电建论坛

 找回密码
 注册
查看: 5362|回复: 12

[已解决] 四角切圆炉燃烧无烟煤技术

[复制链接]
发表于 2008-4-1 17:07:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
1.概述$ b% n& M2 f/ p' Y
贵州省的煤炭资源十分丰富,保有储量是长江以南九省区煤炭储量的总和。但长期以来由于经济落后、交通阻塞,煤炭资源优势未能得到充分地发挥。大力发展火电,将煤炭就地转化为电力是发挥煤炭资源优势的一个有效途径。在国家实施西部大开发、“西电东送”的战略中,贵州作为火电建设的主战场,将建设一大批火电厂。( c0 R( }' ?+ V/ W
然而,贵州的煤炭资源中大部分为无烟煤。据统计,1990年贵州省的煤炭保有储量为490.29亿吨,其中无烟煤储量为338.46亿吨,约占70%。其分布情况以本省西北部的毕节地区最为丰富,北部的遵义地区、中西部的安顺地区和六盘水市以及西南部的黔西南州也有一定贮量。
: y2 k  X3 j1 _无烟煤具有挥发份低、难着火、难稳燃、难燃烬的特性,对于火电厂,无烟煤的燃烧技术是制约电厂建设的一个重要因素。世界上的无烟煤电站锅炉迄今除少数小容量机组采用流化床燃烧技术外,一般采用的是“前后墙对冲旋流燃烧器液态排渣技术”(以前苏联锅炉为主)、“W火焰垂直燃烧技术”(以美国等西方锅炉为主)和“四角切圆水平燃烧技术”(以中国锅炉为主),在技术上形成了三大流派。
' f2 ?5 y1 d4 b1 h7 W, t1.1 我国燃用无烟煤锅炉的情况
" w0 Q# n' z8 o& b我国从70年代开始设计、制造专烧无烟煤的锅炉。上海锅炉厂自1976年以来设计制造了金竹山、遵义、梅县、金沙、习水等125MW无烟煤锅炉。哈尔滨锅炉厂为焦作、韶关等电厂设计制造了200MW无烟煤锅炉,东方锅炉厂为重庆等电厂设计制造了200MW无烟煤锅炉,后按美国FW公司的“W”型锅炉技术设计制造了多台300MW无烟煤、贫煤锅炉。北京B&W公司按美国B&W公司的“W”型锅炉技术设计制造了多台300MW无烟煤锅炉。哈尔滨锅炉厂也与英国三井巴布科克公司合作制造“W”型锅炉。
: Y# z; z4 C6 R2 P8 ]& f在我国目前已投运的无烟煤锅炉中,有“W火焰”型,也有“四角切圆”型。6 j/ v: ]! k3 a) d- k1 a
1.2在贵州研究四角切圆炉的意义
6 Q" C8 ~( ]+ H贵州省地处云贵高原,气压较低。以纳雍发电厂厂址为例,其海拔高度为1360m,多年平均气压为859.1kPa,比标准大气压低15.2%,气体体积等温膨胀到标准气压将增大17.9%。高海拔低气压将会影响到无烟煤的着火与燃尽、炉膛辐射特性及对流受热面的烟气流速等。因此,其它低海拔地区成功的燃烧方式不能原样照搬到贵州来应用。8 t0 b( L+ m9 c) M
贵州省采用四角切圆燃烧炉型在遵义(2×125MW)、金沙(4×125MW)的125MW级机组上取得了优良的业绩,采用W火焰炉型则在安顺(2×300MW)获得成功。总体来看,两种炉型对于燃用无烟煤的实际效果“难分伯仲”,而W炉型的单位建设成本则要比四角炉型高出很多。
9 ]7 C+ R$ p# ~. Y  d1 x8 }" U随着“西电东送”战略的展开,贵州将要建设一批300MW级以上的大容量发电机组。在贵州这样的经济发展相对落后的地区建设燃煤电厂,建设资金的筹集往往成为制约电力建设的“瓶颈”,从某种程度上也直接影响业主的投资决策。从减少建设初投资的角度,在贵州开展300MW级四角炉的燃烧技术研究具有重要的战略意义。
