300MW机组锅炉燃烧器及磨煤机分离器优化研究应用.pdf

机组锅炉燃烧器及磨煤机分离器优化研究应用甄志广高飞周静谭厚章(石家庄良村热电有限公司河北 石家庄 西安格瑞电力科技有限公司陕西 西安 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西 西安)摘 要:为解决锅炉近壁面高温腐蚀问题优化运行效果本项目针对 机组的一次风燃烧器及/磨分离器挡板进行了超低排放优化改造 改造后脱硝入口的 减少锅炉近壁面的还原性气氛 降低了.锅炉效率由.提高到 在煤质较好的情况下可将锅炉飞灰控制在 以下关键词:煤粉细度高温腐蚀锅炉效率超低排放改造中图分类号:.文献标识码:文章编号:()随着“双碳”战略目标提出与推进国家对节能减排的要求越来越高对于高能耗和高污染的火力发电机组来说积极进行优化维护不可或缺 由于辅助设备(如风机、水泵等)耗电占用了工厂的大部分用电因此辅助设备的维护至关重要某电厂 机组()于 年完成超低排放改造 为缓解锅炉近壁面高温腐蚀的情况了解改造后锅炉燃烧情况优化运行此次检修对 机组一次风燃烧器及/磨分离器挡板进行了调整试验结果表明在经济方面锅炉近壁面的还原性气氛 值最高仅 降低了.高温腐蚀情况得到有效缓解延长了锅炉的使用寿命在(蒸发量./)稳定负荷的工况下锅炉的热效率由.提高到 燃烧器喷口处的着火距离为 左右在合理范围内无燃烧器喷口烧蚀节省了维修成本污染方面脱硝入口的 值在./在煤质较好的情况下可将锅炉飞灰控制在 以下 改造概况此电厂的 机组锅炉为东方锅炉(集团)股份有限公司配套/.型燃煤锅炉为亚临界、中间一次再热、自然循环单炉膛、燃煤汽包锅炉单炉膛 型布置四角切圆燃烧尾部双烟道固态排渣平衡通风全钢架悬吊结构 年对锅炉进行了超低排放改造对燃烧系统进行了部分改造改造后的燃烧系统情况为:保持主燃烧器主体格局不变区域的水冷壁不做改动 燃烧器分上、下两组燃烧布局布置格局基本不做变动更换五层一次风喷嘴体以及一次风喷口 层一次风为小油枪煤粉的点火装置本次改造过程中不作改动更换、五层一次风喷嘴体、一次风方圆节以及一次风喷口 一次风喷口由耐高温、耐磨合金铸钢铸造材质为 一次风喷嘴体、方圆节以及浓淡分离装置采用耐磨合金铸钢铸造材质为 保证燃烧器的超长运行周期为保证在低氧条件下煤粉气流在着火初期的稳定着火一次风沿用目前低阻力、高浓缩比的新一代水平浓淡燃烧器在炉膛垂直高度空间上维持原有的两组布置格局即、三层为下组、三层为上组在火焰中心区形成具有较高煤粉浓度、较高温度、适宜氧气浓度、较高燃烧强度的格局在靠近水冷壁区域形成较低煤粉浓度、较高氧气浓度以及较低燃烧温度的格局一次风喷口周界风射流与煤粉射流采用差角设计形成烟气涡流周边卷吸确保煤粉及时、稳定着火提高燃烧效果重新设计、更换全部主燃烧器区的二次风喷口重新优化调整各层二次风喷口的风率全炉燃烧过程采用低于常规燃烧过程的过剩空气系数减少燃烧过程中含 基团与 的反应机会有效降低烟气中 的生成量取消原有的 燃尽风增加三层高位燃尽风调整高位燃尽风的标高高位燃尽风的中心线距离 层一次风中心线的距离为 同时高位燃尽风喷口可以 在 水 平、上 下 方 向 摆 动 在 上 下 、水平范围内调整 燃尽风燃烧器喷口垂直摆动采用气动执行水平摆动手动执行 气动执行器机构直接接入 系统运行操作人员能够远程实时控制燃尽风风门的开度 同时对原有的燃尽风风箱进行扩容改造以适应新设计燃尽风的风量与风速要求二次风大风箱的改造 在确定高位燃尽风的标高后大 风 箱 距 离 新 增 高 位 燃 尽 风 的 顶 部 标 高 为单独引高位燃尽风的风道基本与现有大风箱连接将大风箱整体向上延伸 高位燃尽风的风箱与大风箱连成一个整体改造后设计参数表见表 表 改造后设计参数项目单位设计煤炉膛出口过剩空气系数.一次风量/二次风量/.一次风率.二次风率.漏风率一次风温度二次风温度一次风速/二次风速/周界风速/高位燃尽风风速/一次风阻力二次风阻力实际燃料消耗量/投运火嘴数量只 试验内容此次检修对 机组一次风燃烧器及 磨分离器挡板进行改造为使锅炉在运行过程中符合各项性能指标对 炉进行调整试验.