锅炉稳燃

锅炉稳燃（共3篇）

锅炉稳燃 篇1

0 引言

随着国民经济快速发展, 能源需求日益加大, 其中, 电力需求的迅猛增长造成了电力工业的超常规发展。同时, 煤炭市场供需矛盾突出, 导致近年来电煤价格不断攀升, 但煤质却不断劣化, 主要表现为灰分明显增大、发热量大幅降低、挥发分相对下降。煤质劣化给发电企业带来的直接负面影响就是:一方面, 锅炉低负荷燃烧不稳, 灭火的隐患时刻存在, 安全性受到严重威胁, 经济效益直线下降;另一方面, 大负荷时带不上负荷, 除渣、除灰设备超出力, 制粉设备及受热面磨损加剧等。

1 大唐洛阳首阳山发电厂锅炉设备现状与设计煤种

1.1 设备现状

大唐洛阳首阳山发电厂有2台220 MW和2台300 MW机组, 总装机容量1 040 MW。一期2台220 MW机组所配锅炉为DG-670/140-9型, 喷燃器分3组布置, 组间距较大, 每组2层一次风口、3层二次风口间隔布置, 各火嘴处每个二次风喷口设有小风门;下2层喷燃器为哈工大浓淡燃烧器。制粉系统为正压直吹式, 有6台钢球中速磨及链条式给煤机;除渣设备有捞渣机, 也有关断门, 可放干灰;电除尘除灰使用正压干除灰设备。二期2台300 MW机组所配锅炉为DG-1025/18.2-Ⅱ6型, 喷燃器为华工大开缝钝体燃烧器。喷燃器分2组布置, 组间距较大, 下组3层一次风、4层二次风间隔布置, 上组2层一次风、3层二次风间隔布置, 各喷燃器处每个二次风喷口设有小风门。制粉系统为正压直吹式, 有5台MPS-200辊式中速磨及皮带式给煤机;炉底除渣仅有捞渣机方式;电除尘使用正压除灰系统。

1.2 设计煤种

二期2台锅炉设计煤种为85%义马长焰混煤+15%地方贫瘦煤, 设计煤种低位发热量17.8 MJ/kg, 可燃基挥发分为34%, 折算为空干基挥发分为25%。一期2台锅炉燃煤适耗值基本与此相同。

2 劣质煤定义及现掺配煤情况

2.1 劣质煤的界定

根据大唐洛阳首阳山发电厂锅炉设计性能和多年来的运行经验, 低位发热量<16 MJ/kg、空干基挥发分<16%或空干基灰分>40%的燃煤都属于劣质煤, 均会对锅炉稳燃造成很大威胁。

2.2 掺配煤情况

由于长焰煤标单高且进煤紧张, 为了压缩我厂燃料成本, 完成全年利润指标, 所以我们确定的目标是把长焰煤比例降低到60%, 把地方贫瘦煤的比例提高到40%, 最大限度地提高我厂经济效益, 同时保证锅炉稳燃, 使全年锅炉灭火次数不大于1次。

3 劣质煤掺烧比例大对我厂锅炉燃烧的影响

我厂锅炉设计燃煤为长焰煤, 其挥发分较高。掺烧劣质煤后, 入炉煤低位发热量或空干基挥发分肯定会偏离锅炉设计值, 一般来说当低位发热量低于设计煤种低位发热量10%或空干基挥发分低于设计煤种2%时, 就会对锅炉稳燃造成不利影响, 主要表现为负荷带不上去、低负荷燃烧稳定性不好、设备磨损加剧、炉底放干灰时影响稳燃、再热器易超温等。

据此, 在挥发分降低的情况下, 确保锅炉稳燃和机组安全运行成为了我们研究的重点。

4 锅炉掺烧劣质煤稳燃安全技术措施

(1) 以空干基挥发分作为配煤依据。以往以可燃基挥发分指标作为配煤依据不合理, 因为可燃基挥发分没有考虑灰分, 它不能反映入炉煤煤质的真正情况, 我们提出创新:将入炉煤指标由可燃基挥发分改为空干基挥发分。这样不但能够反映入炉煤挥发分高低, 也能间接反映入炉煤发热量高低, 改变过去只要求煤比的粗放式管理方式, 大大改善入炉煤煤质均匀性, 从而从根本上保证入炉煤煤质, 使锅炉稳燃性能大为好转。