; o5 b& K; B$ b0 A. r( @) L2.四角切圆燃烧方式燃用无烟煤的状况5 ^* @. \( ]2 b" g
2.1 四角切圆燃烧方式的技术特点
& T3 ?" r1 b+ N  [- P高效率燃烧、稳定的热力特性和低排放等参数均是四角切圆燃烧方式固有的优点。该燃烧方式的主要优点如下:; C% V% ^3 l% [# U4 G
(1)着火稳定性强。
  j8 S5 P2 B2 P  D, z" i(2)燃烧效率高。
0 N0 \& c% a/ _. ?" f+ h(3)NOx排放量相对较低。5 @8 |; A# L% |1 K3 n% ^
(4)圆柱型旋转上升的火焰柱居于炉膛中部,可避免近水冷壁面局部还原性气氛,有利于防止结渣
3 o# P/ [; ?+ W  d: E$ ], w(6) 切圆燃烧各股射流组合成一个旋转火球,能适应各股间风量分配的不均匀性,具有适度抗干扰作用。
1 K) l$ Y8 h/ @: F5 ?(7) 燃烧工况的组织和调整比较灵活,对燃料的适应性强。
8 l. q7 T8 m  \' f) ^( Q$ S正因为四角切圆燃烧上述主要的优点,该燃烧方式始终保持着强大的生命力,其成功燃用无烟煤的业绩也被越来越多的用户所接受。+ q  G8 m0 }- T
2.2 国内采用四角炉燃用无烟煤已取得的业绩8 a7 O" j* E/ F1 V) s/ p& z
采用四角切圆燃烧方式燃用难燃烧的无烟煤,我国已取得较多的业绩。上海锅炉厂70年代设计制造的金竹山电厂125MW锅炉燃用金竹山无烟煤,在大容量锅炉上取得一定经验。之后在一批设计煤种Vdaf=5~6%的50MW、125MW无烟煤锅炉上积累了许多经验,如广东梅县发电厂125MW锅炉、焦作发电厂125MW锅炉等。# N5 G; {2 _( |+ O/ q
广东梅县发电厂燃用当地劣质无烟煤,Aar=30~34 % ,Vdaf=5.55~6.39 % ,Qnet,ar=18~19.5 M J /kg ,电厂运行表明燃烧稳定,不投油稳燃负荷66%-M C R ,飞灰含碳量5~10%,无严重结渣。$ F3 G# S7 i! M. h* {( k
焦作发电厂125MW锅炉燃用焦作无烟煤,Aar=20%左右,Vdaf=6~9%,Qnet.ar=22-26MJ/kg,锅炉燃烧稳定,不投油稳燃负荷40%ECR(50MW),无严重结渣,飞灰含碳量5%。% q9 `6 R# _: F" b# n
在300MW等级锅炉上,已经投运的有阳逻电厂和大港电厂。其中阳逻电厂300MW锅炉,采用四角切圆燃烧方式,WR燃烧器燃用晋东南煤,该类煤Vad在8~12%左右,Aar一般为20~30%,电厂运行表明,燃煤燃烧性能较好,着火较稳定,炉膛内敷有卫燃带,无严重结渣。( m: o! I/ C  I: c2 u2 w% S/ H
采用同种燃烧技术,按贫煤设计(设计煤质Vdaf=16%)的大港电厂328MW锅炉,在不敷炉膛卫燃带的情况下采用半直吹式制粉系统燃用100%阳泉无烟煤,该类煤Vad在7~9%左右,Aad一般为20~30%。电厂运行表明,燃煤燃烧性能较好,着火稳定,不投油稳燃负荷180MW。
5 u, D9 ]9 C: K, D300MW等级四角炉燃用无烟煤在阳逻电厂、大港电厂的投产运行,说明四角炉燃用无烟煤在300MW等级大机组上应用是可行的。
