燃用準(zhǔn)東煤鍋爐設(shè)計優(yōu)化建議

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1、第37卷第6期華電技術(shù)V01．37No．62015年6月HuadianTechnologyJun．2015燃用準(zhǔn)東煤鍋爐設(shè)計優(yōu)化建議李鵬，曾琦，李東本(新疆新特能源股份有限公司自備熱電廠，烏魯木齊830011)摘要：準(zhǔn)東煤具有易沾污、易結(jié)焦特性，嚴(yán)重威脅鍋爐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。對鍋爐設(shè)計尺寸、二次風(fēng)口布置方式、燃燒器形式以及熱力參數(shù)等方面進(jìn)行防結(jié)焦特性分析，提出了燃用準(zhǔn)東煤鍋爐的設(shè)計優(yōu)化建議，為今后燃用準(zhǔn)東煤鍋爐的選型、改造提供參考。關(guān)鍵詞：準(zhǔn)東煤；鍋爐；結(jié)焦；優(yōu)化中圖分類號：TK229．6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：1674—1951(2015)06—0069—030~1-'-內(nèi)焦塊進(jìn)

2、行觀察，與上述過程基本_致。2鍋爐概況準(zhǔn)東煤田是國家確定的第14個能源基地(新疆維吾爾自治區(qū))的重要組成部分。煤炭資源預(yù)測該電廠鍋爐為HG一1176／25．4一HM2型一次中儲量3900億t，占全疆儲量(2．19萬億t)的間再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、Ⅱ型、緊身封閉17．8％、全國儲量(5．56萬億t)的7％。目前，已探布置鍋爐。直吹式制粉系統(tǒng)配6臺MPS160HP—II型明煤炭資源儲量2136億t。準(zhǔn)東煤具有揮發(fā)分高、磨煤機(jī)，5臺運(yùn)行1臺備用。鍋爐采用四角切圓燃燒熱值高、灰熔點(diǎn)低、易結(jié)焦等特性，新疆地區(qū)電廠燃方式，每臺磨煤機(jī)供1層的4只噴燃器，燃盡風(fēng)布置用準(zhǔn)東煤后普遍出現(xiàn)爐

3、膛結(jié)焦、受熱面沾污、對流換在主燃燒器區(qū)上方。設(shè)計煤種為準(zhǔn)東五彩灣地區(qū)天熱面積灰等現(xiàn)象。池能源南露天礦煤。鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量(BMCR)某電廠設(shè)計煤種為準(zhǔn)東煤，投產(chǎn)后多次出現(xiàn)爐工況下鍋爐主要設(shè)計參數(shù)見表1。膛結(jié)焦、受熱面沾污等情況，限制了準(zhǔn)東煤的大量使表1BMCR工況下鍋爐主要設(shè)計參數(shù)用。通過一年的努力，該電廠準(zhǔn)東煤摻燒比例已達(dá)80％，并將結(jié)焦、沾污、積灰控制在安全范圍內(nèi)。鍋爐結(jié)焦一方面是煤質(zhì)的原因，更重要的是應(yīng)從鍋爐設(shè)計角度人手不斷進(jìn)行優(yōu)化，從根本上進(jìn)行防準(zhǔn)東煤結(jié)焦設(shè)計。1準(zhǔn)東煤的主要特性準(zhǔn)東煤的顯著特點(diǎn)是煤灰中堿金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，堿金屬氧化物NaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(以灰分計)總體都在2

4、％以上(為方便對比堿金屬氧化物含量，通常將煤中各種鈉鹽折算成Na0，總體按NaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)給出)。Na等堿金屬元素熔點(diǎn)非常低，達(dá)到一定溫度就會蒸發(fā)，氣態(tài)的堿金屬遇到溫度較低的水冷壁后放熱凝結(jié)在水冷壁表面，在水冷壁表面局部形成了一層堿金屬氧化物附著層。剛形成的附著層具有一定的黏性，爐內(nèi)未燃盡的煤粉和飛灰很容易黏附在上面；第2層黏附層達(dá)到一定厚度后，最里面的堿金屬氧化物會不斷從里向外析出，繼續(xù)黏附新的煤粉和飛灰，最終形成較厚的焦塊。大修時對爐收稿日期：2014—06—26；修回日期：2015—05—14·70·華電技術(shù)第37卷足，導(dǎo)致噴燃器得不到充分冷卻。3設(shè)計優(yōu)化建議3．4二次風(fēng)優(yōu)化查

