达到了设计要求。A磨煤粉细度在加装钢球和对分离器挡板调整后两端偏差仍然很大后在#机组大修时对A磨进行彻底检修启动后运行情况良好。锅炉燃烧工况优化调整“W”型火焰锅炉在运行中进行燃烧调整的手段比较多主要有所有二次风挡板、磨出口分离器挡板、燃烧器的消旋叶片、二次风量等。任意改变其中一个都会对锅炉燃烧产生影响。为将锅炉燃烧调整至最佳状态我们逐一采用不同手段试验其对锅炉燃烧的影响。试验煤质取样时间项目MadMarAarVarVdarCarQnetarkjkg预备工况月日月日预备工况月日月日工况月日工况中午月日工况下午月日工况月日工况月日工况月日工况月日工况下午月日工况上午月日工况中午月日工况中午月日工况月日工况上午全国火电MW机组技术协作会第十三届年会论文集锅炉月日工况下午月日工况下午月日工况下午月日工况上午月日工况下午月日工况下午实验结果名称负荷减温排烟空预入飞灰含炉渣含锅炉工况说明水量温度口氧量碳量碳量效率氧量单位MWth预备工制粉系统优化前韩况预备工制粉系统优化后氧量况工况乏气试验工况乏气试验工况乏气试验工况DE挡板工况DE挡板试验工况同上MW试验工况C挡板试验工况C挡板试验工况F平均试验工况F平均试验工况F平均试验工况A挡板试验工况F试验工况消旋叶片格试验工况消旋叶片格试验工况分离器挡板格试验工况分离器挡板格试验工况改变二次风量ms工况停B、C、D、D燃烧器备注预备工况和预备工况是制粉系统优化前后的比较随后各种工况也是在制粉系统优化后的基础上作的实验做实验前各格挡板位置:AB挡板C挡板DE挡板F挡板平均乏气挡板消旋叶片格飞灰含碳量为撞击式飞灰取样分析结果乘以修正系数得到。试验结果()比较预备工况和预备工况可以看出:前期制粉燃烧优化(包括一次风量调平和煤粉全国火电MW机组技术协作会第十三届年会论文集锅炉细度调整)在一定程度上改善了锅炉运行工况但飞灰含碳量仍然较大经济性偏低。()改变乏气挡板工况是在预备工况的基础上将乏气挡板由开大到工况是在工况的基础上将靠近炉墙部分燃烧器的乏气挡板继续开大至工况是将乏气挡板恢复到。从试验结果可以看出:全关乏气挡板锅炉飞灰和炉渣含碳量均升高分析原因可能是火焰过于下冲导致炉渣含碳量升高同时由于初期燃烧不理想导致难以燃烬。但乏气挡板开度过大也将导致减温水量和排烟温度有所升高再热器管壁温度也随之升高。综合比较和分析决定将乏气挡板优化后的位置固定在左右(以后试验保持不变)。()改变D、E挡板工况是D、E挡板依据经验置于,左右工况是根据晋东南无烟煤后期非常难以燃烬的特点关小D、E挡板至。目的一是增加拱上风即燃烧初期风量二是降低火焰中心有效延长煤粉燃烬时间。试验结果表明:关小D、E挡板燃烧工况得到进一步的优化锅炉效率有所提高最终确定D、E挡板优化后的位置固定在左右(以后试验保持不变)。()改变C挡板工况是C挡板中部其余工况是C挡板继续开大至工况是C挡板。试验结果表明:随着C挡板的开大观察锅炉煤耗有所增加减温水量有所下降再热器管壁温度有所下降但C挡板开度过大时飞灰和炉渣含碳量明显升高减温水量也有所增加分析原因主要是因为C挡板开度过大风量增加从而减少了主喷口的风量导致前期给风量减少煤粉难以燃烬所致然而由于主喷口风量的减少NOx下降较明显。