. `- }3 U! K, P7 @2.3 贵州地区采用四角炉燃用无烟煤已取得的业绩
$ P" u" J" U3 c' ?2.3.1遵义电厂420t/h四角切圆燃烧锅炉
" F/ c1 z" v) |7 x遵义电厂两台 420 t/h锅炉为上锅SG-420/13.7-M419型四角切圆燃烧锅炉,燃用挥发份Vdaf为8~10%的遵义地区无烟煤,其燃烧特性与金竹山煤相似。燃烧及制粉系统采用钢球磨中间储仓式热风送粉系统,每台炉配备两套钢球磨制粉系统,钢球磨型号为350/700型。该炉90年代初投产,是上海锅炉厂在无烟煤锅炉上首次采用从CE公司引进的WR型宽调节比燃烧器,一、二次风间隔布置,投产初期锅炉燃烧不稳,频繁灭火,锅炉燃尽较差、结焦严重。多次对锅炉燃烧系统进行技术改造,同时严格控制来煤煤质的稳定性,加强技术管理,提高运行人员运行操作水平。经过两年多的努力,两台锅炉可以长期稳定燃烧,其运行和改造技术为金沙电厂的建设提供了宝贵经验。0 o) \* c7 {% Y' p" F8 q* |- I
2.3.2金沙电厂420t/h四角切圆燃烧锅炉
; z+ u6 s8 }8 ~; h5 @/ H1 ~% ~金沙电厂燃用金沙矿区无烟煤,其综合煤样分类牌号为V0A1M1S2T2-2,挥发份Vdaf为5.86~6.11%,属超低挥发份,极难着火,较难燃烬,中、高沾污、高结渣性,难磨煤种。金沙电厂4台锅炉为上海锅炉厂设计生产的SG-420/13.7-M423型锅炉。针对金沙无烟煤难着火、难稳燃的特点,上海锅炉厂对从CE公司引进的WR燃烧器进行改进,在燃烧器喷嘴设计和炉内燃烧的组织上很有特色,煤粉的浓淡分离和浓相区的相对集中,较好地保障了着火和稳燃。一次风对冲布置使一次风煤粉射流的刚性得以加强,在着火阶段二次风对一次风的干扰小,煤粉射流不易贴墙结焦。以启转二次风与一次风间20°的大偏转角带动炉内气流的混合,构成切圆稳燃,一方面使炉内高强度混合区集中在有限的区域,高浓度的煤粉被裹在炉膛中央,使得该段高度的温度稳定在一个较高水平,形成一个稳定的燃烧区域;另一方面避免了大多数锅炉二次风均以相同偏转方向和较大偏转角度进入炉内,造成的炉内切圆过大、气流刷墙,易结焦的缺陷。以单独一层动量较大的二次风来组织切圆燃烧、采用上部二次风消旋,有利于减少炉膛出口烟气的残余偏转。自1998年投入运行以来,金沙电厂四台锅炉燃烧效果均比较理想。
 楼主| 发表于 2008-4-1 17:10:06 | 显示全部楼层
2.3.3 贵州地区四角炉燃用无烟煤的主要技术经验
8 u( u0 h& m- a7 l9 Q5 d7 P. `通过多年的实践,贵州地区采用四角炉燃用低挥发份无烟煤取得了以下主要技术经验:5 @$ Q: o( d* d8 L8 x
(1)四角切圆锅炉在燃烧贵州无烟煤上已取得较好的业绩。能解决锅炉着火、稳燃、燃烬、结焦等问题,可以保证锅炉长期安全、稳定运行,经济性也比较好。
7 D% T( C* F, A9 ^' ~(2)采用四角切圆燃烧方式燃用无烟煤,必须优化锅炉炉膛设计参数。实践证明:锅炉炉膛容积热负荷至少要比普通烟煤锅炉减少约30%,以保证有足够的炉膛空间进行无烟煤的燃烧,炉膛断面热负荷和燃烧器区域热负荷也不宜过大,以避免炉内严重结焦。对四角切圆燃烧锅炉要保证燃烧器出口燃尽高度大于18m。( {" P! u4 b$ l+ h) ?
