锅炉燃烧特性

锅炉燃烧特性（精选12篇）

锅炉燃烧特性 篇1

循环流化床锅炉属于沸腾炉。它是一种燃烧方式介于层状燃烧与悬浮燃烧之间的新型燃烧设备。燃料在炉内像沸腾的开水一样, 呈沸腾状态。为了提高锅炉效率, 设计了一次返料及二次返料。循环流化因而得名。了解循环流化床锅炉的优缺点及其对效率的影响因素对锅炉的安全运行是十分必要的。

1. 循环流化床锅炉的缺点:

循环流化床锅炉较化煤粉炉而言, 其热效率要低一些, 这主要是因为以下几点 (1) 循环流化床锅炉所用燃料比煤粉炉所用煤粉要粗得多。燃料越粗, 越不易燃尽, 因而机械不完全损失较大。 (2) 循环流化床锅炉的炉膛温度较煤粉炉要低得多。若炉温低于800~900℃时则CO (一氧化碳) 不易着火燃烧或燃烧不完全, 从而增加了化学不完全燃烧热损失。 (3) 循环流化床锅炉在运行中应保证料层厚度在一定范围内, 以确保良好的沸腾工况;因而要进行放料这样大量的热量被放掉, 使得灰渣物理热损失很大。

循环流化床锅炉的不足之处还表现在:为克服布风板和料层阻力而采用高压风机, 因而风机电耗量大;锅炉容量增大, 沸腾床面积也随之增大。因而床内燃料和空气不易分布均匀, 影响沸腾质量。

2. 循环流化床锅炉的优点。

其最大优点是扩大燃料的适应范围, 使之能燃用一般燃烧方式无法烧的石煤、煤矸石等一些劣质燃料。且循环流化床锅炉负荷变化的适应性范围较大。其优点还有:如将吸收剂 (石灰石、白云石) 与煤粒一起送入沸腾床内燃烧, 可大大降低烟气中SO2的含量, 既减轻对大气的污染, 又减轻了锅炉受热面的腐蚀;沸腾床内的温度较低, 所以烟气中氮氧化物 (NOx) 含量较少, 有利于环保;由于燃烧温度低, 不易破坏灰碴中矿物质结构, 且渣中含碳量低, 因而有利于灰渣的综合利用。

3. 循环流化床锅炉的燃烧特性

传统煤粉炉是以建立高温的火焰中心, 利用高温烟气席卷和火焰中心的热辐射来保证新入炉燃料的着火, 从面形成连续稳定燃烧, 其主要特性是燃烧性小, 燃料质量的变化对运行工况的影响反应快, 影响幅度大。循环流化床锅炉在正常运行中, 炉内始终保持着相当的物料量, 一般为每小时新入炉燃料量的50%左右, 如燃料热值较高, 则物料储备量占新入炉燃料量的份额还要加大, 这样新入炉燃料的着火主要是靠在接近恒温的循环回路中, 按部就班地完成挥发分的析出、挥发分的着火、固定碳的着火和燃尽这样一个燃烧过程, 其主要特性是燃烧性大, 燃烧工况稳定性好, 燃料质量的变化反映到运行参数变化上所需时间长, 同时由于其炉内物料储备量大, 能够适应更广泛的燃料范围。

循环流化床锅炉中有一个非常显著的特性就是物料循环, 按照物料粒径大小的不同, 在布风板上部一次风的作用下形成流化。从理论上讲, 一次风对所有粒子的吹动力基本平衡, 则大小不同的粒子上升高度不同, 也就是说, 一定粒径的粒子在炉膛内一定高度区域内上下往复运动, 在摩擦力作用下, 逐渐变小, 而运动区域高度逐渐提高, 直至随着烟气夹带大量的颗粒物料, 由于截面增大、流速降低和转弯调向等因素, 比较粗的颗粒由于惯性的作用而分离出来并且经过返料器送入炉膛循环再燃, 烟气经一个平面烟道进入旋风分离器, 被分离的细颗粒经返料器返回炉膛循环再燃, 离开旋风分离器的烟气经过过热器省煤器空气预热器进入尾部烟道, 随烟气排走的微细颗粒可由除尘器收集。

4. 循环流化床锅炉效率的影响因素:

影响循环流化床锅炉效率的主要因素有:一、二次返料量;一、二次风量及配化;燃料的物理特性及化学特性。知道这些对我们如何提高锅炉的效率及经济性, 充分发挥锅炉的优点避其缺点是十分必要的。

4.1 一、二次返料量。

前面说过循环流化床锅炉属于沸腾炉。早期沸腾炉的热效率仅为60%左右。近年来, 新近设计制造的中小型循环流化床锅炉, 其热效率可达87%。其热效率提高的主要原因就是有了返料。所谓的返料就是将炉膛出口高温烟气中未燃尽的较大颗粒的飞灰返入炉膛重新燃烧的飞灰。这样降低了机械不完全燃烧损失, 从而提高了锅炉的热效率。可见返料量越大, 锅炉效率越高。为了增加返料量, 在一次返料基础上又设计了二次返料。

另外, 由于锅炉中的灰粒在700℃以下时, 具有足够的硬度和动能, 因而对受热面磨损较大。对循环流化床锅炉而言, 飞灰含量大, 出口烟温较低。有了返料, 可使烟气中灰粒有所减少, 减轻了高、低过热器;省煤器;空气预热器的磨损。对这些部件有一定的保护作用。

4.2 一、二次风量及配化和燃料的物理、化学特性。

一次风的作用主要是使床料保持良好的沸腾工况, 且提供燃料燃烧所需的氧气。二次风的主要作用是增大烟气的拢动, 减少炉膛内的热偏差, 从而降低床温, 提高炉膛出口烟温, 同时也能提供燃烧所需的氧气。风对锅炉的影响主要表现在风温、风量及配比。

(1) 风温:风温越高, 越容易使燃料中燃点较低的挥发份尽快燃烧, 对锅炉的燃烧越有利。

(2) 风量:风量的大小要合适。风量过大, 易使过量空气系数较大, 排烟损失增加。同时, 烟气流速也较大, 对受热面磨损加剧。风量也不能过小, 否则炉内底料沸腾不好, 易出现"死料"从而产生低温结焦。同时, 燃料在炉内不能很好的燃烧, 使机械不完全燃烧损失增加。风太小还能使烟速减小, 易使尾部受热面积灰。由于风道阻力不同, 烟风系统的漏风情况等诸多因素, 既使相同的两个炉的一次风量也不尽相同, 具体数值可在试运行时摸索确定。

(3) 配电:二次风对锅炉负荷的调节有较大的影响。一般二次风量为一次风量的40~50%左右。但这不是固定不变的。一般来讲风温由锅炉设计确定, 运行中风温变化不太大。但是风量及配比由于煤的种类不同而需适当增减, 因而不是一层不变的。在运行中要根据煤的不同物理特性及化学特性对炉进行调节。使炉在安全、高效状态下运行。煤的物理特性指煤的干湿程度及粒度。我们知道煤越干越有利于燃烧。但有时煤会很湿, 特别是雨季, 这样运行中可使一、二次风量比正常时适当的大一些, 使煤能尽快着火燃烧。且煤温极易造成断煤、堵煤, 对锅炉的稳定、经济运行十分不利。煤的粒度设计要求:最大粒度不大于10mm, 0.5mm以下不大于15%, 0.5~1mm不大于30%。但运行中煤往往达不到设计值。对于煤粉相对较多的煤, 运行中可使二次风相应的小些, 以免炉膛出口烟温过高, 造成主蒸汽超温。反之对于颗粒较多的煤, 运行中相应增加一次风量, 以保证良好的沸腾工况, 并增加二次风量, 以降低床温, 避免高温结焦, 提高炉膛出口烟温, 增加锅炉出力。煤的化学特性是影响锅炉负荷的主要因素。煤质好锅炉出力就大。对于QYd小的煤, 可以通过调节一、二次风量及配比, 使煤在炉膛内充分燃烧。

5. 循环流化床锅炉的运行调整:

通过对循环流化床锅炉运行特性的分析, 从设备选型到制造安装及运行全过程中, 均需严格把关, 特别是对运行调整来讲, 应重点做好以下工作:一是根据燃料特性, 合理确定风煤总配比。二是依据各参数变化情况, 合理分配各分支风量。三是加强对主参数及氧量的监控, 考虑循环流化床锅炉燃烧性大的特性, 就不放过任何参数的异常变化, 及时发现并分析其异动原因, 做到及时调整。四是对他离器等重点部组件加强巡回检查, 以确保设备的安全运行。五是充分了解和认识循环流化床锅炉与其它炉型的特性差异, 逐渐掌握其调整技巧。运行中应根据实际情况对炉进行调节, 以保证锅炉的安全、稳定、经济运行。

摘要：本文介绍了循环流化床锅炉的特点及燃烧特性, 对影响锅炉运行效率的因素进行分析, 最后提出安全运行调整建议。

关键词：循环流化床锅炉,燃烧特性,安全运行

参考文献

[1]锅炉运行.辽宁电力工业局编.中国电力出版社.

[2]锅炉设备运行及事故处理.化学工业出版社.

锅炉燃烧特性 篇2

随着经济生产的发展，锅炉设备广泛的应用于现代工业的各个部门，，作为特种设备安全监管的设备之一，其安全性也尤为重要。笔者根据几年来的工作经验和同行之间的经验交流来简单阐述一下对锅炉燃烧方面的见解。

1 锅炉概述

锅炉是将燃料的化学能(或电能)转变成热能(具有一定参数的蒸汽和热水)的能量转化设备，同时是直接受火和高温烟气(受热)、承受工作压力载荷、具有爆炸危险的特种设备。《特种设备安全监察条例》中定义的锅炉是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并对外输出热能的设备。

糖厂锅炉燃烧自动变频改造 篇3

广西产蔗糖占到全国蔗糖六成以上。目前，蔗糖生产企业正面临糖价下降，成本居高不下的困境，部分糖企已经出现亏损。糖厂锅炉主要以甘蔗为原料制糖的附产品——蔗渣为燃料，蔗渣炉燃烧节能降耗已成为糖厂降低能耗的一个重要方面。在负荷变动的情况下，手工操作燃烧的蔗渣锅炉往往供汽质量差、工人劳动强度大、能耗高、效率低、環境劣。燃烧自动化就是针对这种实际状况，而采取的一种有效措施。下面介绍某糖厂2#锅炉燃烧系统的配置、操作现状及不足，进行燃烧自控变频设计改造，达到了节能降耗等效果。

