康艷昌+黃天琪
摘 要:針對(duì)某廠600MW前后墻對(duì)沖燃燒燃煤直流鍋爐因煙溫偏差大,造成鍋爐受熱面壁溫壁溫偏差較大甚至受熱面超溫的情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,通過(guò)運(yùn)行手段調(diào)整煙溫偏差,對(duì)制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、二次風(fēng)箱配風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,徹底解決鍋爐內(nèi)部的燃燒問(wèn)題,減小煙溫偏差的同時(shí),優(yōu)化鍋爐燃燒工況,為同類型燃煤鍋爐煙溫偏差大的優(yōu)化調(diào)整提供借鑒。
關(guān)鍵詞:直流鍋爐;對(duì)沖燃燒;氧量;制粉系統(tǒng);燃燒;煙溫偏差
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.041
0 引言
某電廠600MW直流鍋爐為東方鍋爐集團(tuán)有限公司制造的DG1913
/25.4-II3型鍋爐,為超臨界直流爐、前后墻對(duì)沖燃燒、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、露天布置、全鋼構(gòu)架、全懸吊“”型結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)煤種為淮南煤礦煙煤。6套制粉系統(tǒng)采用冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng),配置6臺(tái)ZGM113G型中速磨煤機(jī),24只HT-NR3型低NOx旋流燃燒器分三層布置在爐膛前后墻上。在最上層燃燒器上方布置一排燃燼風(fēng)口(OFA),減少NOx的生成。
該廠自投產(chǎn)以來(lái),鍋爐尾部煙道始終存在約50℃的煙溫偏差,氧量偏差也非常大,在變工況過(guò)程中,過(guò)熱器和再熱器中間區(qū)域頻繁超溫,影響鍋爐受熱面的安全運(yùn)行和鍋爐燃燒效率。煙溫偏差的根本原因在于煙氣殘余旋轉(zhuǎn)的影響,這也是近年來(lái)經(jīng)過(guò)研究總結(jié)得出的公認(rèn)看法[1-3]。雖該廠進(jìn)行制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)和二次風(fēng)箱配風(fēng)優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn),以減少煙氣殘余旋轉(zhuǎn),降低鍋爐尾部煙道煙溫偏差,解決鍋爐受熱面超溫問(wèn)題。
1 試驗(yàn)內(nèi)容
制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)主要是在以往制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化的基礎(chǔ)上,測(cè)量調(diào)整磨煤機(jī)出口風(fēng)速,進(jìn)行變煤量、變加載力和變折向擋板開(kāi)度下煤粉細(xì)度的變化,總結(jié)出磨煤機(jī)折向擋板、給煤量、加載力之間的最佳搭配關(guān)系,使磨煤機(jī)在不同工況下都能滿足R90在試驗(yàn)要求范圍內(nèi),縮短煤粉進(jìn)入爐膛后的燃燒時(shí)間,降低爐膛火焰高度[4-6]。
燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)主要進(jìn)行燃燒器內(nèi)二次風(fēng)、外二次風(fēng)、中心風(fēng)量調(diào)整共3個(gè)小項(xiàng)的試驗(yàn)內(nèi)容,調(diào)整所有燃燒器煤粉濃度均衡和風(fēng)量均衡,減少尾部煙道煙氣流量偏差,最終達(dá)到尾部煙道兩側(cè)煙氣參數(shù)基本一致。
二次風(fēng)箱配風(fēng)優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)主要通過(guò)優(yōu)化二次風(fēng)箱擋板的開(kāi)度,降低爐膛火焰高度和過(guò)熱器區(qū)域的爐膛煙溫,降低各過(guò)熱器受熱面的壁溫。
1.1 制粉系統(tǒng)優(yōu)化試驗(yàn)
1.1.1 磨煤機(jī)出口一次風(fēng)速調(diào)平
通過(guò)測(cè)量每個(gè)煤粉管的動(dòng)壓和靜壓,計(jì)算粉管的出口風(fēng)速,并根據(jù)風(fēng)速偏差調(diào)整縮孔開(kāi)度,保證每臺(tái)磨煤機(jī)四個(gè)煤粉管出口風(fēng)速在20-25m/s。