(3)合理选用燃烧器。采用一次风喷口集中布置、煤粉浓淡分离技术、分级送风等是常用手段。要保证一次风和二次风出口风速及动量的匹配,保证一次风、二次风喷口间的距离,防止二次风对一次风着火稳燃的干扰。对三次风的处理要十分谨慎,大量的三次风对锅炉着火稳燃及燃尽十分不利,三次风分散送入或三次风喷口烟气预热有一定效果。采用大小切圆或贴壁二次风可以防止炉内严重结焦及水冷壁高温腐蚀。! N/ ?5 k, q) t4 O$ @
(4)煤粉细度R90要求达到6%以下,在制粉系统设备选型时要根据煤的可磨性系数给予重视。热风温度不低于380℃,最好达到400℃。. d: o  k# h0 [, i( o. m. z- U6 K
3.纳雍发电厂300MW四角炉的相关设计1 H; ~0 `. X5 N7 U- _" H. k4 R
3.1纳雍无烟煤的煤质分析
# J& T% @. K* I/ B& w9 X7 F纳雍无烟煤煤质分析见表1。+ V4 M( o' f" Q3 U  L  n1 A
根据《发电煤粉锅炉用煤质量标准》(GB7562-87)判定,本工程煤质属于V1A1W2S1T2-1,即低挥发份、低灰份、高水份、低硫份、不易结焦的无烟煤。
' e. ?. p. K/ C, @3 I表1 纳雍发电厂设计煤种和校核煤种煤质分析! P! f' ]) d, j0 O1 J  K+ d* [

$ I9 E* U. d; u/ Z3.2 纳雍无烟煤的燃烧特性分析
8 v: g0 f; j" P4 y7 u影响锅炉燃烧的因素主要有煤的着火性能、燃烬性能和结渣性能等。根据普华燃煤技术开发中心与西安热工研究院等单位联合对国内几十台大型燃煤电站锅炉进行调研和分析及试验基础上总结出的一套具有较高可靠性的燃煤特性指数——普华煤质特性判别准则来分析纳雍煤质的燃烧特性,结果如下:& k* c6 S( |) {* ?# X+ i8 o! o
(1)煤的着火稳定性指数Rw。纳雍发电厂燃用无烟的煤着火稳定性分析参见表2# _7 m& @+ k, R6 {

4 k. w! _" h3 A' [# X* y在式1中,对设计煤种:Rw=4.0922;对校核煤种:Rw=4.0382。; t- q* I0 v' d1 j- @
表2 纳雍发电厂燃用无烟煤的着火稳定性分析
7 H4 A' c3 J0 g, J' q3 y2 }% W
+ w, _; I: n% @& Z- }& R# E! o由表2可看出纳雍发电厂燃用的无烟煤着火稳定难。6 s& A9 M  M" I+ Z3 s" Z' c* y  @& O
(2)煤的着火温度指数Td(℃)。纳雍发电厂燃用无烟煤的燃烧稳定性分析参见表3。
& Z- [1 Y4 W& E- ^9 ^  o
5 K3 F- t! \% h在式2中,对设计煤种:Td=637.4℃;对校核煤种:Td=641℃。
/ n! G- Z: @% S& H表3 纳雍发电厂燃用的无烟煤燃烧稳定性分析
: W) A1 k% p7 r1 \! r) c2 }. Z
$ Q0 T7 i( O9 [* x由表3可看出纳雍发电厂燃用的无烟煤其燃烧稳定性难~极难。+ V$ c0 f7 }+ l7 T( C
(3)煤的燃烬性指数Rj。纳雍发电厂燃用无烟煤的燃烬性分析参见表4。
! s! O1 ]1 n6 M/ a9 v, b2 F+ n* D
& S$ S' n% M! r# W: [9 E& n5 U) B! {$ G在式3中,对设计煤种:Rj=2.243;对校核煤种:Rj=2.133。
2 Y, C% p  E5 X: O$ K% ?% A  i表4 纳雍发电厂燃用无烟煤的燃烬性分析- \- ?# K+ J7 d# Q' Z
; ], n/ S& @: h2 m6 Q+ K/ P
由表4可看出纳雍发电厂燃用的无烟煤极难燃烬。
& I/ }  r2 n; [1 B" b( Z(4)煤的结渣特性指数Rz。纳雍发电厂燃用无烟煤的结渣特性分析参见表5。
& V, ^: |- H( c: y/ G$ f ) E% A& u* n$ ^% V# H) H, d% g& ]/ Y7 j