2、燃烧系统改造前的状况及不足

（1）该炉的鼓引风机都没有配置变频器，调节风量是通过调节风门挡板进行，电动机一直以额定高速转动，其轴的输出功率始终没有改变，导致电机长期在额定负荷40—50%的大马拉小车状态下运行。因此，大大地浪费了电能。同时，电动机一直以额定高速转动，因而大大地增加了风机叶轮、轴承的磨损和风机振动；高速运行的风机产生的噪音对环境也产生了极大的污染。（2）由一位司炉操作工，在DCS流程图画面上，根据锅炉的给料量、主蒸汽压力、炉膛负压、温度等参数，手动调节两个引风机和1个鼓风机的挡风板开度，从而控制锅炉的配风量。（3）由同一位司炉操作工，在DCS流程图画面上，根据锅炉当前的主蒸汽压力，手动调节4个蔗渣喂料器滑差电机调速器，进而控制4个喂料器转速快慢，达到调节锅炉的给渣量大小。（4）锅炉没有安装氧化锆氧量分析仪，对烟气含氧量没有量化依据，司炉操作工是通过透过锅炉望火孔对炉膛内燃烧摄像了解锅炉燃烧状况，根据经验手动调节锅炉的配风。（5）还是同一位司炉操作工，通过摄像观察，在DCS流程图画面上，对锅炉4个蔗渣闸板的开度进行手动调节，从而确保4个蔗渣溜槽的蔗渣量既不浪费又充足。（6）同一位司炉操作工手动控制配风、给渣、料位，工作量可谓不少，而要手动控制好锅炉的燃烧就更难了。（7）由于手动控制燃烧的工作量大，因此，只要锅炉不出现正压，司炉操作工一般仅进行喂料器给料和闸板料位调节，而很少自觉调节配风。所以，锅炉手动燃烧效率、供汽质量都较差。

3、改造的目的

3.1采用变频调速技术对鼓引风机进行节能降耗改造

因为对锅炉送引风电动机使用变频器，根据生产需求任意调整电机速度调整配风量，电机的输出功率与电机的转速立方成正比例地减少，从而不但能提高生产工作效率而且能实现大幅度的节能降耗。

3.2实现锅炉燃烧过程的自动控制

达到如下目标：（1）主蒸汽压力：维持在一定范围之内保证汽机安全高效发电和其它生产需要。（2）炉膛负压：维持在一定范围之内保证锅炉安全运行和经济燃烧。（3）烟气含氧量：维持在理想范围内保证经济燃烧等。

4、改造设计

4.1增换硬件

针对该厂现有设备的状况，主要有以下几项内容：（1）加装三套AC30型变频嚣，其中鼓风机一套和引风机两套，以便对鼓引风机进行变频调速，从而控制锅炉的配风量，达到大大节约电能等目的。（2）更换4个喂料器滑差电机调速器为可接收4-20mA模拟量控制信号的DK一2E数显调速器。为实现喂料器转速自控创造条件。（3） 更换炉膛负压变送器为EJA智能微差压变送器。由于原来的炉膛负压差压变送器，测量准确、灵敏、稳定性较差，已不能满足自控的要求。更换后，显示、输出阻尼可进行有效调节。（4）添装一套ZO-4-Ⅱ型氧化锆氧量分析仪。能将锅炉燃烧后烟气中的氧含量进行有效量化监测，使锅炉燃烧控制有了量化指标。（5）加装一套HK—D型蔗渣喂料筒料位探测转换器，其把料位信号转换成4-20mA输出，为蔗渣闸板开度自控创造条件。（6）增装DCS控制系统SP313、SP322、SP363、SP364卡各二块等硬件，以便变频器等与DCS系统的信号交换。

4.2变频调速

用变频控制系统代替锅炉送引风调节挡板式方式控制，实现开/闭环运行，并与原控制系统并联互锁；同时，将锅炉送引风挡板打开，使送引风挡板的开度为100%。正常运行时，合上投入变频器的电源刀闸。在变频器发生故障时，拉下变频器电源刀闸，并合上变频器旁路刀闸，这时切换到使用风门挡板对风量进行调节，从而保证了锅炉在各种状态下都能够正常运行。变频器与DCS系统交换信号有如下图：

4.3燃烧自动控制

糖厂锅炉自动燃烧系统是一个强耦合、多参数、大滞后、非线性、多回路的复杂控制系统。包括了如下四个自控子系统。4.3.1蔗渣刮板自动控制。是为了保证进锅炉的燃料筒内料量维持在一定范围内，保证后续的燃烧均衡，并杜绝冷风从燃料筒进炉。锅炉蔗渣刮板自动控制以喂料筒料位为控制量，始终保持料位在中间位置。控制原理：以燃料筒内料位为主控量，当料位信号小时，料位探测转换器相应输出4-20mA信号给DCS，经过DCS系统运算并与设定值比较放大后，输出信号控制4个蔗渣刮板电动执行器的刮板开度大些；反之，调节刮板开度小些。

4.3.2主蒸汽压力自动控制。以主蒸汽压力为主控量，当主蒸汽压力信号小时，压力变送器会相应地输出4～20mA信号给DCS，经过DCS系统运算并与设定值比较放大后，输出信号调节4个喂料器电机的转速快些；反之，调节转速慢些。并引入平均蒸汽流量作为前馈信号，从而克服负荷变化对蒸汽压力的影响。

4.3.3烟气含氧量自动控制。既要保证氧气足够燃烧充分，烟气中C0不过量，不浪费燃料和环境污染，又要燃烧经济，不能有过多氧含量，造成过多热量被尾气带走而浪费掉。控制原理：以氧化锆氧量分析仪测量到的氧量信号为主控量，当氧含量小时，通过氧量分析仪相应输出4-20mA信号给DCS，经过DCS系统运算并与设定值比较放大后，输出信号给鼓风机变频器，从而调节鼓风机的转速快些；反之，调节转速慢些。

4.3.4炉膛负压自动控制。控制炉膛负压在一定范围，保证安全生产和经济燃烧，保证炉膛不往外喷火。控制原理：以炉膛负压为主控量，当炉膛负压小时，变送器会相应输出4～20mA信号给DCS，经过DCS系统运算并与设定值比较放大后，输出信号给两台引风机变频器，调节引风机的转速快些；反之，调节转速慢些。假如两台引风机转速已经开到最大，炉膛负压还是达不到控制目标的，此时就应该适当减小鼓风量和进料量，确保锅炉运行安全。喂料器及鼓引风机应相互联锁保护，引风机因故障停机时，喂料器及鼓风机也应自动保护停机。四个子系统控制目标是相辅相成的，烟气含氧量变化，鼓风就需要跟踪调节，炉膛负压和蒸汽压力也会相应地引起变化；炉膛负压变化，引风就需要调节，也相应引起蒸汽压力和烟气含氧量的变化；主蒸汽压力变化，燃料就需要调节，也因此引起炉膛负压和烟气含氧量的变化。

4.4硬软件安装组态调试

有关硬件设备的增装更换接线和在DCS采用LD、FBD、DFB等编辑器对变频调速、燃烧手动/自动系统进行编程、组态、调试等，直至我们要求的控制指标能够稳定地保持在理想的范围内。

5、改造的效果

（1）实现了炉膛负压、烟气含氧量和主蒸汽压力三大指标的自动控制目标；（2）极大地降低了司炉操作工和维修工的劳动强度；（3）改善了工作环境，锅炉间的粉尘量明显减少，鼓引风机噪声明显降低；（4）减少维修费用和工作量，鼓引风机叶轮、轴承的磨损减少，故障率降低；（5）节能降耗效果显著，鼓引风机节电达29%，百吨蔗耗标煤从实施前榨季3.56t下降到实施后榨季的3.39t；（6）提高了供汽质量。

6、结束语

采用先进技术，如本文变频技术、自控技术，还有信息技术等等，对传统设备工艺进行技术升级改造，是现代企业节能降耗，改善工作环境，减轻劳动强度的有效途径，也是实践科学发展观的要求。

（作者单位：广西来宾东糖凤凰有限公司）

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锅炉燃烧特性 篇4

随着人们对电力的需求逐渐增长, 循环流化床锅炉的数量在我国呈现逐年递增的态势。但是由于我们煤炭资源供应紧张, 循环流化床锅炉很难长期稳定的使用设计煤种, 因此, 煤种的多样性给循环流化床锅炉的稳定、高效运行带来了很多问题, 例如:锅炉出力不足、燃烧稳定性差等。针对我国煤种多样的实际情况, 研究循环流化床锅炉的燃烧特性与煤种关系, 对锅炉的稳定运行和提升电厂的经济效益都有重要的现实意义。本文以一台300mW循环流化床锅炉为研究对象, 使用FLUENT软件, 对流化床锅炉燃烧特性与煤种的关系进行模拟分析, 模拟分析的结果是, 该锅炉适合燃用褐煤。

2 煤种变化和循环流化床锅炉燃烧特性

循环流化床锅炉虽然具有负荷调节性能好、煤种适应性广的优点, 但是不同性质的燃料对其锅炉的燃烧效率、炉内温度分布有着重要的影响。

2.1 不同煤种的燃烧特点

1) 无烟煤煤种的燃烧特点。无烟煤由于煤龄长, 碳化程度较高, 因此无烟煤燃烧时间长、着火温度高、发热量高、析出温度高, 锅炉的飞灰含碳量大。当无烟煤颗粒进入循环流化床后, 燃烧时爆裂形成的粉末较多;

2) 褐煤煤种的燃烧特点。我国的褐煤资源多为老年褐煤, 具有固定碳含量低、发热量低、高水分、高灰分、高挥发分的特点, 当褐煤颗粒进入循环流化床后, 容易着火燃烧、容易结渣。

2.2 煤种变化与锅炉燃烧特性的关系

煤种变化对循环流化床锅炉的燃烧特性造成的影响主要体现在以下两个方面:

1) 对锅炉燃烧效率的影响。燃煤的挥发分含量、结构特性、含碳量、灰熔点等都会对循环流化床锅炉的燃烧效率带来影响。例如挥发分含量较少的燃煤, 由于内部挥发分不容易析出, 所以燃烧效率降低。对于挥发分含量较高的褐煤燃料, 由于结构松软, 因此燃烧速率高, 循环流化床锅炉的燃烧效率也得到提高;

2) 对炉内温度分布的影响。由于燃烧煤种的变化, 燃烧的发热量改变, 床温变化, 炉内燃烧份额改变, 从而影响锅炉内的温度分布。

3 循环流化床炉内燃烧的数学模型

煤颗粒进入循环流化床锅炉以后, 要经历以下过程:

为了方便模拟煤颗粒在循环流化床锅炉中的燃烧, 本文不考虑污染物的排放, 只考虑挥发份和焦炭的燃烧。

3.1 挥发份的析出和燃烧

挥发份的析出量和析出速率和温度有密切的关系, 挥发份的燃烧影响氧气浓度在循环流化床锅炉截面的分布等。通常我们认为挥发tv份=的ad析pn出时间是燃烧条件的函数, 具体可表达为:

式中tv是挥发份析出时间, a是常数, n是指数常数, dp是颗粒给料时的直径。

挥发份的析出量可以用活化能分布模型表示, 其含义是单位质量煤的挥发份析出量通过不同反应活化能的单独反应的积分来表述, 其表达式如下:

其中f (E) 是活化能分布函数, E是活化能, E0是平均活化能, σ是平均活化能E0的标准方差。

挥发份的析出过程作为煤燃烧的重要组成部分, 大家对其燃烧区域的研究却不多。对挥发份析出的燃烧区域一般假设为挥发份在给煤点附近迅速析出并燃烧。

3.2 焦碳燃烧

焦碳颗粒通过整个循环流化床炉膛的时间大概在10秒之内, 为了焦炭的完全燃烧, 颗粒在床内总的停留时间必须大于焦碳的燃烧时间。焦炭燃烧的最简单的就是碳在氧气的作用下转化成二氧化碳, 其基本表达式如下:

但是焦炭在实际的燃烧过程中, 并不像上述表达式那么简单。第一种情况是氧气扩散到焦碳表面, 焦碳被氧化为一氧化碳, 一氧化碳继续燃烧又生成二氧化碳;第二种情况是焦碳燃烧同时生成一氧化碳和二氧化碳, 一氧化碳继续燃烧又生成二氧化碳。上述两种情况用一个式子综合表示焦炭的燃烧过程:

其中ϕ是机理因子, 它决定了CO和CO2之间的比例。

通常情况下, 焦炭的燃烧速度和化学反应速率、焦炭内部扩散速率和颗粒外部气体的扩散速率这三个因素有关。在循环流化床锅炉的实际燃烧过程中, 由于同时进炉的燃煤性质不均匀, 我们一般认为细颗粒的燃烧在内部进行, 大颗粒的燃烧发生在颗粒表面。

4 数值模拟和结果分析

本文以一台300mW循环流化床锅炉为研究对象, 对褐煤燃料情况下锅炉燃烧的数值模拟使用FLUENT软件进行求解, 得出炉膛温度分布云图和焦炭燃尽图等模拟结果。

燃用褐煤时的模拟结果和分析:

1) 温度场分布情况。温度场分布情况是模拟分析的首要问题, 通过模拟分析看到, 在炉膛高度约4m的地方, 由于煤粉颗粒浓度高和炉膛的内外二次风流速较高, 使得煤粉颗粒的燃烧充分, 该高度出现1 450K的高温区域。炉膛墙壁两侧和中心位置, 由于没有足够的氧气, 使得煤粉不能很快燃烧, 呈现出温度较低;

2) 焦炭燃尽情况。本文在进行分析时跟踪一组10颗煤粉颗粒的焦炭燃尽情况, 通过分析得到, 这组颗粒在炉膛高度10m的地方出现焦炭的燃烧过程, 在炉膛高度17m的高度燃烧结束。该过程正好印证燃煤的燃烧原理, 在燃煤颗粒进入到炉膛后, 先加热、干燥, 然后挥发分的析出、燃烧, 当挥发分燃烧完全后, 开始焦炭的燃烧过程;

3) 混合分数分布情况。混合分数的分布情况直观的反映出燃烧过程中连续和离散的混合情况, 通过分析观察到, 在炉膛高度约4m的地方, 由于煤粉颗粒浓度增高和内外二次风同时送入炉中, 造成密相区的气体和煤粉颗粒混合相当充分, 混合分数从0.01剧增到0.17。

通过DCS控制系统检测到的该循环流化床锅炉温度场分布情况和压力分布情况可以看出, 和上述模拟结果基本相同, 模拟结果符合设计的燃烧温度。

5 结论

循环流化床锅炉的虽然具有煤种适应性强的优点, 但是由于燃煤特性很大程度上决定着锅炉的燃烧特性。因此, 对于一台给定的循环流化床锅炉, 要想保证其燃烧效率高、飞灰含碳量低等优点, 就要选择合适的燃烧煤种。

参考文献

[1]于龙.循环流化床燃烧技术的研究展望[J].热能动力工程, 2004 (4) .

锅炉燃烧特性 篇5

【中文摘要】目前我国仍以火电为主,火电在电力装机比重分别高达70%多,发电量比重分别高达80%多,火电厂耗煤占全国煤炭消耗量的50%以上,这就直接导致火电企业排放二氧化硫占全国排放量45%,排放的二氧化碳占全国碳排放量的40%。因此,火电企业,在低碳经济发展中面临着严峻的节能减排压力。锅炉燃烧过程,是一个极其复杂的物理化学反应过程。在火力发电厂的运行中,由于电网负荷、燃料成分含量等各种实际因素的影响,所以锅炉和机组的实际运行状态在不断的进行调整。在确保锅炉蒸汽的品质、产量和安全运行的同时,实现锅炉的经济运行,就必须要对锅炉的送煤、给水、给风等运行参数进行实时的优化调整和控制。目前国内一些电厂所采用的调节控制大多无法根据锅炉燃烧的特点达到最佳的运行工况。而且随着机组负荷变化,运行效率变化也非常大,很难保持机组运行在最佳运行状态。随机组长期运行,如果还是按原来运行控制基准,运行人员也会表现出不适应机组变化。基于种情况,锅炉的燃烧优化控制系统备受研究人员的关注。而火力发电厂要实现节能降耗,减少污染排放,加强锅炉燃烧侧的优化控制则是最行之有效的方法之一。本文研究了锅炉燃烧优化系统的两项关键技术:模型预测技术和最优搜索技术。并且参照一些国外的先进锅炉燃烧优化系统,讨论实时闭环控制的锅炉燃烧优化系统的软件结构及其技术特点。

【英文摘要】At present,China is still dominated by thermal

power.,and is about 75% of the total of Generation.But thermal power consumption accounts for more than 50% of national coal consumption.Led to emissions of sulfur dioxide is about 45% of the country’s total.While the emissions of carbon dioxide accounts for about 40% of the total.Therefore, thermal powers are facing greater pressure of energy saving in the low-carbon economy.Combustion process is a very complex physical and chemical reactions.The actual state of the boiler and crew is in the constant adjustment because of the change of grid load and so on when power plant is in operation.Therefore, to ensure that the steam quality, production and safe operation, and achieve the boilers and other equipment in the economic operation at the same time, we must optimize and adjust the operating parameters of the boiler which is in operation.Currently used by the regulation control are often not fully control for the characteristics of boiler operating the best conditions.Moreover, with the unit load changing , the change in efficiency operating is also very large, which can not keep unit operating in the best running curve.Over time, the original operational control basis will change ,and the experience of operating personnel will not meet the unit changes.In this case, optimization control system of the

boiler combustion has been more and more attented.In order to achieve saving energy, reducing pollution of thermal power , enhancing optimal control of combustion side of unit is one of the most direct and effective method.In this paper,we desguss two key technologies boiler combustion Optimization System: prediction model technology and optimal search technology.And reference to overseas advanced combustion optimization system discuss the software architecture and technical characteristics of the real-time closed-loop control of the boiler combustion optimization system.【关键词】燃烧系统 神经网络 遗传算法 目标函数 【英文关键词】combustion control system neural networks genetic algorithm objective function 【目录】火电厂锅炉燃烧优化方法分析与研究5-6绍9-10Abstract6

第1章 绪论9-15

摘要1.1 背景介1.3 燃烧优化闭1.2 锅炉燃烧优化现状10-11环控制技术11-13键点13

1.4 成功实施燃烧优化闭环控制软件的关

第2章 锅炉燃烧特性的2.2 电站锅炉燃烧过1.5 本章小结13-15

2.1 概述15神经网络模型15-30程建模的要求15-1717-19

2.3 人工神经网络基本原理

2.3.2 2.3.1 人工神经网络的数学模型17-18人工神经网络的特点18-192.4 BP 神经网络模型设计

19-242.4.1 BP 神经网络模型19-22

2.4.3 模型的层数22-232.4.5 代价函数和激励函数232.5 BP 算法的改进24-25

2.4.2 模型的输2.4.4 模型的拓2.4.6 学习2.6 BP 网络的泛

2.8 入与输出22扑结构23速率23-24化能力25-26本章小结29-30术30-43简介31-3233-34骤35-36

2.7 神经网络模型的训练过程26-29

第3章 基于预测模型的锅炉燃烧最优搜索技

3.2 遗传算法3.3.1 编码3.1 最优搜索技术综述30-313.3 遗传算法的步骤32-363.3.2 适应度34-35

3.3.3 遗传算法的基本步

3.4 遗传算法在3.3.4 遗传算法的收敛性36锅炉燃烧优化中的应用36-4236-37小结42-4343-48

3.4.1 锅炉燃烧优化模型

3.5 本章3.4.2 遗传算法的设计和应用37-42

第4章 锅炉燃烧闭环优化系统探讨4.1 锅炉燃烧优化软件结构43

4.2 国外先进锅炉燃烧优化系统现状43-47优化控制系统44-45最优化技术45-464646-4748-5048-49

4.2.1 Power Perfecter 锅炉燃烧

4.2.2 ULTRAMAX 生产过程的在线辨识与4.2.3 GNOCIS PLUS 燃烧优化系统4.2.4 NeuSIGHT 神经网络燃烧优化闭环控制系统4.3 本章小结47-485.1 研究工作总结485.3 展望49-50

第5章 总结5.2 今后研究的重点

攻读硕

参考文献50-52

致谢士学位期间发表的学术论文及其它成果52-53

电厂锅炉燃烧运行的优化问题综述 篇6

关键词：燃烧优化 控制锅炉 发电机组 火电厂

在当前的火电厂工作中，主要是通过煤炭资源作为主要的原料燃烧方式，在煤粉燃烧过程中，煤粉一般都是在锅炉之内停留仅仅到2～3秒钟，这么短的时问要想使得煤粉能够完全燃烧，是一件非常困难的工作，因此要组织好煤粉气流在燃烧过程中的着火方式，控制燃火的合理。影响煤粉气流着火的因素有多种，其中最为重要的影响因素主要包括着火温度亦即燃料性质、在然烧中的一次风量和风温、燃烧器的性能状况和空气动力值状况等等各种方式。在其中燃烧器的影响因素最为严重，是主要的燃烧影响和制约因素。

一、电力资源现状

随着我国电力行业改革的不断深入，各种锅炉燃烧和运行机制不断的涌现而出，“厂网分开，竞价上网”等运行方式和运行机制的进行和应用已成为当前火电厂工作的必然因素，成为当前应用的基础前提和关键性因素。各电厂必须努力提高机组的安全经济运行水平，不断的改善发电机应用成本措施和降低方式，通过提高发电机锅炉燃烧方式来应对激烈的市场竞争环境和竞争模式。节能降耗是我国能源战略的一个重要内容，对于火力发电机组，在系统组成中和结构的构成之中，要通过对机组的运行安全和运行的结构模式综合分析，确保机组在工作中能够安全合理的进行。锅炉运行的安全性和经济性主要是通过锅炉在燃烧中的运行状况和效率来衡量。确保在锅炉工作中各种废弃及其污染物的排放量能够达到当前社会发展控制需求，保证经济与社会环境的合理发展。另外，随着国家对环保的要求日益严格，在锅炉燃烧中对其排出NOx排放的控制已成为保护环境措施中的不可避免因素，更是确保环境质量合理进行的基础。