1.1.2 磨煤機(jī)折向擋板與煤粉細(xì)度試驗(yàn)
為了掌握各臺(tái)磨煤機(jī)分離器折向擋板特性,獲得分離器折向擋板對(duì)煤粉細(xì)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系,試驗(yàn)將各臺(tái)磨煤機(jī)出力調(diào)整至鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行出力,磨煤機(jī)出口一次風(fēng)速控制在20-25m/s之間,調(diào)整試驗(yàn)?zāi)ッ簷C(jī)折向擋板至40%、45%、50%共3個(gè)開(kāi)度條件下進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,在機(jī)組滿負(fù)荷磨煤機(jī)給煤量50t/h時(shí),折向擋板開(kāi)度變化后,磨煤機(jī)分離器調(diào)節(jié)特性線性度良好,能夠有效對(duì)煤粉細(xì)度進(jìn)行調(diào)整,隨著分離器開(kāi)度的逐漸提高,煤粉細(xì)度基本可以達(dá)到R90:15-20的試驗(yàn)要求。通過(guò)磨煤機(jī)折向擋板開(kāi)度的優(yōu)化調(diào)整,六臺(tái)磨煤機(jī)分離器折向擋板均調(diào)整至50%,C磨煤機(jī)開(kāi)大至55%。
1.1.3 磨煤機(jī)出力與細(xì)度的試驗(yàn)
為了掌握各臺(tái)磨煤機(jī)的出力與煤粉細(xì)度的關(guān)系特性,試驗(yàn)在磨煤機(jī)折向擋板開(kāi)度50%的基礎(chǔ)上,保證磨煤機(jī)出口風(fēng)速在20-25m/s之間,調(diào)整磨煤機(jī)出力分別為40t/h、45t/h、50t/h、55t/h共4個(gè)不同出力條件下進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。
試驗(yàn)結(jié)果表明,在保證煤種基本穩(wěn)定的情況下,分離器開(kāi)度不變時(shí),隨著磨煤機(jī)出力的增加,加載力自動(dòng)跟蹤煤量的變化而變化,不同給煤機(jī)出力時(shí),磨煤機(jī)煤粉細(xì)度隨磨煤機(jī)出力的變化幅度不大,基本可以滿足R90 在15至20之間,說(shuō)明磨煤機(jī)加載力正常,未繼續(xù)對(duì)磨煤機(jī)加載力的偏差進(jìn)行調(diào)整。
1.2 燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整
1.2.1 對(duì)單個(gè)燃燒器三次風(fēng)門(mén)進(jìn)行調(diào)整標(biāo)定
根據(jù)鍋爐A側(cè)煙溫高于B側(cè)煙溫的情況,對(duì)A側(cè)對(duì)應(yīng)的每層#1、#2燃燒器三次風(fēng)門(mén)逐一逐一由50%增大至80%,增大該區(qū)域的燃燒器旋流強(qiáng)度,提高燃燒器入口處的爐膛煙溫,縮短煤粉進(jìn)入爐膛后的著火時(shí)間,降低爐膛A側(cè)火焰高度,#3、#4燃燒器三次風(fēng)門(mén)開(kāi)度保持50%不變。
1.2.2 對(duì)單個(gè)燃燒器二次風(fēng)門(mén)全開(kāi)位置進(jìn)行重新標(biāo)定
燃燒器內(nèi)二次風(fēng)是環(huán)形配風(fēng),內(nèi)二次風(fēng)與一次風(fēng)之和約占總風(fēng)量的40%,為確保內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)門(mén)不因卡澀、漂移造成燃燒器區(qū)域風(fēng)量降低導(dǎo)致缺氧燃燒,對(duì)所有燃燒器的內(nèi)二次風(fēng)門(mén)遠(yuǎn)方與就地、機(jī)械指示與電動(dòng)指示、外部開(kāi)度與內(nèi)部開(kāi)度進(jìn)行了逐一對(duì)應(yīng),并全部調(diào)整至全開(kāi)位置,保證了所有燃燒器二次風(fēng)量的正常和均勻。
1.2.3 對(duì)燃燼風(fēng)內(nèi)外、二次風(fēng)門(mén)、中心風(fēng)、調(diào)風(fēng)器調(diào)整優(yōu)化
燃燼風(fēng)中心風(fēng)為直流二次風(fēng),內(nèi)外二次風(fēng)均為旋流風(fēng),風(fēng)門(mén)位置位于最上層燃燒器上部,作用是燃盡未燃燒完全的煤粉及消除爐膛出口煙氣擾動(dòng),改變?nèi)紶a風(fēng)噴口風(fēng)門(mén)擋板開(kāi)度可以改變?nèi)紶a風(fēng)量和旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度,同時(shí)燃燼風(fēng)門(mén)開(kāi)度過(guò)大會(huì)造成主燃燒器區(qū)域缺氧燃燒,增加爐膛火焰高度,不利于鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性。調(diào)整后開(kāi)度如表3。