(2) 保持最好的磨煤机运行方式。燃用低挥发分煤种时, 尽量采用相邻磨运行, 这样有利于各燃烧层之间互相稳燃。特别是在煤质差、挥发分低时, 应尽量保证下2层磨煤量不动, 切磨时下2层磨的煤量不要减;没有下2层磨运行时, 应先投油, 再暖磨和起磨。大风量暖磨对燃烧影响也很大, 磨煤机启动前一次风压到4.0 k Pa即可, 启动后再增加风压至正常。起磨后必须观察到燃烧稳定后再退油, 此后的10 min是锅炉会否灭火的关键期, 仍应高度重视有关燃烧参数。严格控制一次风量、一次风压, 在保证磨煤机通风和干燥出力的情况下少用一次风, 更进一步说, 要少用冷一次风, 多用热一次风, 保持较高的磨出口温度。

(3) 精心调整燃烧方式。煤质差时, 平时一些不太严重的扰动 (如断煤、切换磨煤机等) 都可能引起燃烧大幅度波动恶化, 而且燃烧恶化速度快、影响大。这就要求运行值班员监盘集中精力, 及时发现异常, 及时处理。运行时应严密监视炉膛参数变化, 经常检查火嘴来粉情况;启停制粉系统时应按操作规程执行, 防止误操作造成燃烧波动, 特别是低负荷运行时更要注意, 要尽可能不缺角燃烧, 以免造成灭火。不论负荷大小, 严禁开启周界风。根据经验得出的结论是:燃烧恶化不在负荷大小, 操作后的一小段时间内 (3～10 min) 要严密监视有关燃烧参数变化, 不但要看火检, 还要看负压、氧量、火焰电视等。

(4) 切换制粉系统是造成燃烧不稳的一个重要原因, 最危险的阶段在启动磨煤机前加大风量的时候, 这期间只有风没有煤, 对燃烧影响最大, 所以启磨前开启混合风门一定要缓慢。切换制粉系统时要注意一次风压的变化和炉膛掉焦情况。要改变大风量暖磨的习惯, 限制混合风门的开度, 因为大风量暖磨与磨煤机断煤没有区别, 对燃烧影响极大。

(5) 加减负荷应力求平稳, 防止出现大幅度的波动。减负荷时, 无论减多少煤, 必须适当减小磨煤机一次风量, 并且不能同时减多台磨煤机煤量, 因为一次风压投自动是按风压来调整的, 减煤时一次风压会短时降低, 一次风量会自动增加, 对稳燃非常不利。不能出现减煤时一次风机静叶开大现象, 煤减风增对燃烧的危害极大。

(6) 保证合适的煤粉细度。磨煤机出口风温可保持在较高水平, 使煤粉气流着火正常。如燃煤可磨系数小, 煤粉细度大, 应采取措施保证燃烧稳定。煤质差时一次风压可保持低一些, 以利煤粉着火, 氧量也要保持小一些。二次风在煤质差时要小一些, 减小集中运行的下层一次风之间二次风挡板开度, 以使一次风相对集中。根据磨煤机的备用情况, 磨煤机应尽量采用相对集中的运行方式。二次风宜采用上大下小的倒宝塔配风方式。磨煤机冷风门改为单独操作, 开度过大会造成磨一次风压过大, 煤粉浓度降低, 煤粉细度过大, 使煤粉气流着火延迟, 着火稳定性变差。

(7) 密切监视氧量变化。氧量变化是判断燃烧情况的一个重要参数, 应控制氧量在3.0%～3.5%之间。要密切注意火检信号, 发现火检信号弱应认真分析, 及时处理调整。吸风机高、低切换要切手动进行, 以防炉膛负压扰动过大。要密切监视炉膛压力, 出现异常或波动较大时, 应及时分析原因, 及时处理。