一次风调平试验在一次风管采用标准靠背管使用热态风速仪对各层各粉管一次风速进行测量根据测量结果调整可调缩孔使每台磨煤机一次风管的风速基本持平将每根粉管上安装的靠背管接入风粉的在线调平系统通过标准靠背管对各粉管靠背管进行标定实现粉管一次风动态变化的实时监控一次风速调平时将单台磨单层的 根粉管上安装的靠背管接入风粉在线调平系统 先全部打开磨煤机最远端粉管的可调缩孔再根据在线调平系统中的实时风速调整其他 根粉管可调缩孔的开度.制粉系统试验在锅炉负荷.、/磨煤机电流分别为.和.的工况下保持分离器挡板处于最佳开度(上、下)进行煤粉取样记录磨煤机的运行参数观察磨煤机分离器挡板优化改造后的煤粉细度及磨煤机出力.锅炉燃烧性能测试试验期间锅炉负荷稳定在 锅炉蒸发量为/保持锅炉各项运行参数稳定测量锅炉近壁面的还原性气氛对脱硝入口的 及锅炉效率进行测量分析当前运行状态下的锅炉燃烧情况 试验结果.热态一次风速调平对/、/、/磨各自的、四角粉管风速调平前后的数据对比记录调整情况分别为 关小 圈、开大 圈、关小 圈、开大 圈其余无调整 调整后偏差均在 的合理范围内 以 磨 侧一次风热态调平结果为例展示如表 所示表 磨 侧一次风热态调平结果管号调平前速度(/)调整情况调平后速度 平均速度 风速偏差(/)(/)().关小 圈.制粉系统试验部分煤粉取样结果见表 表 部分煤粉取样结果项目煤粉细度煤粉浓度粉管编号煤粉细度()偏差()重量()煤粉浓度(/)偏差().磨均值././.磨均值././由表 试验数据得知在优化改造磨煤机分离挡板后/磨煤粉细度 均在 以下单台磨各粉管煤粉的细度偏差均在 以下符合技术协议要求符合最新国标要求同等负荷工况下改造前的单台磨出力在/左右改造后制粉系统出力未降低 针对此情况将 磨开大下部分离器挡板开度调至 磨煤机出力稍有增加但整体变化不大对煤粉细度进行测量煤粉细度 变化不大平均值在.左右稍有增加.锅炉燃烧试验测试结果(/)工况下近壁面气氛场试验结果如表 所示表 工况近壁面气氛场试验结果.炉 负荷(/)近壁面气氛前墙后墙中中 下方 层/层/由表 可知改造后锅炉近壁面的还原性气氛 值最 高 仅 改 造 前 值 最 高 可 达 到 左右降低了.试验期间掺烧无烟煤时在 (蒸发量/)稳定负荷工况下测得的锅炉飞灰为.若不掺烧无烟煤可将锅炉飞灰控制在 以下综合 年 月 日电厂飞灰大渣的化验情况进行分析煤质较好时飞灰可降至 左右部分数据见表 表 飞灰大渣数据化验表化验日期取样日期样品名称灰皿重()样重()灼烧后重()可燃物().:侧飞灰.:侧飞灰.:侧飞灰.:侧飞灰.:侧飞灰.综合分析改造后的电厂运行在多方面有优化经济方面:锅炉近壁面的还原性气氛有较大改善高温腐蚀情况得到改善延长了锅炉的使用寿命 在(蒸发量./)稳定负荷工况下修正后的锅炉效率由.提高到 试验期间通过观察得出燃烧器喷口处着火距离为 左右处于合理范围内不存在燃烧器喷口烧蚀节约了维修成本污染 方 面:改 造 后 脱 硝 入 口 的 值 在/相比改造前有下降 在(蒸发量./)稳定负荷工况下锅炉煤质掺烧无烟煤时测量锅炉飞灰为.若不掺烧无烟煤可将锅炉飞灰控制在 以下煤质较好时飞灰可降至左右 结语本次检修对完成超低排放改造的 机组一次风燃烧器及/磨分离器挡板进行调整试验试验结果表明在经济方面锅炉近壁面的还原性气氛 值最高仅 降低了.高温腐蚀情况得到有效缓解延长了锅炉的使用寿命在(蒸发量./)稳定负荷工况下锅炉热的效率由.提高到 燃烧器喷口处的着火距离为 左右在合理范围内无燃烧器喷口烧蚀节约了维修成本污染方面脱硝入口的 值在./在煤质较好的情况下可将锅炉飞灰控制在 以下满足技术指标的各项要求对类似电厂的改造调整具有参考意义参考文献:田田龚峻盛澍等.机组一次风机节能提效改造.应用能源技术():.邢士伟于航姜腾杰.锅炉一次风系统节能改造试验研究.锅炉制造():.赵小雷.一次风机节能改造.水泥技术():.作者简介:甄志广()男 河北藁城人 硕士研究生 高级工程师 研究方向:锅炉燃烧优化