经综合比较分析决定将C挡板优化后位置固定在左右(最小开度)(以后试验保持不变)。()改变F挡板对于“W”型火焰锅炉煤粉主气流燃烧所需大量二次风是通过F挡板供给的。F挡板用于调节垂直墙下二次风量是调节沿炉膛宽度方向风量分布均匀性的主要手段更是目前调节拱上拱下二次风比例最有效手段。F挡板关小拱上风增加火焰重心下移但炉渣含碳量也随之升高因此F挡板的开度变化对锅炉燃烧影响较大。工况、、是F挡板平均开度(中间大两边小)为、、。试验结果表明:随着F挡板开度由大变小时减温水量变化不太明显排烟温度有所下降飞灰含碳量降低较多炉渣含碳量也随之升高锅炉效率得到了提高。主要原因是关小F挡板一方面减少拱下风就相应增加拱上风即燃烧初期风量另一方面降低火焰中心延长煤粉燃烬时间。综合比较分析:决定将F挡板优化后位置控制在左右(中间大两边小以后试验保持不变)。()改变AB挡板A挡板用于调节拱上乏气喷口二次风量B挡板用于调节拱上煤粉喷口二次风量都属于拱上风对火焰主要作用相似。AB挡板开大会增加拱上风的动能降低火焰中心同时能够及时补充燃烧初期所需风量对于晋东南无烟煤来说尤为重要。但在燃烧调整前AB挡板已经过调整优化处于最佳位置只是当时乏气挡板全关削弱了AB挡板的作用。在乏气挡板优化后AB挡板风量的到了利用经济性也有所提高。综合考虑各种因素:决定保持AB挡板全开位置(以后试验保持不变)。全国火电MW机组技术协作会第十三届年会论文集锅炉()改变消旋叶片消旋叶片用于调整风粉混合物的旋流强度和气流形状是调节“W”型火焰形状的重要手段同时对调节火焰中心也比较明显。消旋叶片下放炉膛内越多煤粉气流旋流度越小向下冲力越强火焰中心就越低飞灰含碳量降低炉渣含碳量升高。工况、、是消旋叶片在格、格、格。(格数越小消旋叶片下放越多)试验结果表明:消旋叶片下放越多炉渣含碳量有所增加但减温水量、排烟温度降低较多。综合考虑锅炉运行的安全性和经济性确定消旋叶片优化后位置为格(以后试验保持不变)。()改变磨出口分离器挡板磨出口分离器挡板的位置不仅影响煤粉细度而且还影响磨煤机的出力进而影响锅炉的燃烧工况因此在兼顾锅炉经济性的同时需要找到合适的分离器挡板位置。工况、是磨出口分离器挡板位于格、格。(格数越大出粉越细)试验结果表明:分离器挡板位于格、格时锅炉燃烧效果都比较好考虑到晋东南无烟煤难燃烬的特点和煤质的变化最后确定将分离器挡板优化后位置定于格上。()改变二次风总量在所有燃烧系统挡板优化调整后各挡板已处于最佳位置寻求合适的二次风量是完成燃烧优化调整的最后一步。工况、、分别是二次风量为ms、ms、ms。试验结果表明:对于晋东南这种极难着火极难燃烬的无烟煤来说在合适时机加入合适的风量非常关键增加过多的二次风往往会适得其反。在试验过程中曾多次为降低飞灰和炉渣含碳量而增加风量结果都不成功。虽然改变二次风量的几种工况锅炉效率都比较高主要是因为燃烧挡板已优化完毕锅炉已处于最佳状态但在二次风量较大时减温水量、排烟温度、和再热器壁温均有明显升高影响锅炉安全运行。综合比较分析:二次风量宜控制在,ms之间而更为关键的是控制省煤器出口氧量达到以上。()改变投运燃烧器数量工况是只燃烧器全部投运工况是将B、C、D、D燃烧器停运其它投运。