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        岱海電廠低氮燃燒器改造鍋爐燃燒調(diào)整分析

        2016-11-24 16:15:40馬曉君朱小東王學(xué)敏
        山東工業(yè)技術(shù) 2016年21期
        關(guān)鍵詞:煙氣

        姜 偉,馬曉君,朱小東,王學(xué)敏

        (1.內(nèi)蒙古岱海發(fā)電有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 涼城 013700; 2.內(nèi)蒙古京能盛樂熱電有限公司,內(nèi)蒙古 和林格爾 011500)

        岱海電廠低氮燃燒器改造鍋爐燃燒調(diào)整分析

        姜偉1,馬曉君2,朱小東1,王學(xué)敏1

        (1.內(nèi)蒙古岱海發(fā)電有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 涼城 013700; 2.內(nèi)蒙古京能盛樂熱電有限公司,內(nèi)蒙古 和林格爾 011500)

        文章介紹了岱海電廠600MW機(jī)組低氮燃燒器改造后,爐膛溫度、主再熱蒸汽溫度、受熱面壁溫等幾個(gè)方面參數(shù)的變化趨勢(shì),以及對(duì)燃燒調(diào)整產(chǎn)生的影響。

        低氮燃燒器;爐膛;煙溫;汽壁溫

        0 引言

        岱海電廠三號(hào)爐為上海鍋爐廠生產(chǎn)的亞臨界、四角切圓汽包爐,經(jīng)過低氮燃燒器改造之后,爐內(nèi)燃燒特性有了很大改變。在不同負(fù)荷段、不同制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式下,鍋爐的燃燒調(diào)整方法也需要進(jìn)行優(yōu)化,改進(jìn)。本文通過介紹燃燒器改造之后爐膛內(nèi)溫度情況、汽壁溫分析對(duì)比,提出鍋爐工況變化時(shí)的燃燒調(diào)整手段及運(yùn)行調(diào)整注意事項(xiàng)。

        1 燃燒器改造前后鍋爐爐膛溫度變化情況

        通過數(shù)據(jù)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)燃燒器改造后爐膛溫度總的趨勢(shì)是,隨著負(fù)荷升高而升高。同一負(fù)荷下,爐膛溫度沿爐膛高度方向上的變化趨勢(shì)是:升高→稍下降→繼續(xù)升至最高→下降。其中升高至第一個(gè)高點(diǎn)的爐膛高度大概在22—27米之間,爐膛溫度最高點(diǎn)在36米左右。

        相同負(fù)荷,相同制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式下,燃燒器改造之后,尾部煙道區(qū)域各點(diǎn)煙溫均比改造前降低。

        在燃燒器改造之后的低負(fù)荷段(<400MW),煙道內(nèi)左右側(cè)煙溫差減??;燃燒器改造之后的中、高負(fù)荷段(>400MW),煙道內(nèi)左右側(cè)煙溫差變大。

        2 燃燒器改造前后汽、壁溫分析

        燃燒器改造之后,分段燃燒方式的改變與原受熱面設(shè)計(jì)工況不匹配。在增減負(fù)荷時(shí),火焰中心位置變化較為明顯,爐膛兩側(cè)煙溫差、煙氣流量分布改變,從而影響到輻射受熱面、對(duì)流換熱面吸熱變化,這一點(diǎn)從汽壁溫變化、減溫水量的變化上表現(xiàn)較為突出。

        (1)各負(fù)荷段受熱面超溫比較。在低負(fù)荷段,受熱面由于蒸汽流量低,蒸汽流量分配不均勻,煙氣流量及煙氣溫度偏差大,導(dǎo)致受熱面更容易超溫;高負(fù)荷段,蒸汽流量大,受熱面管壁內(nèi)的蒸汽流量分配不均勻情況得以緩解,受熱面管壁冷卻條件得到改善,受熱面超溫幅度降低。但總體來說,燃燒器改造之后,受熱面更容易超溫;并且同一工況下,壁溫最大值和最小值的差值增大,說明燃燒器改造之后,煙氣存在偏斜,局部受熱面管壁存在過熱情況。

        低溫過熱器超溫嚴(yán)重,屏式過熱器超溫情況略有增加,末級(jí)過熱器、再熱器超溫情況與改造前基本一致。

        此次燃燒器改造之后,低溫過熱器超溫情況最為嚴(yán)重,相比停機(jī)前,低溫過熱器超溫幅值大大增加。屏式過熱器超溫情況略有增加,是因?yàn)樵谶\(yùn)行中負(fù)荷變化時(shí)候,底部主燃燒區(qū)域可能出現(xiàn)缺氧燃燒情況,控制不及時(shí),會(huì)使火焰中心快速上移,大量煤粉在SOFA燃盡風(fēng)區(qū)域集中高強(qiáng)度燃燒,使?fàn)t膛出口煙氣溫度相應(yīng)升高,造成爐膛出口的屏式過熱器管壁溫度快速升高。