1.3 二次風(fēng)箱擋板開(kāi)度優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)
優(yōu)化調(diào)整前,下層、中層、上層二次風(fēng)箱擋板開(kāi)度均為50%,燃燼風(fēng)二次風(fēng)箱開(kāi)度為10%,為研究二次風(fēng)箱擋板開(kāi)度對(duì)屏式過(guò)熱器和高溫過(guò)熱器壁溫的影響,將三層燃燒器二次風(fēng)箱擋板開(kāi)度由50%開(kāi)大至70%,燃燼風(fēng)二次風(fēng)箱開(kāi)度保持不變。endprint
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看二次風(fēng)箱擋板開(kāi)度調(diào)整后,屏式過(guò)熱器的壁溫最高值由630℃降至610℃,高溫過(guò)熱器的壁溫最高值由625℃降至610℃,下層、中層、上層二次風(fēng)箱擋板開(kāi)度增加后,增加了爐膛主燃燒區(qū)域的氧量,縮短了煤粉在爐膛內(nèi)的燃燒時(shí)間,降低了爐膛火焰高度和爐膛溫度,對(duì)屏式過(guò)熱器和高溫過(guò)熱器的壁溫有一定改善。
2 試驗(yàn)分析
2.1 調(diào)整后鍋爐尾部煙道氧量和CO分布情況
調(diào)整后的氧量及CO沿?zé)煹缹挾确较蛎黠@降低,A/B兩側(cè)氧量平均值為2.83%,其中最外側(cè)最外側(cè)比中間側(cè)偏低,整體氧量相對(duì)比較平均,說(shuō)明燃燒器風(fēng)門(mén)擋板調(diào)整后,鍋爐配風(fēng)和鍋爐燃燒無(wú)明顯偏斜現(xiàn)象;外側(cè)CO仍有小幅波動(dòng),最大300ppm左右,平均CO為90.3ppm,整體CO平均水平較低,說(shuō)明鍋爐燃燒狀況有明顯好轉(zhuǎn)。
2.2 調(diào)整后鍋爐尾部煙道煙溫情況
通過(guò)對(duì)制粉系統(tǒng)的折向擋板、出力、加載力進(jìn)行試驗(yàn),對(duì)各燃燒器的配風(fēng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,鍋爐尾部煙道的氧量差逐漸縮小,C0含量雖然仍有波動(dòng),但是整體下降明顯,各負(fù)荷工況下的煙溫偏差基本上可以控制在30℃以內(nèi)。尤其是受熱面的壁溫超溫現(xiàn)象幾乎消除,主再熱汽溫實(shí)現(xiàn)額定參數(shù)的壓紅線運(yùn)行,機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性顯著改善。
3 優(yōu)化結(jié)論
通過(guò)優(yōu)化調(diào)整,磨煤機(jī)出口風(fēng)速20-25m/s,煤粉細(xì)度可以達(dá)到R90:15-20,A、B側(cè)氧量基本可以調(diào)平,沿?zé)煹缹挾确较駽O整體平均水平明顯下降,由約400ppm降低至90.3ppm,最大的煙道外側(cè)值由1500ppm降低至300ppm以下,高過(guò)、高再壁溫兩側(cè)偏差減小,蒸汽參數(shù)可以達(dá)到額定值。
參考文獻(xiàn):
[1]趙洪宇,羅志浩等.600MW超臨界直流鍋爐汽溫偏差的分析和改進(jìn)[J].浙江電力,2010(03).
[2]曾漢才,魯學(xué)農(nóng).大型鍋爐水平煙道左右兩側(cè)煙溫偏差問(wèn)題研究[J].電站系統(tǒng)工程,1996,12(03):4-8.
[3]周謨鐵.前后墻對(duì)沖燃燒鍋爐優(yōu)化試驗(yàn)方法探討[J].電力與電工,2010(09).
[4]文大綴,熊偉等.600MW燃煤鍋爐降低飛灰含碳量的燃燒調(diào)整試驗(yàn)研究[J].鍋爐技術(shù),2016(01).
[5]高小濤.降低600MW機(jī)組鍋爐爐膛出口煙溫偏差的試驗(yàn)研究[J].中國(guó)電力,2002(08).
[6]鄭曉康.北侖電廠1號(hào)爐爐膛出口煙溫偏差及再熱蒸汽溫度偏低的試驗(yàn)研究[D].杭州:浙江大學(xué),1995.
作者簡(jiǎn)介:康艷昌(1984-),男,山東青州人,工程師,主要從事火電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化分析和技術(shù)監(jiān)督工作。endprint