郝建江

(中國(guó)神華煤制油化工有限公司新疆煤化工分公司,新疆烏魯木齊 831404)

330MW機(jī)組鍋爐燃燒系統(tǒng)新技術(shù)的應(yīng)用

郝建江

(中國(guó)神華煤制油化工有限公司新疆煤化工分公司,新疆烏魯木齊 831404)

隨著我國(guó)電力工業(yè)的快速發(fā)展,300MW火力發(fā)電機(jī)組已成為電網(wǎng)中的主力機(jī)組,其運(yùn)行的質(zhì)量與穩(wěn)定性直接影響著整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性能。本文分析和總結(jié)了長(zhǎng)期困擾我國(guó)大型電站的鍋爐燃燒系統(tǒng)存在的問(wèn)題,并介紹了近年來(lái)發(fā)展和應(yīng)用的一些新技術(shù),對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)新技術(shù)的推廣應(yīng)用、優(yōu)化改造以及事故分析提供了一定的參考資料。

鍋爐 燃燒系統(tǒng) 技術(shù)

我國(guó)是能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾日趨尖銳，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)單位能耗所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)收入較低，提高能源使用效率，降低能源消耗是我國(guó)面臨的首要任務(wù)。

近年來(lái)，裝機(jī)容量在330MW以上的火力發(fā)電機(jī)組已在我國(guó)電力企業(yè)中得到普及運(yùn)營(yíng)。典型的300MW級(jí)機(jī)組本體部件已標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，有些機(jī)組在葉片的出口角度和高度方面有些差異。300MW級(jí)機(jī)組一般由高壓、中壓和低壓三個(gè)雙層缸組成，高、中壓缸分缸布置，通流部分反向布置。其主要技術(shù)參數(shù)有[1]：

額定功率 330MW 額定轉(zhuǎn)速 3000rpm 主蒸汽壓力16.75MPa

主蒸汽溫度 540℃ 主蒸汽流量 1180t/h

工業(yè)鍋爐年消耗煤炭已達(dá)我國(guó)煤炭總產(chǎn)量的33%以上，我國(guó)工業(yè)鍋爐普遍存在能耗過(guò)大、熱效率低、設(shè)備技術(shù)水平相對(duì)落后、運(yùn)營(yíng)管理不健全等問(wèn)題。

1 330MW機(jī)組鍋爐燃燒系統(tǒng)常見問(wèn)題

(1)層煤是我國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐的主要燃燒方式，然而我國(guó)燃煤供應(yīng)市場(chǎng)仍然是賣方市場(chǎng)，煤礦企業(yè)沒有根據(jù)煤質(zhì)量及粒度情況進(jìn)行加工分類就直接供應(yīng)原煤，造成煤質(zhì)多變，對(duì)工業(yè)鍋爐的運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，運(yùn)行調(diào)整困難，使燃煤得不到完全燃燒，熱效率下降。

(2)某些鍋爐制粉系統(tǒng)由于采用了雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)和靜態(tài)分離器，由于靜態(tài)分離器出口的一次風(fēng)管煤粉濃度的偏差，致使各燃燒器間的一次風(fēng)分配不均，鍋爐路爐膛內(nèi)產(chǎn)生較大的熱負(fù)荷和汽溫偏差，嚴(yán)重的甚至引起爆管、高溫腐蝕等事故。

(3)我國(guó)工業(yè)鍋爐的主體類型是層燃爐，水垢、煙垢、集灰、漏風(fēng)等環(huán)境因素常常影響鍋爐運(yùn)行中尾部受熱面，導(dǎo)致受熱面熱阻增大，傳熱效果降低，排煙溫度過(guò)高，排煙熱損失高于20%以上，爐膛燃燒狀況不穩(wěn)定，爐膛內(nèi)煙氣流動(dòng)紊亂，燃煤沒有充分燃燒，鍋爐實(shí)際運(yùn)行效率僅有設(shè)計(jì)效率的60%左右。

(4)一些鍋爐采用了低氮燃燒器，同時(shí)其二次風(fēng)噴口為小噴口，導(dǎo)致二次風(fēng)補(bǔ)不足，造成煤粉燃燒不完全，鍋爐運(yùn)行中受結(jié)焦、一次風(fēng)噴口燃燒器熱負(fù)荷偏高等問(wèn)題，嚴(yán)重影響鍋爐燃燒系統(tǒng)正常運(yùn)行。

(5)我國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐設(shè)備整體技術(shù)水平落后，大部分設(shè)備仍沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)節(jié)的功能，設(shè)備運(yùn)行智能化程度低，僅僅依靠司爐工的經(jīng)驗(yàn)和手工完成加煤、調(diào)風(fēng)、除渣、給水、排污等操作。一些設(shè)備主機(jī)與輔機(jī)不配套，燃燒與換熱、水處理、除塵脫硫，余熱回收和灰渣綜合利用等技術(shù)嚴(yán)重滯后。

2 330MW機(jī)組過(guò)濾燃燒系統(tǒng)應(yīng)用新技術(shù)