二、锅炉燃烧控制系统DCS改造

锅炉在燃烧中控制系统的改造是提高燃烧效率的基础前提，更是确保锅炉燃烧中其燃烧方式和燃烧效率良好进行的关键。在当前火电厂工作中锅炉改造主要是通过DCS系统进行，提高DCS结构构成方式和组成模式。结合合理有序的科学方式针对锅炉燃烧控制系统中存在的各种问题进行综合控制。

1.锅炉燃烧器改造

对于锅炉燃烧系统来说，燃烧器是一个重要的部件，起着重要的作用。燃烧器的设计和运行性能是决定燃烧系统运行经济性和可靠性的主要因素。结合热电厂锅炉燃烧器改造，对煤粉燃烧的稳燃原理和降低NOx排放的原理进行了分析，并提出了燃烧器选型应注意的问题。对多级浓缩浓淡燃烧器的机理进行了分析，提出了燃烧器的改造实施方案。

2.锅炉静态燃烧优化研究

锅炉燃烧运行静态优化是指通过锅炉燃烧调整试验，确定燃烧系统的最佳运行参数，达到优化锅炉燃烧运行的目的。首先对影响锅炉燃烧过程的因素进行了分析，并在此基础上介绍了锅炉燃烧调整的内容与要求。最后结合锅炉燃烧调整试验，对试验条件与试验工况要求、试验数据的测量及采样、锅炉效率的计算与修正、试验工况的拟定及试验过程和优化结果进行了详细介绍与分析。

三、锅炉在线燃烧优化研究

首先分析了在线燃烧优化的必要性，并提出了实现在线燃烧优化的技术方案。然后介绍了在线燃烧优化技术方案所涉及的神经网络建模方法及遗传算法优化方法，最后详细讨论了在线燃烧优化的具体应用及应用效果。锅炉燃烧控制系统DCS改造锅炉燃烧控制系统的性能直接关系到锅炉的生产能力和生产过程的安全可靠性。燃烧控制的目的是，在满足外界电负荷需要的蒸汽数量和合格的蒸汽品质的基础上，保证锅炉运行的安全性和稳定性。当负荷变化时，必须及时调节送入炉膛的燃料量和空气量，使燃烧工况相应变动。

1.控制系统设计原则与要求

控制系统应满足机组安全启、停及安全经济运行要求，针对在应用中锅炉运行中的各个阶段所需要面临的问题进行控制和优化，最终确保锅炉快速和稳定地满足负荷的变化，并保持稳定的运行。控制系统应划分为若干子系统，子系统设计应遵守“独立完整”的原则，以保持数据通讯总线上信息交换量最少。系统组态应采取冗余措施，在控制系统局部放障时，不引起机组的危急状态，并将这一影响限制到最小。控制系统应能在从最低不投油稳燃负荷到满负荷范围内运行，而且不需任何性质的人工干预。系统应有联锁保护功能，以防止控制系统错误的及危险的动作，联锁保护系统在锅炉辅机安全工况时，应为维护、试验和校正提供最大的灵活性。如系统某一部分必须具备的条件不满足时，联锁逻辑应阻止该部分投“自动”方式，在条件不具备或系统故障时，系统受影响部分应不再继续自动运行，或将控制方式转换为另一种自动方式（超驰控制）。控制系统任何部分运行方式的切换，不论是人为的还是由聯锁系统自动的，均应平滑运行，不应引起过程变量的扰动，并且不需运行人员的修正。当系统处于强制闭锁、限制或其它超驰作用时，系统受其影响的部分应随这跟踪，并不再继续其积分作用（积分饱和）。超驰作用消失后，系统所有部分应平衡到当前的过程状态，并立即恢复其正常的控制作用，这一过程不应有任何延滞，并且被控制装置不应有任何不正确的或不合逻辑的动作。应提供报警信息，指出引起各类超驰作用的原因。

2.燃料控制

对于中间储仓式制粉系统，当负荷改变时，所需燃料量的调节可以通过改变给粉机的转速（给粉量）和燃烧器投入的数量来实现。当锅炉负荷变化不大时，改变给粉机的转速就可以达到调节的目的；当锅炉负荷变化较大，改变给粉机转速已不能满足调节幅度时，则应先以投、停给粉机作粗调节，再以改变给粉机转速作细调节。

四、结论

对锅炉控制系统迸行改造是锅炉燃烧速度改进的基础前提，是提高锅炉燃烧控制系统的性能，确保锅炉在运行中安全经济合理工作的主要手段。针对锅炉在工作中控制系统的各个阶段进行分析，就燃烧速度和燃烧的质量问题的控制系统进行优化，主要对锅炉的主控系统、燃料控制、送风控制等各个阶段进行详细的分析和设计，使得锅炉在燃烧控制中能够正常合理进行，并且能够满足设计需求合理运行。

参考文献：

[1]刘焕章，刘吉臻，常太华，等.电站锅炉风煤配比的优化控制[J].动力工程，2007，27（4）：515-517.

[2]张春光，姚晓峰，陈晓侠.锅炉燃烧系统模糊优化方案及实现[J].大连铁道学院学报，2005，26（4）：40-42.

锅炉燃烧特性 篇7

上世纪末至本世纪初, ××电厂330MW锅炉由于实际燃用煤灰分高、发热量低、挥发分低, 严重偏离了原设计煤种, 使得锅炉的燃烧稳定性差, 特别是低负荷和燃用煤热值波动时, 锅炉熄火频繁。锅炉在高负荷 (250MW以上) 时需投天然气稳燃。同时, 锅炉燃烧器周围及中温过热器结焦现象突出, 燃烧器周围水冷壁高温腐蚀明显。

1 锅炉特性

××电厂 #32机组锅炉最大连续蒸发量为1004t/h, 主汽压力18.4Mpa、主汽温度543℃。锅炉是斯坦因工业公司制造的亚临界参数、强制循环、中间一次再热、四角切向燃烧、固态排渣、п型布置煤粉炉。

锅炉炉膛断面尺寸为12.742×12.627m, 采用直流摆动式燃烧器, 四角切圆布置方式 (双切圆Ф1610mm/Ф1770mm) 。采用四组共20只四角布置直流燃烧器, 热风送粉, 燃烧系统采用天然气二级点火及低负荷稳燃, 四组燃烧器分别由五层煤粉燃烧器 (FEA、FEB、FEC、FED、FEE) 和三层天然气燃烧器 (FDA、FDC、FDD) 组成。四角燃烧器周围均布置有卫燃带。过热器采用两级喷水减温调节汽温, 再热器采用改变燃烧器喷口倾角调节汽温。

锅炉采用两侧大风箱方式配二次风, 煤粉燃烧器配有周界风, 每只煤粉燃烧器和天然气燃烧器的上下二次风量均不可调, 运行中靠控制总风量及烟气氧量修正总风量。每路一次风从一次风箱引出, 通过三通分成两路, 与同层对角两只燃烧器连接, 双出口给粉机同时向同层对角的两只燃烧器给粉, 实现同层对角的两只燃烧器同时投或停。

2 锅炉燃煤情况及燃烧分析

2.1××电厂330MW锅炉设计煤种和实际燃用煤种发生了较大差异。实际煤质低位发热量只有设计煤质的65%, 设计煤质灰分为32.4%, 实际煤质灰分为55.2%。

2.2燃烧分析

从锅炉运行和试验情况看, 锅炉燃用煤质变差是导致锅炉燃烧稳定性差的直接原因。由于煤质变差, 锅炉要达到满负荷, 投入燃料量增加, 风量增加, 导致锅炉炉内温度水平低, 直接导致煤粉气流的着火热源温度低, 煤粉气流着火困难。要燃用实际煤, 并保持锅炉高负荷, 必将导致入炉煤粉气流浓度增加, 直流燃烧器已不能适应运行需要。根据我国现有电站锅炉燃烧技术, 采用浓淡燃烧器可以改善运行状况。

3 浓淡技术

3.1 浓淡燃烧技术简介

煤粉浓淡燃烧技术是指通过一定的措施把一次风分成煤粉浓度高的浓气流和煤粉浓度低的淡气流喷入炉内进行燃烧。理论和实践均证明:采用浓淡燃烧技术可提高煤粉着火的稳定性和有效地降低NOx排放量。

煤粉的燃烧过程包括煤粉的预热、挥发份析出、着火 (燃烧的初始阶段) 和煤焦的燃尽 (燃烧的结束阶段) 。研究表明:煤粉燃烧的初始阶段是强化燃烧的关键。粒度为0~200μm的煤粉的燃烧试验显示:煤粉从常温升至1500℃, 在0.2S的时间内, 煤粉燃尽率达到80%左右, 而余下的约20%的部分则需要四倍左右的时间才能烧完。因此, 稳燃技术的关键在于燃烧器出口附近的气流和煤粉流的组织。

百叶窗浓淡燃烧技术是东方锅炉集团 (股份) 有限公司于上世纪九十年代从哈尔滨工业大学引进的。百叶窗叶片式浓缩器实现浓淡分离的原理图见图1。

百叶窗水平浓淡燃烧器实现浓淡分离的基本原理是利用煤粉和空气的惯性不同来实现煤粉和空气的分离。百叶窗水平浓淡燃烧器对气固两相的分离从本质上讲, 仍然是一种惯性分离装置, 它与WR燃烧器、旋风分离器等分离装置的原理是一致的, 都是利用了气、固两相在改变流动方向时, 因惯性的不同而流动方向也不同的特性。

3.2 百叶窗浓淡燃烧技术特点

百叶窗水平浓淡燃烧器除了具有上述浓淡燃烧器的特点外, 由于自身结构及布置上的特点, 还具有如下优点。

(1) 燃烧器的布置。水平浓淡燃烧器在布置上使浓侧气流靠近向火侧, 使进入炉膛的浓侧煤粉气流直接与上游来的高温烟气混合。上游来的高温烟气直接冲刷浓侧一次风气流, 使一次风气流迅速得到加热。煤粉气流能通过这种强烈的混合得到大量的着火燃烧所需要的热量, 能及时地着火燃烧, 提高含粉气流的着火稳定性。

(2) 防止结渣和高温腐蚀。熔渣大多都属于非牛顿流体, 熔渣刚开始出现固体物时的温度称为熔渣的临界粘度温度Tcv, 它与灰渣的软化温度Tst可用下式简单描述:

研究表明, Tcv与灰渣的化学成分有关:

其中:

熔渣所在区域的气氛状态通过化学成分改变Tcv。由于淡侧煤粉气流中氧含量较高, 氧化性气氛强, 此时二价铁离子将被氧化为三价铁离子Fe+3, 就可以提高Tcv, 从而达到提高灰渣软化温度Tst的目的。

较之WR和PM型等竖直浓淡型燃烧器, 水平浓淡燃烧器中的淡侧一次风位于背火侧可减小颗粒冲刷水冷壁的可能。一方面, 目前的水平浓淡燃烧器基本上都采用的是惯性分离的原理, 这使得淡侧一次风的煤粉含量少、颗粒细, 这可避免大量颗粒冲刷水冷壁。另一方面, 煤粉浓度低的淡一次风在客观上起到了“风屏”的作用, 可有效地阻碍和延缓浓侧一次风中大的煤粉颗粒向水冷壁方向移动, 进一步减小颗粒冲刷水冷壁的可能。WR和PM型等竖直浓淡型燃烧器的浓侧气流与水冷壁间没有起阻碍和延缓作用的空气 (或煤粉浓度极低) 气流, 高浓度的煤粉气流极易冲墙贴壁。比起不采用浓淡燃烧的普通燃烧器, 竖直浓淡型燃烧器将使颗粒冲墙贴壁的可能性增加, 而水平浓淡燃烧器将使颗粒冲墙贴壁的可能性降低。

(3) NOx排放

Pershing等对煤粉燃烧过程中的NOx的形成进行研究的结果表明, 对煤粉燃烧过程中的NOx的形成进行研究阐述, 煤燃烧时形成的NOx中, 燃料型NOx占90%, 热力型NOx占10%。燃料燃烧时, 燃料N几乎全部迅速分解而形成产物HCN、N、CN、NHi等中间产物。这些中间产物与O、O2、OH反应生成NO, 与NO发生反应生成N2。因此, 在燃烧过程中减少燃料N向燃料型NO转化的重要措施就是尽量减少含氧化合物的存在, 从而强化NO的还原反应, 使燃料N转化为N2。

NOx生成机理:

再燃区:

燃尽区:

从水平浓淡燃烧器的燃烧过程来看, 浓侧煤粉气流先着火, 然后是淡侧气流的混入, 然后才是与二次风的混合, 因此从燃烧过程看, 它属于分级燃烧, 有利于降低锅炉机组的NOx排放量;一次风煤粉气流经过浓缩器分离后, 浓侧煤粉气流内浓度高, 含粉量大, 空气量变化不大, 浓侧一次风气流中的空气量仅仅能维持煤粉内挥发份的着火和燃烧, 燃料相对较多, 即过量空气系数小, 属于缺氧燃烧, 燃烧温度低, 故燃料型NOx和热力型NOx都低, 因而能大大降低NOx的排放量;而在淡侧由于空气量相对较大, 属于富氧燃烧, 燃烧温度也低, 热力型NOx生成也少。这样水平浓淡燃烧器就能从总体上控制热力型NOx, 降低锅炉机组的NOx等污染物的排放量, 根据研究, 采用分级燃烧, 最高可降低NOx30%~40%。经工业性试验表明, 对于不同的煤种, 采用水平浓淡煤粉燃烧技术可以将NOx的排放量控制在以下范围:无烟煤<650mg/mn3, 贫煤<550mg/mn3, 烟煤<450mg/mn3, 达到国家排放标准。

(4) 水平浓淡燃烧技术的着火燃尽性能

由于浓侧煤粉气流固体颗粒浓度高, 一次风量相对较少, 煤粉气流所需着火热少, 着火温度低、火焰传播速度大、浓侧煤粉气流的一次风量仅能维持浓侧煤粉气流中挥发份的燃烧, 煤粉气流着火及时;而一、二次风的混合特性与传统的燃烧器没有本质上的区别, 因而水平浓淡燃烧器的燃烧效率不会低于传统的燃烧器的燃烧效率。在布置上, 使浓侧煤粉气流处于上游已着火燃烧的高温烟气的直接冲刷下, 也能保证煤粉气流能得到足够的热源, 加热煤粉气流, 使煤粉气流能及时地着火燃烧。

图2显示了在冷态模化试验台上利用PDA (Particle DynamicAnalyzer) 分别就竖直浓淡和水平浓淡燃烧方式炉膛内的颗粒浓度场的测量结果。从该图2中可以看到, 采用水平浓淡燃烧器时, 水冷壁面附近的颗粒浓度远小于采用竖直浓淡燃烧器时的情况。

4 技术改造方案

采用百叶窗水平浓淡燃烧器对××电厂 #32锅炉A、B、C层直流燃烧器进行改造。具体方案 (确保原一次风管、燃烧器位置不改变) :重新设计燃烧器喷口、设计加装浓淡分离器。具体布置图见图3。

根据本次燃烧器改造的目的对百叶窗燃烧器的结构参数进行选取, 使百叶窗燃烧器出口浓淡侧风量比达到1.1:1, 以满足改造目的。

为保证燃烧器改造后和原有一次风煤粉管道相连接, 改造后的燃烧器总长度与原有燃烧器长度一致, 以减小现场改动工作量。

5 试验结果

5.1首先进行了一次风调平试验、二次风喷口流量偏差试验, 对一次风速度进行了标定;根据二次风喷口气流速度偏差, 对二次风喷口速度进行了修正。

5.2炉内空气动力场试验。炉内空气动力场试验的表盘参数分别为:一次风风量80000m3/h、二次风风量390000m3/h、乏气风量58000m3/h, 采用炉底挡板调节控制燃烧系统风量, 保证系统设备一次风机、二次风机、引风机的安全运行。

从空气动力场的测量结果看, 炉内切圆直径约7600mm, 切圆略微偏小, 对煤粉的燃尽影响不大, 而对于防止锅炉结焦有利。

6 运行情况

6.1 增强了低负荷稳燃能力和带负荷能力

#32锅炉A、B、C层煤粉燃烧器改造结束投运以来, 燃烧低位发热量在11000~17000KJ/Kg范围内煤种, 未出现一次熄火。同时, 如果燃烧低位发热量在16000KJ/Kg左右煤种, 可以不投天然气稳燃。燃烧低位发热量在16500Kj/Kg的煤质, 投A、B、C层煤粉带170MW负荷稳燃。每天较改造前节约稳燃天然气约60000m3。

6.2 NOx排放有一定降低

改造前平均462.43mg/ndm3, 改造后平均415.23mg/ndm3, 减少47.2mg/ndm3。

6.3 结焦现象有所改善、水冷壁高温腐蚀现象消除

改造前, 锅炉燃烧器周围结焦严重, 中温过热器 (屏过) 管束之间长期存在挂焦现象。改造后煤粉燃烧器周围及卫燃带、水冷壁上没有了结焦现象, 中温过热器管束之间挂焦也消除了。同时, 燃烧器改造后由于火焰中心的稳定, 高温区较之直流燃烧器远离炉膛水冷壁, 火焰冲刷水冷壁较少, 以及水冷壁周围的富氧环境, 水冷壁高温腐蚀得到了有效控制。

7 结束语

上世纪末至本世纪初, 国内电厂用煤普遍紧张, 原煤掺假现象突出, 煤质参数宽幅波动。由于直流燃烧器受设计煤质影响较大, 煤质差时, 锅炉带高负荷能力和低负荷稳燃性能较差, 熄火频发、NOX排放超标。随着国家环保排放要求越来越严, 直流燃技术在燃煤电厂受到极大冲击。很多燃煤电厂为了解决高效、稳燃、低污染以及防止结渣和高温腐蚀问题, 纷纷采用浓淡燃烧器对直流燃烧器进行技术改造。比如青岛电厂、富拉尔基电厂、四川江油电厂等, 从而, 浓淡燃烧技术在我国燃煤电厂得到了广泛推广和发展。

摘要：××电厂采用水平浓淡燃烧器对锅炉原美国CE技术直流煤粉燃烧器进行了技术改造, 从运行来看, 锅炉燃烧稳定性显著提高, 锅炉结焦明显好转, 烟气中NOX含量减少。

关键词：燃煤严重偏离设计值,燃烧稳定性,减少NOX排放,减少助燃

参考文献

[1]王恩禄, 张海燕, 罗永浩, 等.低NOx燃烧技术及其在我国燃煤电站锅炉中的应用[Z].

[2]盛昌栋.高浓度煤粉燃烧时炉内结渣的机理分析[J].电站系统工程.

[3]秦裕琨, 李争起, 吴少华.风包粉系列浓淡煤粉燃烧技术研究[J].中国工程科学.

浅谈锅炉燃烧工况 篇8

随着经济社会的发展, 锅炉设备已广泛用于现代工业的各个部门, 成为发展国民经济的重要热工设备之一, 但由于我国锅炉燃料还是以煤为主, 燃煤锅炉约占80%。而且排放的大量烟尘和有害气体, 严重污染了环境。因此, 提高锅炉热效率, 节约能源, 降低环境污染, 是我国能源供需之间不平衡得到缓解的一项十分重要的任务。力争做到锅炉安全和节能减排两者兼得, 改善燃烧工况是锅炉节能减排中的一个重要手段。

1 煤质的选择

不同煤种的煤的发热量是不相同的, 高低相差很大, 水分、灰分和硫分是燃料中的主要杂质, 对锅炉工作有着直接的影响。灰分含量高低对煤的燃烧时所需的空气量, 灰渣含炭量以及排渣热都有相应的损失, 含灰高的煤排渣量大, 烟尘排放量也相应高, 对锅炉受热面的清洁、锅炉效率、除尘效率、生产环境都有不同程度的影响。生产中尽量采用低灰分煤以减少排渣热损失, 同时也降低了烟尘排放和灰渣污染。

煤的全水分含量主要由煤矿的采煤生产方式而确定, 湿法采煤原煤的全水分就高, 干式采煤全水分就低, 所以在选煤时全水分的高低对用煤单位的成本也有很大影响, 也就是干煤与湿煤在价格相同条件下选干煤效益会更高。

煤的热值高低直接影响效益, 烟尘经除尘器基本都能够达标排放, 而二氧化硫的排放是我国长期综合治理的重点, 燃煤锅炉脱硫问题是一项高投入公益性事业。采用低硫份原煤, 在不加固硫剂的情况下, 烟气中二氧化硫浓度也能达标排放, 应该强调的是在选煤质量上一定要使含硫量小于0.8%;固硫剂也要足额添加。

为了降低脱硫所增加的成本就必须在选煤时对含硫量上加强控制, 越低越易达标排放。在二氧化硫排放测试过程中, 由于锅炉负荷、漏风和风机风量的变化, 二氧化硫测试数据往往会高于理论平均值。