(8) 密切注意断煤情况。由于煤质差, 必须高度关注断煤监视, 尤其是减负荷时、刚启磨时、刚停磨时、给煤机皮带打滑时、煤质变差时、增加风量时、退油枪时。如果负荷很低、煤质差, 再加上发现问题不及时, 处理不果断, 就极易造成灭火。应特别注意底层磨的断煤情况, 及时采取稳燃措施, 防止出现燃烧恶化、局部灭火引起灭火爆燃。在处理断煤过程中, 要及时采取稳燃措施, 如投油等。还应该及时调整一、二次风, 关闭断煤磨混合风门, 关小断煤层二次风门, 调整好负压。

(9) 充分认识炉膛漏风特别是底部漏风对稳燃的影响。要保证捞渣机水封正常, 就地看火孔关闭严密。燃用的煤质较差时, 原则上不应进行吹灰工作;如确需吹灰, 应保证负荷在80%以上, 燃烧稳定, 必要时投油助燃。吹灰期间要密切监视炉膛参数及其他参数变化, 出现异常时应立即停止吹灰。处理捞渣机放干灰时应缓慢, 关断门不要开太大, 防止大量冷空气进入炉膛造成灭火。

5 结语

随着煤炭供应的日趋紧张, 煤质随时都会发生很大的变化, 摸索研究不同煤种适应现有型号的锅炉, 最大限度降低煤质变化对锅炉运行燃烧带来的不利影响, 实现锅炉的优化运行, 具有保证机组安全稳定运行的重大意义。锅炉稳燃并不仅仅是一个技术问题, 更是发电运行、设备管理、燃煤采购、输煤等全体参与的技术、管理、思想意识、互相协作的一盘棋, 计划是龙头, 进煤是基础, 配煤是关键, 设备是保障, 调整是灵魂。总之, 劣质煤的燃烧及其调整存在着一系列复杂的理论和技术问题, 还有待我们在今后的工作中不断摸索和探讨, 不断学习, 不断总结经验, 为锅炉的安全经济运行贡献自己的力量。

参考文献

[1]范从振.锅炉原理.北京:水利电力出版社, 1986

[2]陈冬林, 黄文懋.300MW火电机组培训教材锅炉篇.长沙电力学院, 2005

锅炉稳燃 篇2

1 火电厂多煤种锅炉低负荷稳燃能力的概述

火电厂四角切圆多煤种锅炉在低负荷的运行环境中要保持一定的稳燃能力, 这样就可以最大限度地提高机组的运行能力, 保证火电厂的安全运行。受到国家经济宏观调控的制约, 很多小煤窑都被取缔, 这就导致了煤炭行业的价格波动幅度比较大, 同时煤炭的质量也参差不齐, 好煤差煤混合在一起掺烧, 燃烧的效率比较低, 且火电厂的运行方式也有待于进一步的改善, 综合各种原因, 使得很多火电机组工作效率得不到提高, 调峰能力也长期处于比较低的水平。只有让火电厂锅炉在低负荷运行的情况下, 依然保持稳定的燃煤能力, 才能保证煤炭资源可以实现最大限度的利用效率。

以中间仓储式热风送粉煤锅炉为例, 来说明当使用的煤质比较差的时候, 要采用强化燃烧的方式, 还要对机组的各个组成部分进行必要的结构优化, 以保证运行质量的前提下提高运行的效率。中间仓储式的制粉系统的组成结构主要包括四层一次风火嘴, 九层二次风, 两层三次风, 在风火嘴的周围还配有周界风, 三层油枪, 四角切圆燃烧, 燃烧器又分为两组, 在A层与B层, C层与D层都安装了一组, 采用的是WR直流的调节比宽的燃烧器。

2 火电厂多煤种锅炉低负荷稳燃能力的主要优化措施

火电厂四角切圆多煤种锅炉稳燃性的提高可以通过以下途径来实现:

第一点可以通过相互协调的方式将总风量控制在一定范围之内。锅炉的燃烧量的大小是由通过炉膛的煤粉的总量和燃油的总量加起来决定的, 火力发电厂燃煤量的大小又与每一层运行着的给粉机的转速有着密切的关系, 是转速和经运算处理之后的结果, 同时还要与锅炉的燃料总量进行相应的比较。通常情况下锅炉的总风量大小是依据机组的负荷同锅炉的总体燃料相乘得到的结果, 所以在煤炭的质量很不理想的情形下, 如果总体的负荷保持稳定, 那么当锅炉中的燃料不断增加的时候, 给粉机转动的速度就会越来越快, 总风量也会随之加大。这时会带来非常大的排烟量, 总风量也会不断增加, 风量的增大会导致锅炉内的温度减低, 煤炭的燃烧速度也就大幅度降低, 则锅炉在低负荷运行情况下的稳燃水平大大下降。由此看来, 要增强火电厂多煤种锅炉低负荷稳燃的效率, 就必须要将总风量控制在一定范围之内。提高对总风量的控制力度的途径有很多, 例如当发现总风量有小幅度的提升时, 及时调整氧量设定的数值, 利用氧量修正回路的方式降低锅炉内的总风量。或者可以通过将给粉机的入口插板不断增大, 从而达到增强煤粉浓度的目的, 以此来减小给粉机的转动速度, 将锅炉中的总风量控制在标准值左右。

第二点通过降低锅炉制粉系统正常的运行套数达到提高低负荷稳燃能力的目的。火电厂的粉煤锅炉通常使用的是低挥发分贫煤, 在设计的时候, 制粉系统煤粉的细度相当小, 一方面这有利于煤粉的充分燃烧, 另一方面, 这样也会导致三次风带粉的增大。当锅炉处于低负荷运行过程中, 将制粉系统运行套数相应地降低, 也就等于降低了三次风带的入粉量, 煤粉的总量减少, 那么三次风带释放出来的热量就会减少, 则运行给粉机的转速会得到提高, 一次风煤粉的量也随之增加, 锅炉整体的热负荷也会跟着上升, 温度的增加必然会有助于一次风嘴的正常运作, 火焰也会得到快速的传播, 煤炭的稳定性能则可以达到一定的标准了。

第三点是可以通过改造给粉机的运作方式来达到增强火电厂锅炉断面的热负荷, 进而提高低负荷运行中的稳燃能力。应该着重将下三层的运行方式作为最适宜的运作形式, 当A、B两层同时运行, 下二层燃烧器断面的热负荷的燃烧程度都会有很大的改观, 断面的热负荷越大, 火焰的温度就越高, 锅炉底火烧得越旺盛, 火焰的传播速度也在不断加大, 燃烧的稳定性得到很大程度的提高。另外, 底火具有非常好的燃烧态势就会带动上层煤粉的燃烧, 促进整体的燃烧稳定性的形成。

第四点是可以通过减小一次风率的方法来有效降低着火的总热量。锅炉中的煤粉气流在燃烧之前都要有足够的预热时间, 以及要具备一定的热度, 同时煤粉的着火点和一次风率有着密切的关系, 所以可以通过一次风率来掌控煤粉着火时候实际需要的热量, 争取可以使煤粉提前着火。对不同的煤粉要根据性质进行分析, 在一定的范围之内增强煤粉的浓度可以对煤粉气流的燃烧起到很大的促进作用。需要注意的是, 不可为了减小一次风率而使管道遭受一定程度的损坏, 也不能因此而降低一次风对高温烟气的吸收力度。

第五点可以通过对配风方式的优化调整来达到预期的目的, 尤其是对周界风的调整上, 是比较关键的一环。当锅炉在正常工作的状态下逐渐进入低负荷运行阶段时, 或者是进入炉膛中的煤的质量越来越差的时候, 就要对运行火嘴的周界风进行及时的调整, 以保证系统的顺利运行。通常情况下, WR型的燃烧器具有浓淡分开进行燃烧的特点, 可以通过设置周界风的方式, 并与二次的助燃风相互的配合才能达到预期的效果, 这样, 当锅炉的总体运行负荷处于下降的趋势之下, 则一次风中的煤粉的气流的浓度也会跟着减小, 则周界风的大小会影响到燃烧器中的煤粉浓度的大小。所以如果周界风比较大的时候, 不利于增强热量交换的速度, 所以要在锅炉处于低负荷运行的时候, 将运行火嘴的周界风尽量调小一些, 减小一次风率进而保证燃烧的稳定性。