在式4中:
$ p5 V& R. T! s5 e6 k8 R ) E/ N1 @& x. V- N* W: d% x
在式4中,对设计煤种:B/A=0.1677,G=83.32,Rz=1.35;对校核煤种:B/A=0.1762,G=82.35,Rz=1.40。
/ Y: b) h: C& K) p; u& h) L1 Q表5 纳雍发电厂燃用无烟煤的结渣特性分析, Y, Z+ _  _; Z+ Y7 W1 `7 j( S/ I0 d

9 ~; r6 e+ s, N# ?$ ^- d由表5可看出纳雍发电厂燃用的无烟煤的结渣倾向为中等偏不易结渣倾向。4 a4 R2 ?9 S1 S/ g, d7 g
(5)煤的灰粘污性指数Hw。纳雍发电厂燃用无烟煤灰粘污性分析参见表6。% B4 M; }$ ^9 t. U, u8 s  ]

+ {. r# Q/ m* A5 R在式5中,对设计煤种:Hw=0.228;对校核煤种:Hw=0.271。
6 `  o5 p( X3 H0 S表6 纳雍发电厂燃用无烟煤的灰粘污性分析
' O0 E" p5 n1 S3 Y7 Q4 m7 A' v
4 `% F- `+ `. E9 g# p3 g由表6可看出纳雍发电厂燃用无烟煤的粘污趋向中等偏低。
# e7 Z; I: B- W* M6 L& A) j(6)煤的灰磨损指数Hm。纳雍发电厂燃用无烟煤的灰磨损分析参见表7。
 楼主| 发表于 2008-4-1 17:11:09 | 显示全部楼层
表7 纳雍发电厂燃用无烟煤的灰磨损分析- I8 d" t2 W$ d- b4 W

# y9 w2 x' F$ }$ {由表7可看出纳雍发电厂燃用的无烟煤的灰磨损倾向为中等偏严重。
5 m# ~2 y" Q+ p8 m  f5 ^(7)煤的燃料比Kb。纳雍发电厂燃用无烟煤的燃烧性能分析参见表8。% l, o4 L; i- \. a
: X) P+ d- V5 L) S2 E- G
在式7中,对设计煤种:Kb=9.753;对校核煤种:Kb=11.048。
- A. D$ V' N3 L6 Z# G% ~0 O! D8 ^表8 纳雍发电厂燃用无烟煤的燃烧性能分析; P9 e* U, T* }  T; l( U# k

0 w" \2 t! V+ m由表8可看出纳雍无烟煤的燃烧性能极差。+ g$ F- Y% u3 m; n8 O9 k7 N
根据有关资料,燃料比Kb大于3的煤种,如果要采用水平燃烧方式,则必须在炉膛和燃烧器的设计上采取有效措施,才能保证煤的燃烧稳定性和燃烧效率。另外,燃料比高的煤种,其着火温度也高,燃烧时会出现着火困难、燃烧不稳定、对负荷变化的适应性差等情况。此外,煤的着火距离也同燃料比Kb有关。燃料比大的煤种着火距离长。* I) G/ ?; c$ Q6 l) A$ x
由以上可看出纳雍无烟煤具有挥发分低、着火温度高、着火距离长、燃烧与着火稳定性差、极难燃烬、不易结焦、灰磨损倾向中等偏重的特性。
' x) W7 C2 @! V) a3.3 四角切圆炉燃用纳雍无烟煤在制造设计上所采取的措施
! o- S9 B, z2 N/ j4 h2 Q+ m" v% i根据煤质特性,结合贵州地区在四角炉燃用低挥发份无烟煤方面的实践经验,在设备招标时对制造厂提出要求,得到响应。各投标厂家均提出了一系列措施,归纳如下:' j0 L3 G1 r# [2 Y1 t
(1)锅炉采用较小的假想切圆,大切角并采用适当的炉膛宽深比,可以防止煤粉气流贴壁引起的结渣和高温腐蚀;采用较高的炉膛高度加大燃烧空间,延长了煤粉的停留时间,有利于无烟煤的燃烬。
+ h1 ~2 n& a8 |+ H" `" p5 ^(2)用水平分离浓缩型燃烧器,组织浓淡燃烧,有利于无烟煤的着火及稳定燃烧。6 b' F, g' i0 W# q% u( m& r
(3)在下炉膛适当敷设卫燃带,提高燃料着火区和燃烧区的温度。  @  a+ C6 P  s9 s, x1 ^
(4)布置合适的燃烧器层数,以增加运行的灵活性,根据煤种和负荷决定投用的燃烧器层数。燃烧器一次风层数采用4~6层,可以强化一、二次风的混合,有利于无烟煤的燃烬。