2 合理配风, 保证燃料燃烧时氧气的供应

2.1 合理调节送风量

使燃料在燃烧区充分的燃烧, 对提高锅炉的热效率, 达到节能减排的目的是很重要的。

我国是以煤为主要能源的国家, 锅炉配置的燃烧设备主要是层燃炉, 对于供热锅炉重点在层燃炉, 并以手烧炉和链条炉排作为代表型式。

2.1.1 手烧炉

按照手烧炉燃烧工况的周期性的特点, 使燃烧层厚度的变化尽可能减小;采用间断送二次风的措施, 即只在加煤周期的前期向炉内引入二次风;加强炉内气流的扰动, 可有效降低气体和固体不完全燃烧热损失;改进炉排结构, 尽可能采用摇动炉排。

2.1.2 链条炉

链条炉燃烧过程沿炉排长度自前至后, 连续顺序地完成, 形成区段性燃烧过程, 各区段所需空气量各不相同。所以采用“两端少、中间多”的分段配风方式, 即把炉排下的统仓风室沿长度方向分成几段, 互相隔开做成多个独立的小风室。每个小风室各自装设有调节风门, 可以按燃烧的实际需要调节和分配给不同的风量, 显然, 分段愈多, 供给的空气愈符合煤的燃烧需要, 只是配风结构会因此而过于复杂。所以通常是将炉排下的风室分隔成4~6个小风室。要切实做到按煤燃烧的需要配风并非易事, 除小风室之间的隔离密封结构必须良好有效外, 对炉排宽度方向上的配风均匀性要特别给以重视。小风室横向配风的均匀性与进风口结构、风室内空气的轴向气流动和风室密封性等多种因素有关, 其中以进风口尺寸的影响最为显著, 随进风口与风室的截面比的增大而更趋均匀。此外对于单侧进风的链条炉, 设置导风板或采用风室节流挡板装置, 对改善炉排横向配风的均匀性也是有效的。对于炉排宽度较大的链条炉, 则应采取双侧相对进风的方式。在前后炉墙下部砌筑凸向炉膛的炉拱和吹送高速的二次风, 能促进燃料完全燃烧。要在炉膛内停留的时间使燃料充分的燃烧, 又要使炉膛内的温度梯度降低, 提高了炉膛内受热面的利用率, 采用二次风系统是改善燃烧条件的重要手段。利用二次风系统效果十分显著。据测算, 合理利用二次风系统的锅炉热效率可提高5%左右。

炉拱在链条炉中有着相当重要的作用, 它不但可以改变自燃料层上升的气流方向, 使可燃气体与空气得以良好混合, 为可燃气体燃尽创造条件;同时, 炉拱还有加速新入炉煤着火燃烧的作用。

2.2 二次风的运用

二次风的介质常常为空气、蒸汽或烟气, 二次风在燃烧层上方借喷嘴送入炉膛的高速气流, 以进一步强化炉内气流的扰动和混合, 从而防止结焦、降低气体不完全燃烧损失和炉膛过量空气系数。此外, 布置手拱的二次风能将高温烟气引向炉前, 以增补手拱作用, 帮助新燃料着火。同时, 由二次风造成的烟气旋涡, 一方面延长了悬浮于烟气中的细屑燃料在炉膛中的行程和逗留时间, 促成更好燃尽, 另一方面, 借旋涡的分离作用, 把许多未燃尽的碎炭粒甩回炉排复燃, 减少了飞灰。显而易见, 这将有效地提高锅炉效率, 也利于消烟除尘。此外, 二次风布置得当, 还可提高炉膛内的火焰充满度, 减少炉膛死角涡流区, 防止炉内局部积灰结渣, 保证锅炉的正常运行。

为了达到预想的效果, 二次风必须具有一定的风量和风速, 但由于层燃炉的主要燃烧过程是在炉排上进行, 加上冷却炉排的需要, 一次风量不宜过小;这样, 为保持合理的炉膛过量空气系数, 二次风量则受到限制, 一般控制在总风量的5~15%之间, 挥发物较多的燃料取用较高值。二次初速一般在50~80m/s, 相应风压为2000~4000Pa。

二次风的布置形式视锅炉类型和燃料品种而异。小容量锅炉, 其炉膛深度也小, 常取前墙或后墙单面布置, 二次风喷嘴的位置应尽可能低些。在链条炉中燃料的挥发物大部分在前端逸出, 单面布置时以装在前墙为好, 喷嘴轴线通常向下倾斜10~25°;对燃用无烟煤的链条炉, 为了帮助着火, 二次风宜装置在后拱鼻尖处。当采用前、后墙布置时, 应尽可能利用前后喷嘴布置的高度差和不同喷射方向, 避免互相干扰, 使之造成一股强有力的切圆旋转气流, 以提高二次风的功能。炉膛中的前后拱组成喉口时, 二次风应布设在喉口处。喷嘴只数及间距应使二次风的扰动区尽可能地充满整个炉膛的横截面。对链条炉排, 二次风风量为总风量的5~10%。

上述设置分区送风、炉拱和二次风等改善燃烧工况的措施, 不单适用于链条炉, 在其他类似燃烧过程的炉型中, 也可因炉制宜, 按燃料及燃烧上的要求, 恰当地采用上述全部措施或个别措施, 以提高燃烧的经济性。

3 采用计算机控制, 实现燃烧过程控制自动化

为适应锅炉负荷变化, 锅炉供热过程要不断变化, 因而锅炉炉膛内燃烧过程也要变化。为减少因操作不当而对燃烧的影响, 对锅炉燃烧过程采用计算机控制。当负荷变化后, 应自动改变煤的供给量和煤层的厚度, 同时调节风量, 以保证蒸汽压力稳定, 微机控制燃烧自动化过程一般是以蒸汽压力为调节参数, 根据蒸汽压力变化调节送风和引风量, 从而能进一步提高锅炉的热效率。

利用计算机控制不但能提高锅炉的热效率, 而且对锅炉安全运行及改善司炉工劳动条件及劳动强度也带来了好处。

摘要：本文主要通过对锅炉燃烧工况的分析, 将有利于锅炉在运行中利用燃料的燃烧所发出的热量, 给锅炉的受热面更好的加热, 提高锅炉的热效率, 达到节能减排的目的。本文就是针对燃煤锅炉运行中的各个环节进行了工况分析, 有利于锅炉的正常运行。

关键词：锅炉,煤,燃烧,风机,调节

参考文献

[1]吴味隆, 等编著.锅炉及锅炉房设备 (第四版) .北京:中国建筑工业出版社, 2006.

[2]张良瑜, 谭雪梅, 王亚荣, 合编.泵与风机.北京:中国电力出版社, 2007.

论锅炉燃烧的调节方法 篇9

燃料量的调节是燃烧调节的重要一环。不同的燃烧设备和不同的燃料种类, 燃料量的调节方法也各不相同。

中间储仓式制粉系统的特点之一是制粉系统运行工况变化与锅炉负荷并不存在直接的关系。当锅炉负荷发生变化时, 需要调节进入炉内的燃料量, 它通过投入 (或停止) 喷燃器只数或改变给粉机转数、调节给粉机下粉挡板开度来实现的。当锅炉负荷变化较小时, 只需改变给粉机转速就可以达到调节的目的;改变给粉机的转数是通过平型控制器的加减完成的。当锅炉负荷变化较大时, 用改变给粉机的转数不能满足调节幅度的要求, 则在不破坏内燃工况的前提下, 可先以投、停给粉机只数进行调节, 而后再调节给粉机转数, 弥补调节幅度大的矛盾。若上述手段仍不能满足调节需要时, 可用调节给粉机挡板开度的方法加以辅助调节。

投、停喷燃器 (相应的给粉机) 运行方式的调节。由于喷燃器布置方式和类型的不同, 投运方式也不相同。当需投入备用的喷燃器和给粉机时, 应先开启一次风门至所需开度, 对一次风管进行吹扫;待风压正常时启动给粉机给粉, 并开启喷燃器助燃的二次风, 观察着火情况是否正常。反之, 在停用喷燃器时, 则先停给粉机并关闭二次风, 一次风吹扫数分钟后再关闭, 以防一次风管内煤分沉积。为防止停用的喷燃器受热烧坏, 有时对其一、二次风门保持适当开度, 以冷却喷口。给粉机转数调节的范围不宜太大, 若调至过高, 则不但会因煤粉浓度过大堵塞一次风管, 而且容易使给粉机超负荷和引起煤粉燃烧不完全。若转数调至过低, 则在炉膛温度不太高的情况下, 由于煤粉浓度不足, 着火不稳, 容易发生炉膛灭火。单只增加给粉机转数时, 应先将转数低的给粉机增加转数, 使各给粉机出力力求均衡;减低给粉机转数时, 应先减转数高的。

对于喷燃器布置在侧墙的锅炉, 可先增加中间位置的喷燃器来粉, 对四角布置的喷燃器锅炉, 需要相对称的增加给粉机转数。用投入或停止喷燃器运行的方法进行燃烧调节, 尚需考虑对气温的影响。在气温偏低时, 投用靠炉膛后侧墙的喷燃器或上排喷燃器。气温偏高时则停用靠炉膛后侧的喷燃器或上排喷燃器。有时由煤粉仓死角处煤粉的堆积或煤粉自流等原因将给个别给粉机的给粉量调节带来一定的困难。此时, 对来粉量的调节将是一个细致而麻烦的工作。这就需要反复的开、停给粉机, 或开关给粉机下粉挡板, 用木锤敲打、振动给粉机上部空间, 促使煤粉仓内沉积的煤粉进行流动或迫使流动较大的煤粉沉积下来。这种调节操作较为笨拙、繁重, 但能达到调节要求。

2 锅炉风量的调节

当外界负荷变化需要调节锅炉出力时, 随着燃料量的改变, 对锅炉的风量也需做相应的调解。

在实际运行中, 从运行的经济方面来看, 在一定的范围内, 随着炉内过剩空气系数的增加, 可以改变燃料与空气的接触和混合, 有利于完全燃烧, 使化学未完全燃烧损失和机械未完全燃烧损失降低。但是, 当过剩空气系数过大时, 则炉膛温度的降低和燃烧时间的缩短 (由于烟气流速加快) , 可能使不完全燃烧损失反而有所增加。而排烟带走的热损失则总是随着过剩空气系数的增大而增加, 所以当过剩空气过大时, 总的热损失就要增加。此外, 随着炉内过剩空气系数的增大, 使烟气容积也相应增大, 烟气流速也提高, 因而使送、引风机的耗电量也增加。

从锅炉的安全方面来看, 若炉内过剩空气系数过小, 则会使燃料燃烧不完全, 造成烟气中含有较多的一氧化碳等可燃气体, 降低了灰分的溶点因而引起水冷壁结渣。这将会导致锅炉运行恶化, 严重时会被迫停炉。由于飞灰对受热面的磨损量与烟气流速三次方成正比, 所以当过剩空气系数过大时, 将使受热面管子和引风机叶片的磨损加剧, 影响设备的使用寿命。此外, 过剩空气系数增大时, 由于过剩氧量的相应增加, 将使燃料中的硫分易于形成三氧化硫, 烟气露点温度响应提高, 从而使尾部烟道的空气预热器遭到腐蚀。