3 结束语

综上所述, 火电厂的四角切圆多煤种锅炉在低负荷运行的情况下的稳燃能力对系统的整个运行情况都有着很大的影响, 只有将总风量控制在一定范围之内, 同时最大限度地降低制粉系统的总体运行套数, 并降低一次风量, 以便控制好燃烧时候所需要的热量, 加强配风方式的更新, 还要保持燃烧火焰的强度可以达到要求的标准, 这样既可以为锅炉系统的运行安全提供良好的保证, 也可以提高在低负荷情况下的稳燃能力, 最终可以发挥煤炭资源的利用效率。

摘要：火电厂多煤种锅炉的低负荷稳燃能力对整个电力行业的发展具有非常重要的影响, 尤其是四角切圆燃烧锅炉的低负荷稳燃能力有待逐步改善, 它的使用范围比较广泛, 燃烧时候的稳定性非常关键, 特别是在低负荷条件下, 很多锅炉的节能效果差, 导致了能源资源的浪费, 为了提高火电厂锅炉在低负荷运行条件下的工作效率, 本文主要论述了火电厂多煤种锅炉的运行概况, 并根据现有的条件, 提出了相应的提高多煤种锅炉低负荷稳燃能力的措施, 以期能够为相关的实践提供些许理论依据。

关键词：火电厂,多煤种锅炉,低负荷

参考文献

[1]黄志壮.炼油厂锅炉运行方式和蒸汽管网的优化[J].炼油技术与工程, 2007 (7) .[1]黄志壮.炼油厂锅炉运行方式和蒸汽管网的优化[J].炼油技术与工程, 2007 (7) .

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锅炉稳燃 篇3

古交电厂一期300 MW锅炉是采用美国燃烧工程公司的引进技术设计和制造的。锅炉为单炉膛, 采用摆动式直流燃烧器、四角布置、切向燃烧方式, 每角燃烧器为五层一次风喷口, 一次风喷嘴可上下摆动各20°, 二次风喷嘴可上下摆动各30°。本机组配5台磨煤机 (MPS95) , 冷一次风机正压直吹式制粉系统。按设计煤种投运4台磨煤机即可保证锅炉的最大连续负荷设计, 另一台作为备用。燃油为0号轻柴油, 燃油母管压力3.2 MP, 压缩空气压力0.4~0.6 MP。

2 改造方案及原理

2.1 点火原理

少油气化直接点火是利用介质雾化 (压缩空气) 与气化相结合的强化燃烧技术使燃油充分燃烧, 很小的燃油量就可获得一个刚性较强、温度很高的稳定火炬, 当煤粉通过火炬时很快受热, 并使煤粉颗粒破裂粉碎, 迅速被点燃。根据分级燃烧的原理, 使煤粉在点火初期就尽可能充分燃烧, 达到煤粉锅炉点火启动和低负荷稳燃的目的。少油直接点火器的结构示意图, 见图1。

2.2 改造方案

针对山西古交发电厂300 MW机组锅炉燃烧系统和制粉系统的情况, 改造A磨对应的锅炉最下层四角4台燃烧器。由于A层煤粉燃烧器直管段较长, 少油点火油燃烧器采用侧插方式, 将插板门和膨胀节后移, 其他部分不做改动。该系统主要由煤粉燃烧器 (含连接件及煤粉浓缩装置) 、少油强化燃烧器、助燃风系统、炉前油 (气) 管路系统、冷炉制粉系统、控制及监测系统等部分组成。

1) 少油点火煤粉燃烧器。

该组件由油燃烧器、中心筒一级燃烧室、内套筒二级燃烧室、外套筒等部分组成。中心筒一级燃烧室:引入浓缩后的含粉气流, 高温油火焰与煤粉在此发生强烈的化学反应, 煤粉裂解, 产生大量挥发分并被点燃;内套筒二级燃烧室:挥发分及煤粉继续燃烧, 并将后续引入的煤粉点燃, 实现分级燃烧;外套筒:利用高速含粉气流冷却二级燃烧室, 同时将部分煤粉推入炉膛燃烧。