试验结果表明:减少燃烧器的投运数量对降低减温水量较为明显但排烟温度、飞灰和炉渣含碳量均有所升高特别是炉渣含碳量大幅升高锅炉效率下降明显。分析其主要原因是由于燃烧器投运数量减少一方面增强投运燃烧器的一次风动能冲力加强火焰重心下移各受热面壁温降低从而减温水量减少另一方面是由于一次风动能加强着火点推迟对于晋东南这种难以燃烬的无烟煤十分不利从而导致飞灰和炉渣含碳量明显上升经济性变差。综合比较分析:针对晋东南无烟煤的特殊性为保持较高的经济性正常运行时应采用只燃烧器全部投运方式。结论和建议结论()东锅引进W型火焰锅炉在燃烧系统上每个燃烧器配备了六个二次风调整挡板又有消旋叶片和乏气调整挡板调整手段较多但对同一个燃烧器来说只有各挡板配合合适后才能取得较好的效果。不同的燃烧器各调整挡板的开度稍有差异对燃烧器二次风挡板来讲位于炉膛边上全国火电MW机组技术协作会第十三届年会论文集锅炉燃烧器的挡板开度稍小中间的稍大。()若入炉煤质发生变化时应及时将挡板开度调整到相应位置确保较高的锅炉效率。()#锅炉经过燃烧优化调整燃烧稳定性有所提高各主要参数均达到设计值燃用现有煤种锅炉效率可达到以上。()#锅炉原煤耗由燃烧调整前约gkwh降低到约gkwh供电标煤耗降低约gkwh。()燃烧调整无法从根本上解决减温水量偏大和再热器管壁超温的问题。(注:后来在#机组大修时我们按厂家建议去除了炉膛内的卫燃带耙钉和结焦启动后锅炉减温水量明显减少已经达到设计值再热器管壁超温也有所缓解。)()燃用试验煤种时燃烧优化调整后各挡板位置如下:乏气挡板AB挡板DE挡板消旋叶片格。建议()在正常运行中改变F挡板和C挡板的开度是改变火焰中心位置控制受热面壁温(尤其是高再壁温)最为有效的方法。在燃用现有煤种时F挡板开度调整如下:机组负荷在,MW时F挡板平均在左右(中间大两边小分布)机组负荷在,MW时F挡板平均在左右(中间大两边小分布)机组负荷在,MW时F挡板平均在左右(中间大两边小分布)这样调整的话再热器壁温会有所降低低负荷是能尽量提高再热蒸汽温度同时也能维持较高的锅炉效率。C挡板在正常运行时可以保持最小开度若某个区域再热器壁温过高时可适当开大相应的C挡板。()燃用现有煤种、机组负荷MW以上时二次风总量应控制在,ms之间而更为关键的是控制省煤器出口氧量达到以上。另外由于晋东南无烟煤的特殊性调整风量应采取少量多次的方法仔细观察待燃烧稳定、氧量不再变化后再进行下一步的调整。()要确保煤粉细度达到设计值运行中磨煤机的出力不要超过th磨煤机电流应保持在A以上降低时应及时加装钢球(加装钢球时大小球比例应按厂家推荐进行)否则会因煤粉细度不能保证从而引起锅炉燃烧不稳、飞灰和炉渣含碳量高、屏过管壁超温、减温水量增加等问题。()加强锅炉吹灰特别是炉膛和水平烟道部分这样对增加炉膛吸热降低各级烟温和再热器壁温非常有利。参考文献:参考文献:《大唐阳城发电有限责任公司MW集控运行规程》参考文献:《大唐阳城发电有限责任公司#锅炉燃烧优化调整试验报告》参考文献:《东方“W”型火焰锅炉燃烧调整》作者简介:范焕霞女年出生山西万荣人大学专科学历工程师。通信地址:山西省晋城市阳城县北留镇大唐大唐阳城发电有限责任公司邮政编码:

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