7 Q; K! u& f' p4 o3 L  V(5)合理布置一次风喷口间距,保持恰当的燃烧区域壁面热负荷,既可保证无烟煤的着火稳定,又可防止炉膛结渣* f/ |$ |8 |6 _9 Z# z# s3 B
(6)合理布置二次风。分级送入二次风,使燃烧区域保持较高的热负荷,保证足够的氧份,以利于煤粉的着火和燃烬。
3 {; C7 G5 [( G7 G3.4 燃烧制粉系统设计; v0 G0 U5 y) j% [7 V) z5 ~
采用钢球磨中储式热风送粉系统,配350/700磨煤机。具有以下特点以适应无烟煤的燃烧:6 L" s/ \' m6 d
(1) 风煤比低,本工程一次风率采用~15%。# K* h$ J6 \0 c% c
(2) 一次风温可高达220℃以上;. ~' ]( Q$ K& F' f# U: z
(3) 可获取较细煤粉细度,R90易控制在≤8%左右;8 @$ D2 r8 v6 R% W, q
(4) 较易组织喷嘴的投运方式以适应低负荷运行要求。
6 D' R7 |& X: [' i- P. X(5)采用单进单出的国产球磨机能降低设备成本。; w8 O0 `4 }. {4 ~  c
4.四角切圆燃烧锅炉在纳雍发电厂的运行实绩
3 m- J. v) u( d6 B4.1纳雍发电厂四角切圆燃烧无烟煤锅炉简况
( h5 N( t& t* ]纳雍发电厂4×300MW机组工程通过招标确定4台锅炉分别由哈尔滨锅炉厂和上海锅炉厂供货。其中由哈尔滨锅炉厂设计制造的1#、2#锅炉已分别于2003年4月和9月移交生产;由上海锅炉厂设计制造的3#、4#锅炉则分别于2004年4月、2004年9月移交生产。
9 o* y5 [, ]; `' W1#、2#锅炉与3#、4#锅炉均系引进美国CE公司技术制造,采用亚临界参数、一次中间再热、平衡通风自然循环锅炉,四角切圆燃烧方式。四台炉均采用烟气挡板调节再热汽温,固态排渣,每台锅炉配四台DTM350/700钢球磨煤机、中间储仓式热风送粉系统,并配有送风机、引风机、一次风机、空预器、电除尘器各两台。! y5 S  o- X& Y3 z: \9 x, A; q% H
在燃烧技术上均采用水平浓淡燃烧器,一次风相对集中布置方式。所不同的是1#、2#锅炉采用4层燃烧器(最上层为双通道燃烧器,其下三层为水平浓淡燃烧器,最下层煤粉喷口集中布置),而3#、4#锅炉则采用6层燃烧器。
# Q1 {0 w3 u5 E7 J% u6 ^- N* t  b3 [水平浓淡燃烧器特点:在煤粉喷咀体中按煤粉管道的方向安装百叶窗式分离器,其目的是把煤粉分成浓淡两股。适当的煤粉/空气比正是锅炉负荷在较大范围变化时稳定燃烧的必要条件之一,另外在喷咀的内部还装有垂直隔板,煤粉浓侧安装水平钝体并安装稳燃齿,钝体和稳燃齿使煤粉气流在下游产生一个负压回流区,在此负压区中存在着高温烟气的回流与煤粉/空气混合物间剧烈的扰动和混合,这一点满足了锅炉负荷在较宽范围变化,满足煤粉粒子和稳定燃烧的要求。
$ g9 D* u; }: b1 J+ a0 ~5 l3 m双通道自稳式燃烧器由双通道和流通周界风的分隔风室组成。周界风分成两部分,另一部分通过小的风道进入双通道燃烧器的腰部,形成控制火焰位置的腰部风,挡板风箱上相应的挡板可控制腰部风的开关,煤粉和空气的混合物由上下两个通道进入双通道燃烧器筒内,形成两股气流射入炉膛,产生热烟气回流区,对煤粉自身起到预热、稳燃的作用,以保证煤粉气流的及时着火。
5 ]; V  u+ `! a, ~$ e1#和2#锅炉燃烧器射流中心线和水冷壁中心线的夹角分别为42°和48°。每组燃烧器共有5种16个风室,16个喷口,其中顶部三次风喷口2个,其下为OFA燃尽风喷口2个,煤粉喷口4个,油喷口3个,辅助风喷口5个。# ]3 x7 U( z) e6 H( [( E3 R