        (2)減溫水量增大,過、再熱蒸汽溫度有所降低;再熱蒸汽左右側(cè)蒸汽溫差減小,低負(fù)荷階段再熱蒸汽溫度略有升高。

        由于爐內(nèi)燃燒器改造,火焰中心升高,爐膛出口煙溫升高,輻射式和對(duì)流式過熱器吸熱量的增加,所以汽溫將升高。但在實(shí)際中除了低負(fù)荷階段,再熱蒸汽溫度較改造前升高之外,其余負(fù)荷段蒸汽溫度均有所降低。其原因?yàn)椋喝紵鞲脑熘螅瑺t內(nèi)燃燒工況發(fā)生改變,原有受熱面的布置及數(shù)量偏離了原有設(shè)計(jì),部分受熱面管壁內(nèi)部蒸汽流量減??;加之受熱面管壁外的煙氣流量、偏向改變,為了避免某些管壁超溫加重,減溫水流量大大增加,汽溫整體水平被拉低。

        3 燃燒工況調(diào)整手段

        三號(hào)爐低氮燃燒器的設(shè)計(jì)原理是鍋爐燃料和一次風(fēng)快速混合,在進(jìn)入一次燃燒區(qū)形成富燃料混合物,增加SOFA層數(shù)后,由于爐膛底部缺氧,只是部分燃料進(jìn)行燃燒,燃料在貧氧和火焰溫度較低的一次火焰區(qū)內(nèi)析出揮發(fā)分,因此減少了NOx的生成。但是也存在汽壁溫超溫的可能。

        三號(hào)機(jī)組大修后,首次升負(fù)荷至600MW過程中,上部SOFA風(fēng)全開,造成主燃燒區(qū)域缺氧燃燒情況,導(dǎo)致火焰中心快速上移,大量煤粉在SOFA燃燼風(fēng)區(qū)域集中高強(qiáng)度燃燒,煤粉推遲著火,煤量過調(diào)大,使?fàn)t膛出口煙氣溫度迅速升高,主汽壓力波動(dòng),造成屏式受熱面管壁溫度快速升高超溫,主汽壓力超壓,汽包水位波動(dòng)。

        所以燃燒器改造后,在升負(fù)荷階段,特別是高負(fù)荷階段,一定要首先增加總風(fēng)量,開大主燃燒區(qū)域二次風(fēng)門,保證主燃燒器區(qū)域有足夠風(fēng)量,當(dāng)負(fù)荷基本穩(wěn)定之后,逐步開大SOFA二次風(fēng),降低氮氧化物排放。

        通過調(diào)整爐膛各層二次風(fēng)門的開度,可以改變爐膛火焰中心的位置,可以改變輻射和對(duì)流吸熱比例,從而起到調(diào)整主汽參數(shù)的目的。由于高、低溫再熱器主要是對(duì)流換熱,當(dāng)開大上層二次風(fēng)擋板,關(guān)小下層二次風(fēng)擋板,火焰中心區(qū)域升高,爐內(nèi)輻射吸熱量減少,爐膛出口煙溫升高,對(duì)流換熱加強(qiáng),使再熱汽溫升高。

        二次風(fēng)量的大小直接影響到爐膛燃燒的好壞,在一定負(fù)荷下如增加二次風(fēng),爐膛充滿度好,熱負(fù)荷均勻,但加風(fēng)后增加了對(duì)流換熱,使得主、再熱器的汽溫、壁溫會(huì)有整體的提高。這過程有約3分鐘的滯后性,故調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)做好提前量。

        4 結(jié)束語

        三號(hào)爐改造后盡量燃用灰分小、水分小、揮發(fā)分較高、熱值較高的煙煤。如果燃用差煤時(shí),應(yīng)該盡量在底層磨燃用差煤,并且配風(fēng)方式最好采取均勻配風(fēng)方式,同時(shí)保證鍋爐足夠的過量空氣系數(shù)。

        優(yōu)化制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式,盡量采取下層制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式。

        在保證爐膛出口NOx不超限值的情況下,適當(dāng)關(guān)小上層SOFA風(fēng)。

        加強(qiáng)爐膛水冷壁區(qū)域的吹灰頻次,減少低過區(qū)域的吹灰頻次,改變受熱面的吸熱比例。

        輔以主燃燒擺角、SOFA風(fēng)擺角參與調(diào)解壁溫。

        煤粉細(xì)度要求更細(xì),磨煤機(jī)分離器擋板關(guān)小,磨煤機(jī)出入口差壓增大,磨煤機(jī)帶負(fù)荷能力下降,更容易堵煤。

        燃燒器改造之后,主燃燒區(qū)域二次風(fēng)門、主燃燒器擺角作用效果相對(duì)減小。升負(fù)荷時(shí)主蒸汽更容易超壓,高負(fù)荷時(shí)候一定要提前進(jìn)行控制。

        [1] 上海鍋爐廠.燃燒設(shè)備說明書[S].

        10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.046

        姜偉(1981-),男,內(nèi)蒙人,學(xué)士,中級(jí)工程師,主要從事火電廠運(yùn)行工作。

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