总之, 风量过大或过小都会给锅炉的安全经济运行带来不良的影响。

3 炉膛负压的控制

炉膛负压维持过大, 会增加炉膛和烟道的漏风, 引起燃烧恶化, 并导致灭火。反之, 若炉膛风压变正, 则高温火焰及烟灰就要向外冒, 不但会影响卫生, 烧坏设备, 还会造成人身事故。

在正常情况下, 炉膛风压和各部分烟道的负压都有大致的变化范围。因此, 运行中如发现它们的指示值有不正常的变化时, 即应进行分析, 检查原因, 以便及时处理。

摘要：锅炉燃烧的好坏直接影响着锅炉机组及整个发电厂运行的安全和效益。燃烧过程是否稳定直接关系到锅炉运行的可靠性;锅炉燃烧的好坏直接影响锅炉运行的经济性, 燃烧过程的经济性要求合理的风与煤粉的配合, 及保证适当的炉膛温度。

锅炉燃烧控制系统优化 篇10

关键词：锅炉,燃烧器,燃烧控制,检漏器,PLC,DCS,触摸屏

1 引言

我厂20t/h中压锅炉自2007年底建成投用,负责我厂顺酐和溶剂油两套装置1.4MPa中压蒸汽的供应。它的正常运行直接关系到溶剂油装置的开停和顺酐装置的负荷大小。锅炉自投用以来多次发生意外停炉故障,停炉后检查故障原因困难,工作量大,耗费时间长,严重影响我厂两套装置的正常生产。原有锅炉采用芬兰奥林燃烧机,由于燃烧机厂家要求国内锅炉上使用的燃烧机必须成套燃烧程控器,因此锅炉控制系统采用PLC配套燃烧机专用燃烧程控器形式进行控制,两套控制器联合运行故障点多,锅炉故障信息输出不直观。通过对控制系统进行改造,取消原有专用程控器,独立应用西门子S7-200 PLC实现锅炉燃烧和运行的控制,大大提高了锅炉运行稳定性和故障判别能力。

2 方案研究

2.1 原有锅炉控制结构浅析

原有中压锅炉燃烧器控制系统采用上位P L C与燃烧器自带的下位专用程控器联合配套方式对锅炉进行控制,其中专用程控器负责对中压锅炉的燃烧系统进行控制和连锁,PLC则负责燃烧系统之外锅炉运行部分的控制和连锁,触摸屏为整套控制系统的人机接口,操作工可以通过触摸屏操作锅炉和完成对锅炉状态的监控。同时P L C将关键工艺参数通过MODBUS通信传送至中央控制室的D C S上进行显示。P L C只能启停燃烧程控器不能干涉燃烧程控器的动作,也不可修改燃烧程控器的动作参数,PLC只能接收专用程控器的燃烧故障和正常运行二种运行结果,不监视燃烧专用程控器的全部动作过程。

2.2 原有锅炉控制系统存在的问题

锅炉原有控制方式比较复杂,一个完整的控制系统采用两套相对独立控制器进行分段控制。燃烧器专用控制器比较封闭,锅炉投用后存在的问题难点主要集中在锅炉点火系统的监控。

锅炉点火过程中经常发生点小火故障和点大火故障故障。由于点火故障条件较多,通常包含“空气压力低”、“燃气压力低”、“燃气压力高”、“燃气泄漏”、“无小火火焰”、“无大火火焰”和“程控器故障”等多个联锁源。“故障后信息输出仅为“燃烧故障”信息,因此无法直接判断出故障原因,如果逐一排查各个联锁源,会花费大量时间,严重影响装置正常生产。

2.3 锅炉控制系统改造

针对原有控制系统结构,改造过程需要解决原有燃烧程控器专用、独立和封闭的特性。因此,需要取消专用的燃烧程控器和检漏程控器,控制功能移植到P L C,由P L C接管燃烧程控器的全部工作。

燃烧机专用程控器和检漏控制器所检测的仪表信号主要包括:“空气压力”、“燃气压力1”、“燃气压力2”、“小火火焰”、“大火火焰”、“燃烧机全关位”、“燃烧机点火位”、“最小比例调节位”、“最大负荷位”和“检漏状态”等信号。输出“燃烧运行”、“燃烧停止”和“燃烧故障”信号至PLC。同时通过检漏控制器实现对“点火电磁阀”、“燃烧先导电磁阀”、“主燃烧电磁阀”、“点火变压器”和“负荷比例调节电机”等进行控制。

改造后的控制结构图见图2。控制系统保留原系统的全部功能,除实现DCS对锅炉实时远程监控外,主要是处理燃烧器的燃烧故障问题。当出现联锁停炉时,控制系统在触摸屏上输出具体故障信息,并记录进历史数据列内保存,直接给出了精确地故障信息点,方便了故障维护和处理。

改造后的P L C程序基本逻辑框图见图3所示。

3 效果分析

中压锅炉联锁停炉后能准确记录联锁源信息和联锁发生时间。触摸屏和D C S对历史故障信息记录均正常。当锅炉出现联锁停炉情况是,操作人员和维修人员可以方便的通过历史故障信息判断具体故障点情况,大大节省了故障处理时间和锅炉恢复速度。点火过程中发生“燃烧故障后”系统准确显示出众多联锁源中到底是哪一个出现的问题,方便技术人员对锅炉点火位燃气阀门、空气阀门和风门位置进行准确调整,调整后的点火顺利,锅炉一次点火成功率接近100%。锅炉运行正常,能保证长期正常运行。自2011年9月份改造完成至今,锅炉一直保持点火一次成功的状况。

4 结束语

国内市场在采购锅炉要求配套进口燃烧机的时候,由于国外燃烧机牵涉到技术壁垒和技术专利的情况,所以进口燃烧机一般情况均配套有燃烧机专用的燃烧程控器。这使得使用进口燃烧机的锅炉控制系统均使用P L C+燃烧器装用程控器的控制方式进行控制。因此,在锅炉控制结构方面大大增加了控制系统和硬件配线方面的复杂程度。增加了日常故障处理的难度。本文通过对锅炉控制系统的改造,取消了进口专用燃烧程控器,降低了系统复杂程度,提高了稳定性,同时,也为系统故障处理节约了时间。这种控制方案的采用,也为取消进口燃烧机配套专用燃烧程控器的应用奠定了基础,能够有效节约企业成本。

参考文献

[1]芬兰奥林燃烧器GP系列操作维护说明书[Z].

[2]DUNGS检漏程控器DK2F系列说明书[Z].

[3]DUNGS双电磁阀DMV-D型说明书[Z].

[4]西门子LFL1...系列燃气燃烧器控制器说明书[Z].

[5]西门子STEP_7参考资料[Z].

[6]日本横河CENTUM CS3000组态手册[Z].

锅炉燃烧特性 篇11

关键词：锅炉；供热系统；燃烧调节；节能环保

一、引言

煤炭是我国主要能源之一，在我国能源结构中比重占的非常大。在能源消耗系统中，锅炉及供热系统的年耗煤量约占我国煤炭产量的三分之一左右。随着城市化进程的加快，人们生活水平的提高，城市的集中供暖是标志着一个城市的生活环境。由于采暖范围也在不断扩大，导致建筑能耗也不段加大。因此，供暖中燃烧调节和节能不仅关系到居民生活水平的改善，只有提高锅炉的热效率降低锅炉与供热系统的热损耗，才能有效缓解能源供求关系并且保护我们的生活环境。

二、锅炉燃烧系统的调节

针对链条炉的燃烧系统的调节进行分析，链条炉的燃烧实际上是在保证锅炉燃烧可以充分提供蒸汽负荷以及供暖需求的同时，保证链条炉的安全运行以及燃烧的经济性。在具体的燃烧调节过程中，主要是实现对燃烧的控制，而在燃烧控制中又包括炉排转速控制、炉膛负压控制和送风控制。

在对燃烧系统的调节过程中，首先必须要保证锅炉主汽压力的稳定性维持，在实现对燃料方面缺陷的克服同时，保证出力和负荷之间的协调；其次是要保证锅炉内空气量与燃料量之间的协调，从而提高锅炉燃烧的经济性；第三是需要保证送风量和引风量的协调性，维持炉膛的负压，保证锅炉的安全性。

在燃烧调节系统中，主要对送风量、引风量和燃烧量进行调节。而在链条炉参数中，其主汽压力是衡量负荷与蒸汽量之间是否平衡的重要标志，而在实践中造成主汽压力变化的主要因素包括两个方面的内容：一个是燃料量的变动，这种基本变量上的变动可以通过自身的闭环来实现控制和调节；另一个是耗气量上的变动，这种变动属于负荷变动，一般不容易实现调节。而在该调节系统中，首先对负荷条件进行设定，然后确定基本的运行规则和平衡基础值，这个数值可以对基本的负荷进行保证，并根据主汽压力的变化以及偏差进行气压状态的确定，然后对基础数值进行微调，从而保证蒸汽的品质和供暖效果。

三、供热系统采用的节能方法

1、供热系统安装所需的热工仪表是掌握系统运行情况的重要工具，安装所需的热工仪表能准确了解和分析系统存在的问题、采取正确处理方法与措施以达到节能。加强锅炉房的运行管理工作，聘请具有专业水平的司炉人员及水处理人员，建立完善的运行操作章程。

2、采用分层燃烧技术，改善锅炉燃烧情况。例如：沈阳惠天公司一台10.5MW的热水炉，采用分层燃烧后，热效率由70.2%提高到75.1%，炉渣含碳量由13%下降为10%。唐山热力公司采用该技术，使锅炉热效率提高10～15%，炉渣含碳量降低至10%以下，而且锅炉燃烧系统的设备故障大大减少，提高了锅炉运行的可靠性和安全性。

3、采用复合燃烧技术需要增加燃烧空间，加大除尘力度，可以提高锅炉出力和效率。改善锅炉系统的严密性，降低过剩空气系数，保证锅炉受热面的清洁，防止锅炉结垢。锅炉内空气系数多少是评价锅炉燃烧状况的重要参数，只有过剩空气系数达到设计值时，锅炉才能在最经济的状态下燃烧，因此要采取防止锅炉本体及烟风道渗漏风的措施，改善锅炉及烟风道的严密性，降低过剩空气系数以提高锅炉的效率和出力。建立建全锅炉水质管理和定期的除灰制度，保证锅炉用水的水质和锅炉受热面的清洁，以提高锅炉效率和设备使用寿命。

4、当热水锅炉排烟温度偏高时，在锅炉上加装热管省煤器，降低排烟温度，并提高锅炉进水温度，提高热效率。“热管”是一种利用管内工作液體的两相变化，以潜热为主进行传热的新型高效传热元件，节能效果明显。