3#和4#锅炉燃烧器采用四组直流式改进型水平浓淡分离宽调节比喷燃器(即WR燃烧器),布置在炉膛下部四只切角上。每组燃烧器由6只煤粉喷嘴、8只二次风喷嘴(其中1只OFA喷嘴)和2只三次风喷嘴组成,在3层二次风喷嘴中设置了油喷嘴。1#和3#、2#和4#角燃烧器射流中心线与前后墙水冷壁中心线分别成41°、46°夹角,在炉膛中心分别形成Φ691mm和Φ712mm逆时针方向的假想切圆。下四层喷嘴水平布置,三次风喷嘴下倾10°,其余各层喷嘴下倾4.3°,OFA喷嘴可手动上下20°摆动。除三次风喷嘴不设调节挡板外,其余各喷嘴均设二次风调节挡板及执行机构。
, u0 x' o$ m" b2 D4.2 1#和2#锅炉的运行情况
% `9 W6 V6 Z  J+ w( A5 ?2 k  I2003年3月8日17点35分,1#锅炉第一次投粉,一次风温为340℃,风压为3.2kPa,风速为38m/s,二次热风温度为320℃,投粉后能着火燃烧。3月18日7点35分锅炉第一次断油成功,标志着纳雍发电总厂采用四角切圆燃烧炉型燃用纳雍无烟煤获得成功。锅炉在整套试运阶段点火29次,熄火28次,其中因锅炉燃烧不稳造成熄火7次。锅炉燃烧调整经过了艰苦而细致的工作,经反复调整和观察采用双束腰配风方式,在原来的基础上关闭AA层AB层辅助风加大OA层燃油风风量,保证煤粉挥发份燃烧的基本风量;加大OB层燃油风风量,加强中期混合扰动和燃烧所需风量,使锅炉燃烧稳定。2#锅炉于2003年9月4日4时顺利通过了168小时整套试运转,正式移交试生产。其运行情况与1#锅炉基本相同。
" q) a* ^' X: N5 T& ^: |. {$ y纳雍发电厂1#和2#锅炉是贵州首次采用四角切圆燃烧炉型燃用纳雍无烟煤,一年多的运行情况证明:燃烧纳雍地区低挥发份无烟煤,只要锅炉炉内燃烧组织合理,锅炉可以稳定燃烧,其不投油最低稳燃负荷甚至能达到180MW,但由于锅炉燃烧器层数较少,单只燃烧器热功率较大,其投停方式对炉内燃烧的扰动比较大,容易引起锅炉燃烧不稳,因此对运行人员操作水平要求较高。目前锅炉燃烧经济性有待进一步提高,在锅炉额定电负荷下,锅炉飞灰可燃物略超过10%,估计经过进一步的燃烧调整能达到10%左右。锅炉炉内不存在严重结焦的情况,能满负荷长期运行,锅炉汽温、汽压、各段烟温风温等参数均能达到设计要求。1 G3 i) U  C5 ^8 k
4.3 3#和4#锅炉的运行情况0 \7 Y0 p# u& u( \0 n7 t8 o
3#和4#锅炉从2004年2月9日15点15分锅炉点火到4月23日22点30分结束168小时试运转,整套启动试验阶段共历时74天,但由于缺煤和其它原因消缺占用了40余天时间,真正用于整套试验的时间仅30天。3月5日21点20分锅炉首次断油燃烧,23点15分机组负荷首次升至300MW。试运转期间共点火16次,没有出现因燃烧问题引起的熄火。试验期间的不投油最低稳燃负荷为210MW。试运转期间发现锅炉有结焦倾向,通过调整锅炉配风方式,结焦倾向有所改善,可维持正常运行。由于送风机的压头出力裕度不足,锅炉在较高负荷时送风机出现喘振现象,为减少系统阻力,一、二次风调节挡板在较高负荷时基本上处于全开状态,几乎没有调节余地,对锅炉性能造成了一定影响,也限制了机组带负荷的能力。但即使这样,锅炉也能连续稳定带满负荷运行。试运结果证明锅炉运行正常,机组的主蒸汽压力、温度、给水温度、一、二次风温等均能满足或接近设计参数稳定运行,排烟温度略低于设计值,锅炉飞灰可燃物仅为5~6%,在贵州高海拔地区燃用低挥发份无烟煤能达到如此效果是很不容易的。锅炉具备稳定燃烧的能力并有较好的燃烧经济性,机组加带负荷快,并有较好的负荷调节特性。
: o* ~( U$ E6 H' K) V2 Q3#机组从移交试生产至今一直连续稳定运行,其经济性优于1#和2#机组(1#和2#机组发电煤耗320g/kWh、供电煤耗338g/kWh,3#机组发电煤耗318g/kWh、供电煤耗334g/kWh)。
  A+ J9 e( A# d, _" x, _9 g4#锅炉于2004年9月建成投产,其运行情况与3#锅炉基本相同。5 d' z. A  v7 N5 P5 o% }
5.结论与展望