5、閱鍋爐設(shè)計說明書及相關(guān)設(shè)計資料，通過對增加二次風(fēng)噴口。該電廠鍋爐1，2，3，4比同類型鍋爐，結(jié)合運(yùn)行和大修中發(fā)現(xiàn)的問題，按照角的燃燒器共布置15層噴口，其中一次風(fēng)噴口6各系統(tǒng)特點(diǎn)提出以下幾方面建議。層，二次風(fēng)噴口9層。在A，B層和D，E層一次風(fēng)噴3．1爐膛熱力參數(shù)優(yōu)化口中間布置了2個二次風(fēng)噴口，這樣布置的目的是燃燒易結(jié)焦的準(zhǔn)東煤時，選取較低的容積熱負(fù)在煤粉中間增加二次風(fēng)，使煤粉燃燒氧量增加，有利荷、斷面熱負(fù)荷可以有效降低爐內(nèi)平均溫度，有利于于煤粉充分燃盡且增加了低負(fù)荷時燃燒的穩(wěn)定性。控制結(jié)焦。準(zhǔn)東煤揮發(fā)分較高，比較容易實(shí)現(xiàn)最低停爐后觀察各個噴燃器口的損壞情況以及爐內(nèi)結(jié)焦穩(wěn)燃負(fù)荷，可

6、以在已有基礎(chǔ)上適當(dāng)再減少容積熱負(fù)情況，可以判斷燃燒過程中EF層以及FF層二次風(fēng)荷和斷面熱負(fù)荷，從根本上降低爐內(nèi)溫度。噴口可以再適當(dāng)增加1組，以保證主燃燒區(qū)上部充3．2爐膛尺寸優(yōu)化分燃盡。(1)該電廠鍋爐為正方形爐膛，寬、深均為3．5SOFA風(fēng)布置優(yōu)化14627mm，這種正方形爐膛為爐內(nèi)各層四角切圓提為實(shí)現(xiàn)充分燃盡，可以增加分離燃盡風(fēng)(SO．供了足夠空間，并且燃燒器出口四周的補(bǔ)氣條件相FA)與最上層噴燃器的距離，并且增大4層燃盡風(fēng)同，有利于減少火焰偏斜并可防止燃燒器區(qū)域結(jié)焦。的間距。正方形爐膛比長方形爐膛容易建立對稱的空氣動力3．6爐內(nèi)溫度監(jiān)視優(yōu)化場，避免了氣流偏斜沖刷水冷壁，同時減

7、少了煤粉沖爐膛出口煙溫反映了爐膛內(nèi)燃燒情況，將出口刷水冷壁造成結(jié)焦的可能性。因此，寬深相同的鍋煙溫控制在灰熔點(diǎn)以下，可以減少結(jié)焦的發(fā)生，爐膛爐更有優(yōu)勢。出口煙溫監(jiān)視是運(yùn)行人員預(yù)防和控制準(zhǔn)東煤結(jié)焦的(2)增加爐膛高度，增大最上層噴燃器口中心有效手段。傳統(tǒng)的鍋爐設(shè)計中，只在爐膛出口的左到分隔屏底部距離。表1中鍋爐最上層噴燃器中心墻或右墻設(shè)置一個正常運(yùn)行時的溫度測點(diǎn)，四角切至屏底的距離為20．20Ill，最下層噴燃器口至冷灰斗圓形式的煤粉爐在燃燒過程中可能發(fā)生火焰偏斜，拐點(diǎn)