2) 强化燃烧油燃烧器。

该组件包括气化小油枪、配风筒、燃烧室、高能点火装置、可见光火检装置;提供的介质包括燃油、压缩空气、助燃风。点火装置采用半导体点火, 属低压高能点火装置, 它由高能点火器 (HRDH-20) 、高压接触电缆 (HRJZ-1/6000) 及半导体电阻 (HRDZ-I/18×L) 连接而成。检测小油枪火焰采用可见光火检装置, 传递小油枪油火焰信息。为保护点火枪的安全, 还设有点火枪推进装置 (气动推进器) 。当煤质变化时, 通过调整油压和压缩空气压力、甚至更换雾化片, 可以保证煤燃烧器的燃烧效率。该油枪的结构应简单, 便于拆卸, 能快速清理油枪堵塞问题及更换配件。

3) 少油点火炉前油系统。

该系统取自锅炉炉前进油母管, 经手动截止阀、电动调节阀及压力变送器后再经手动截止阀、二级过滤装置、燃油速断阀、压力表组件通过金属软管引入小油枪。取油点设在进油母管速断阀后, 回油点设在回油母管调节阀后, 保证经小油枪调压阀后的油能够顺利回到炉前回油母管中去。增加二级过滤装置, 防止油枪堵塞。

4) 压缩空气管路系统。

从炉前压缩空气系统引出, 分别经手动截止阀、速断阀、压力表组件、通过金属软管引入小油枪对燃油进行雾化。另外, 引一路作为油枪吹扫用, 油枪退出时自动吹扫。避免在停止使用时出现油枪内积油碳化堵塞油枪现象。

5) 少油点火助燃风系统。

为保证燃油的强化燃烧, 给4套油燃烧器提供强化燃烧助燃风。助燃风风源直接取自一次风机出口冷风段, 小油枪助燃风从左右两侧冷一次风管上取, 各用d 219 mm的母管引到炉侧, 经炉膛左右两侧由d 159 mm的管路接至每只少油点火燃烧器, 在每路单独加装手动风门、调节风门, 以方便调整助燃风参数, 确保油燃烧效果达到最佳。

6) 冷炉制粉系统。

本次改造采用原有制粉系统冷炉制粉。加热冷风采用蒸汽加热器加热, 这种方式安全、可靠、系统简单, 充分体现了节油的设计思想。蒸汽来自厂用辅助蒸汽系统。加热器安装在炉侧靠近A磨的热风管道上, 加热器的热源来自高压辅汽联箱, 30 min左右可以将出口风温加热到150~170℃, 达到A磨启磨条件。暖风器的结构和安装方式示意图, 见图2。

3 控制及监测系统

3.1 少油点火控制

提供远程控制功能, 所有控制信号与测点进入DCS系统。在系统设计上将新增加设备的控制先接到就地控制柜上, 然后通过硬接线接到DCS系统中, 通过DCS系统进行控制和参数显示。

少油点火系统配置就地控制柜, 用来进行现场点火操作, 主要控制对象有:高能点火器、点火枪气动推进器、燃油角阀、吹扫阀、雾化阀等。通过切换开关, 可以实现就地操作也可在集控室实现远程操作。

3.2 一次风速在线监测系统

为了便于运行人员进行燃烧调整参考, 在改造的4台燃烧器的一次风管上共加装4路一次风速在线监测装置, 主要包括一次风粉柜、靠背管等。靠背管产生的差压送至一次风粉柜中的差压变送器中, 转换成4~20 m A的模拟量信号, 送到DCS控制系统中。为防止靠背管被堵, 在一次风粉柜中增加压缩空气吹扫阀等设备。

3.3 燃烧器壁温在线监测系统

为防止燃烧器因超温而烧损, 便于运行人员进行风粉参数调整, 煤粉燃烧器在温度较高、易烧损处安装了2只热电偶, 经补偿导线进入控制系统后显示在DCS系统的显示器上。运行人员可以很直观地了解到燃烧器运行情况, 并根据壁温情况及时进行燃烧调整。

4 结束语