5、推广热水管道直埋技术，降低基础投资和运行费用 ，《城镇直埋供热管道工程技术规程》(CJJ/T81－98)也已于1999年6月1日起颁布实施。直埋敷设与地沟敷设比较，不仅具有节省用地、方便施工、减少工程投资(DN≤500，管径越小越明显)和维护工作量小的优点外，由于用导热系数极小的聚氨酯硬质泡沫塑料保温，热损失小于地沟敷设。尤其是长期运行后，地沟管道的保温层会产生开裂、损坏以及地沟泡水而大幅度增加热损失，而直埋管道不存在上述问题。根据烟台经济技术开发区热力公司1998年冬季实测结果，DN800地沟管道每公里温降为0.75℃，而DN500直埋管道的温降仅为0.34℃，按同类敷设方式的管道，管径越大温降应越小推算，DN800直埋管道的温降将更小。建议在DN500以下管道积极推广直埋敷设。推广时应注意使用符合产品标准的预制保温管和管件，并保证设计和施工的质量。

6、加强管理，控制系统失水是节能和保证安全运行的重要措施

目前国内部分直接连接的供热系统失水状况非常严重，补水率高达循环水量的10%以上。失水主要是用户放水和二次系统以及用户内部系统管网陈旧漏水所致。系统大量失水和热量丢失、影响供热能力，而且一些供热单位还因水处理能力不足，不得不用生水作为热网补水，而造成管网阻塞和腐蚀。因此，必须加强宣传教育、加强管理，采取防漏、查漏、堵漏等有效措施，将失水率降到正常的水平。

对冬季供暖锅炉提倡阶段性有针对性运行，采取分时分户供暖，节约能源消耗。利用人们夜间睡眠和休息、办公室无人办公采暖房间温度可以适当降低，对住宅和公建采用分时分户供暖，降低供热参数以减少供热量可以达到节能的目的。

综上所述，随着我国科学技术在人们生活中广泛应用，锅炉供暖伴随着科学的发展已经步入了全新的发展阶段。我们在能源紧缺的条件下生存，必须采用科学合理的手段对能源消耗进行量化管理，从我们自身做起节约能源保护环境，建立真正的节约型城市

煤质变化对锅炉燃烧影响探讨 篇12

关键词：煤质变化,燃烧,影响

0 引言

目前, 我国经济高速发展, 对能源需求旺盛, 国家对煤矿业的整顿力度逐步加大等诸多原因导致煤炭供应紧张, 煤炭质量出现了很大的变化, 品质高低不等, 使得锅炉燃用煤质难以得到保证。在锅炉运行实践中, 煤质变化所引起的燃烧器结焦、水冷壁结焦、锅炉受热面超温等一系列问题, 给锅炉运行带来了安全隐患, 也直接影响着锅炉运行的经济性。因此, 研究煤质对锅炉燃烧系统运行性能的影响, 采取控制调整措施, 能够提高锅炉运行的安全性和经济性。

1 电厂燃用煤质特性分析

燃煤电厂燃烧的煤炭是经过磨制过后的煤粉, 主要由挥发分、固定碳、水分以及灰分等成分组成。因此, 在分析煤的常规特性对锅炉运行的影响时, 主要从其工业分析成分及其他有效显著影响的特性进行分析。大唐长春第二热电厂200MW燃煤锅炉为哈尔滨锅炉厂生产, 型号为HG-670/140-YM9, 锅炉采用自然循环单炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣煤粉运行模式, 运转层以上露天布置, 全钢架悬吊结构。

2 煤质特性指标对锅炉稳定燃烧的影响

2.1 水分的影响

燃煤所含的水分是惰性物质, 它的存在会使煤中的可燃质含量相对减少, 降低发热量, 影响运行的可靠性和经济性。同时, 也增加了厂用电率和给煤系统堵塞的机率, 影响正常供煤。此外, 煤中水分所带来的排烟量增加, 将增加引风机的负荷, 减短其使用寿命。一般来讲, 当煤中水分大于8%时, 就会给制煤系统带来一定麻烦;如果水分超过12%-17%, 则会严重威胁运行的安全可靠性。另外, 煤中水分也会浪费消耗掉运输能力, 降低煤炭的性价比。因此, 煤中的水分含量过高, 对煤粉的着火、充分燃烧都不利。

2.2 挥发分的影响

挥发分是煤在加热过程中分析出来的一些可燃性气体, 其着火温度低, 是固体燃料的重要成分特性, 对燃料的着火和燃烧有很大影响。煤中挥发分含量大小是评定其燃烧性能的重要指标, 也是发电厂用煤的重要煤质指标。挥发分着火点低, 能在较低温度下析出和燃烧, 并且释放大量的热量。一方面, 这些热量被焦炭粒吸收后, 温度迅速提高, 为煤粉的燃烧提供了有利条件。另一方面, 由于化学反应, 挥发分的析出使煤粉颗粒具有孔隙性, 增大了与助燃空气的接触面积, 这有利于提高焦炭的燃烧速度。因而, 挥发分的高低对煤的着火和燃烧有较大影响。挥发分高的煤粉燃点温度约在800℃左右, 挥发分低的煤粉燃点温度可能达到1100℃以上。挥发分含量越高, 煤中难燃的固定碳含量越少, 煤粉越易着火、燃尽, 燃烧也越稳定。挥发分含量降低时, 煤粉气流着火温度显著提高, 着火热随之增大, 着火困难, 燃烧不稳定, 化学和机械不完全燃烧热损失增加, 排烟损失增大, 严重时可能引起炉膛灭火。一般来说, 火力发电厂用煤, 要求燃煤挥发分不低于18%。

2.3 灰分的影响

煤中灰分是有害成分, 在燃烧过程中不但不会发出热量, 而且还要吸收热量, 损失大量的物理显热。灰分对锅炉燃烧的影响主要体现在以下几个方面:

(1) 影响着火、燃烧过程。灰分含量增加, 会使煤粒表面形成灰分外壳, 阻碍碳与氧气接触发生化学反应, 造成燃烧不尽, 降低热能的利用, 增加机械不完全燃烧热损失, 造成燃烧不良。同时, 炉膛温度降低, 煤的燃烬程度降低, 造成的飞灰可燃物高。

(2) 影响安全运行。从运行的安全角度来看, 随着燃煤含灰分的增多, 锅炉设备运行寿命缩短, 经济性降低。从具体成分数据的角度来看, 当煤的折算灰分大于15%时, 会造成输煤、制粉、引风、除尘等设备的磨损, 增加锅炉设备的漏风、堵灰等事故的发生率, 带来安全隐患。因此, 从燃烧稳定和运行安全、经济的角度来考虑, 固态排渣炉燃用的灰分不宜超过40%。

(3) 环境污染严重。灰分是造成坏境污染的根源。多灰煤的燃用会使得电厂排放的粉尘、灰渣也随之急剧增加, 严重污染环境。

2.4 硫分的影响

硫分是一种极其有害的杂质, 对焦化、气化和燃烧都会带来极为不利的影响。如果煤粉的含硫量过高, 在化学反应的作用下, 硫酸蒸汽冷却后变成硫酸, 会腐蚀锅炉高、低温受热面, 导致堵灰和烟道堵塞问题的发生。同时, 随着含硫量的增加, 会加剧煤的氧化自燃的倾向, 因而, 高硫分煤不宜在仓内久存。另外, 可燃硫在燃烧过程中被氧化产生SO2随烟气逸出烟囱, 加大了对周围环境的污染。

2.5 煤粉细度的影响

煤粉的细度对锅炉的燃烧有很大影响。煤粉细度, 它象征煤粉中各种大小粒度的质量百分率, 能很好的反映煤粉的均匀特性, 是监督制粉系统运行工况的重要煤质指标。从燃烧的观点来看, 煤粉越细燃烧越完全, 未燃尽的热损失就越少, 同时也有利于减少锅炉的结渣。但是, 煤粉过细, 炉膛出口温度将升高, 增加了磨煤机使用时间, 电能消耗也就越大。相反, 煤粉过粗时, 煤块在锅炉内停留时间过短, 煤炭中的焦碳没有完全燃烬, 增加了锅炉炉渣的物理热损失;另外, 粗煤粉燃烧温度比烟温高许多, 融化比例高, 冲刷水冷壁后容易引起结渣。因此, 应根据不同煤种的特性, 将对煤粉细度的要求与制粉系统费用二者进行综合技术经济比较后来确定最合理的煤粉细度, 以达到锅炉的最佳经济燃烧系统。

2.6 发热量的影响

煤的发热量是指单位质量的煤在完全燃烧时所释放出的热量, 由煤中固定碳含量来决定, 是煤炭作为燃料利用的一个重要的煤质特性指标, 也是反映煤质好坏的一个重要指标。煤作为动力燃料, 其发热量越高, 经济价值就越大。煤的发热量降低, 则同样的锅炉负荷的情况下, 实际燃料量增大, 引起炉膛出口温度升高, 而炉膛内单位辐射吸热却降低。同时, 输送煤粉所需的一次风量也相应增加, 导致煤粉细度相对变粗。当煤的发热量下降到一定程度时, 会使煤粉气流的着火延迟, 燃烧稳定性变差, 影响煤粉的燃尽, 而且可能导致锅炉灭火等严重事故的发生。

3 结语

近来年, 由电煤供应紧张、煤质多变而引发的锅炉燃烧问题日益严峻, 各发电企业应当制定相应的措施, 降低煤质变化给锅炉燃烧带来的不利影响, 确保锅炉设备的稳定经济运行。首先, 应加强混煤或配煤工作。要降低煤质变化对锅炉不良影响, 尽量选择与设计煤质相近的燃煤, 控制混煤的质量, 提高劣质煤的利用率。其次, 应加强煤质管理。锅炉运行人员要准确掌握入炉煤的煤质分析情况, 清晰入炉煤的工业分析数据, 如挥发分、发热量、灰分等相关数据, 以便及时调整并确保各参数在正常范围内运行。煤粉浓度是锅炉煤粉燃烧最为密切的控制参数, 通过燃烧调整试验确定锅炉一、二次风的配风方式, 根据煤质情况调整控制一次风速在合理的范围, 从而有利于煤粉燃烧。加大锅炉运行人员的现场巡检力度, 着重检查炉内煤粉燃烧情况, 及时掌握是否存在结渣或燃烧不稳现象。最后, 加强设备检修管理。加强与锅炉燃烧有关设备的检查维护, 当出现缺陷时及时消除, 保证设备工作正常。

参考文献

[1]沈桂男.煤质变化对锅炉运行经济性的影响[J].华东电力, 2005, (3) .

[2]李天光, 刘志超, 张传清.锅炉煤质变化应对措施探讨[J].山东电力技术, 2007, (2) .

[3]李亚军, 朱国琪.煤质变化对锅炉燃烧影响及其应对措施[J].宁夏电力, 2009, (6) .

[4]范玉勤.煤质变化对火电厂生产运行的影响[J].沿海企业与科技, 2008, (8) .