+ ]9 e5 u( A) I) Z$ T3 X4 w在贵州高海拔地区采用四角切圆燃烧炉型燃用纳雍无烟煤的具体实践中,可得出以下结论:
3 e  T0 P! H/ g2 Y/ Z1 o# [(1)300MW机组采用四角切圆燃烧方式燃用低挥发份无烟煤是完全可行的。无论从锅炉低负荷稳燃方面还是从燃烧的经济性方面以及解决炉膛结焦方面均可达到预期的要求;; ^/ U. Z: C& a3 l$ v
(2)采用四角切圆燃烧方式燃用低挥发份无烟煤必须针对无烟煤难着火、难稳燃,难燃烬的煤质特性,在炉膛容积、炉膛截面积、燃烬高度的选取以及燃烧器设计等方面均要有充分考虑;
3 q# l# z2 I/ u(3)要充分重视高海拔低气压对低挥发份无烟煤燃烧的影响,选择合适的炉膛容积热负荷和断面热负荷;
  V# Z3 K4 R4 X7 ?1 Y(4)采用四角切圆燃烧炉型燃用低挥发份无烟煤,一般采取以下措施:
0 Y# q0 U5 w4 a# X* C0 [. mA.选择较小的炉膛容积热负荷和较大的断面热负荷;
* U) U  x5 }& Z+ R- C: I& F3 hB.锅炉采用较小的假想切圆,大切角并采用适当的炉膛宽深比,可以防止煤粉气流贴壁引起的结渣和高温腐蚀;采用较高的炉膛高度加大燃烧空间,延长煤粉的停留时间,有利于无烟煤的燃烬。7 E% y3 u) d; d3 _
C.平分离浓缩型燃烧器,组织浓淡燃烧,有利于无烟煤的着火及稳定燃烧。+ I5 z. w/ d' S( w
D.布置合适的燃烧器层数,以增加运行的灵活性,根据煤种和负荷决定投用的燃烧器层数。
; W- n; v6 ?3 p7 R2 DE.合理布置一次风喷口间距,保持恰当的燃烧区域壁面热负荷,既可保证无烟煤的着火稳定,又可防止炉膛结渣。& q4 L: G. ?2 l$ _' v
F.合理布置二次风。分级送入二次风,使燃烧区域保持较高的热负荷,保证足够的氧份,以利于煤粉的着火和燃烬。! X1 l3 ~! j6 F; g8 m( S
G.下炉膛适当敷设卫燃带,提高燃料着火区和燃烧区的温度。
+ i! Q8 U+ j( m以上措施已贯穿落实在纳雍发电厂四角切圆燃烧锅炉的招标评标工作及锅炉的制造设计过程中。实践证明这些措施是十分必要和有效的。
# E  P) r0 u  m通过纳雍发电厂1#~4#机组的逐台顺利投产并长期连续稳定运行,充分证明了四角切圆燃烧炉型是完全能够适应燃用纳雍无烟煤的。随着四角切圆燃烧无烟煤技术的不断完善,相信会有越来越多的业主接纳这种炉型,在燃用无烟煤的电站项目中采用四角切圆燃烧炉型,为业主节约大量的建设投资,取得良好的投资收益。
发表于 2008-4-5 21:25:45 | 显示全部楼层
对应新机组供电煤耗偏高
发表于 2008-4-16 14:29:11 | 显示全部楼层
四角切圆炉燃烧技术该淘汰
发表于 2009-9-18 11:45:06 | 显示全部楼层
对于无烟煤,还是W火焰炉合适。
发表于 2009-9-19 06:40:04 | 显示全部楼层
对应新机组供电煤耗偏高
发表于 2010-6-5 13:07:21 | 显示全部楼层
循环流化床锅炉技术的迅速发展与普及,将使得“ 四角切圆炉燃烧无烟煤技术2 A" ?5 M% S4 M1 H
”的发展停滞不前。
发表于 2010-6-5 20:20:11 | 显示全部楼层
学习了,谢谢楼主,太详细了
发表于 2010-6-7 07:53:01 | 显示全部楼层
烧无烟煤锅炉效率有点低
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

小黑屋|手机版|Archiver|电力建设网站 ( 苏ICP备16030970号-1 )|网站地图

GMT+8, 2024-5-18 21:34 , Processed in 0.211462 second(s), 29 queries .

Powered by Discuz! X3.4 Licensed

© 2001-2023 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表