近年來(lái)，為了提高鍋爐燃燒熱效率，一些新爐型、新技術(shù)、新工藝不斷研發(fā)和推廣應(yīng)用，主要有以下幾個(gè)方面：

(1)等離子體點(diǎn)火技術(shù)的主要裝置是由線圈、陰極、陽(yáng)極等組成的等離子發(fā)生器和燃燒器，等離子體點(diǎn)火技術(shù)的基本原理是利用等離子體發(fā)生器產(chǎn)生電極接觸引弧，并通過(guò)強(qiáng)磁場(chǎng)控制，獲得穩(wěn)定功率的直流空氣等離子體，等離子體在燃燒器的中心燃燒筒中形成溫度極高，梯度極大的局部高溫區(qū)，使煤粉顆粒破裂粉碎后迅速燃燒吸收熱量并釋放出揮發(fā)物，加快煤粉的燃燒速度，從而提高煤粉的燃燒效率。[2]

(2)雙尺度燃燒技術(shù)一般采用新型低 NOX燃燒器與燃盡風(fēng)相配合的設(shè)計(jì)，通過(guò)在鍋爐內(nèi)組織合理燃燒實(shí)現(xiàn)高效燃燒，有效降低NOX排放量30%-60%左右，成本較為低廉，燃燒穩(wěn)定性較好，同時(shí)具有有效防止結(jié)焦以及高溫腐蝕的功能，目前已獲得較廣泛的應(yīng)用，取得了積極的效果。

(3)氣化小油槍系統(tǒng)主要由氣化小油槍、燃油系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)及高壓風(fēng)系統(tǒng)等組成，通過(guò)手動(dòng)或遠(yuǎn)程操作控制系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行控制。其原理是利用高速射流的壓縮空氣將燃料油擊碎霧化成超細(xì)油滴進(jìn)行燃燒，這些超細(xì)油滴能在極短的時(shí)間內(nèi)完成燃燒氣化，大大提高燃燒效率及火焰溫度，同時(shí)降低油耗，實(shí)現(xiàn)電站鍋爐啟動(dòng)、停止以及低負(fù)荷穩(wěn)燃。

(4)選擇性非催化還原法脫硝技術(shù)(SNCR)的基本原理是將氨氣或尿素等還原劑噴入鍋爐爐膛中，將煙氣中的 NOX還原為 N2、H2O和其它副產(chǎn)物。該技術(shù)具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、投資小等特點(diǎn)。

(5)鏈條鍋爐加煤粉復(fù)合燃燒技術(shù)[3]有機(jī)地結(jié)合了鏈條爐 排層燃和煤粉懸浮燃燒兩種不同的燃燒方式，這種復(fù)合燃燒方式具有煤種適應(yīng)性好、操作便捷、勞動(dòng)強(qiáng)度低、燃燒效率高度等優(yōu)點(diǎn)。

(6)煤氣化無(wú)煙燃燒技術(shù)綜合了煤氣發(fā)生爐和層燃鍋爐燃燒技術(shù)的特點(diǎn)，是一種新型的潔凈燃燒技術(shù)。該技術(shù)使煤的燃燒和氣化過(guò)程均在一個(gè)鍋爐爐膛內(nèi)進(jìn)行，并對(duì)在爐內(nèi)的飛灰采取強(qiáng)化分離燃燒等措施，可以有效的消除環(huán)境污染問(wèn)題。

(7)循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的原理是采用各種工農(nóng)業(yè)廢棄物、化石以及各種生物質(zhì)燃料在流化狀態(tài)下燃燒，由于各種細(xì)小的顆粒均在燃燒室上部燃燒，沒有燃盡的各種細(xì)小顆粒被吹出并通過(guò)設(shè)置在燃燒室的上部設(shè)置分離器進(jìn)行收集后送回爐膛內(nèi)循環(huán)燃燒，該技術(shù)具有適應(yīng)性強(qiáng)、灰渣可再利用、燃燒效率高、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，但燃燒鍋爐結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，300MW機(jī)組鍋爐燃燒系統(tǒng)新技術(shù)使用時(shí)，能較大幅度地減少煤炭或其他燃料的消耗，提高了燃燒效率。各電力企業(yè)要結(jié)合自身實(shí)際需要，鍋爐的實(shí)際狀況及煤質(zhì)的特點(diǎn)，選用適合企業(yè)自身發(fā)展的新技術(shù)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

[1]樊泉桂,魏鐵錚,王軍.火電廠鍋爐設(shè)備及運(yùn)行.中國(guó)電力出版社, 2001.

[2]吳必科,曹宇飛.等離子點(diǎn)火技術(shù)在直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐上的應(yīng)用[J].鍋爐技術(shù),2004,35(4):43～46.

[3]姜少軍,孫慶斌.應(yīng)用復(fù)合燃燒技術(shù)改造鏈條鍋爐.鍋爐制造,2004.08(3).

郝建江(1983—),男,新疆烏魯木齊人,工學(xué)學(xué)士,電廠值長(zhǎng),主要從事電廠集控運(yùn)行專業(yè)。