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生物質(zhì)鍋爐新聞動態(tài)
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600MW超臨界W型火焰無煙煤鍋爐分級風(fēng)管燒紅原因及對策
發(fā)布時間:2013-10-24 08:59 來源:未知
0、引言
大唐華銀金竹山火力發(fā)電有限公司(簡稱“金竹山電廠”)二期擴(kuò)建工程lx600MW3號機(jī)組鍋爐系北京巴威公司生產(chǎn)的世界上首臺600 MW超臨界W型火焰鍋爐,其型號為B&WB-1900/25.4-M,一次再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、單爐膛、W型火焰燃燒、丌型布置,利用擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫,懸吊結(jié)構(gòu),露天布置,設(shè)計燃用金竹山劣質(zhì)低揮發(fā)份無煙煤。
3號機(jī)組于2009年5月23日鍋爐首次點火吹管,2009年6月17日進(jìn)入整套啟動試運(yùn),6月20日首次并網(wǎng),6月23日首次帶至滿負(fù)荷網(wǎng).7月4日順利通過168 h試運(yùn)。
機(jī)組在試運(yùn)中存在分級風(fēng)管和冷灰斗護(hù)板燒紅的現(xiàn)象,影響了鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。需要指出的是該類型鍋爐在燃用無煙煤時無論是300 MW鍋爐還是600MW鍋爐,都容易出現(xiàn)分級風(fēng)管燒紅的現(xiàn)象,如何防止或減緩600 MW超臨界機(jī)組W火焰鍋爐分級風(fēng)管燒紅等問題,是生產(chǎn)中急需解決的課題。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐,生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料,同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1、鍋爐燃燒系統(tǒng)及設(shè)備
鍋爐燃燒系統(tǒng)主要由24只濃縮型EI-XCL雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器、24只乏氣噴口、48分級風(fēng)噴口、燃燒器二次風(fēng)和分級風(fēng)風(fēng)箱等組成,燃燒器錯列布置在爐膛前后拱上.其結(jié)構(gòu)見圖l。在燃燒器調(diào)風(fēng)器入口設(shè)有二次風(fēng)調(diào)風(fēng)套筒.調(diào)整調(diào)風(fēng)套筒的開度可以控制進(jìn)入單個燃燒器的二次風(fēng)量?刂普{(diào)風(fēng)盤位置可改變內(nèi)外二次風(fēng)風(fēng)量比例。
在下爐膛前后墻位置布置分級風(fēng),采用風(fēng)墻的形式引入爐膛,形成了水冷壁四周的富氧氣氛。分級風(fēng)的控制與燃燒器的投入和停運(yùn)相關(guān)聯(lián)。實現(xiàn)分級燃燒,既可有效地抑制NO.的生成,也能防止水冷壁的結(jié)焦。
制粉系統(tǒng)采用雙進(jìn)雙出鋼球磨冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹系統(tǒng),配6臺磨煤機(jī)。
2、分級風(fēng)管燒紅情況及已采取的措施
2.1 分級風(fēng)管燒紅情況
鍋爐帶高負(fù)荷試運(yùn)中,出現(xiàn)分級風(fēng)管燒紅,具體現(xiàn)象如下。
分級風(fēng)噴口前約0.5 m長風(fēng)管燒紅,用紅外測溫儀測量管子壁溫達(dá)800~900℃。以6月23日為例,發(fā)現(xiàn)分級風(fēng)管燒紅現(xiàn)象,前墻有燒紅的,后墻有9個燒紅,外護(hù)板變色,測量C3、B3、F2、A2等分級風(fēng)管處溫度約600℃,測量分級風(fēng)管處爐膛煙溫約800℃;調(diào)整分級風(fēng)量后,前墻已不紅,后墻中間幾個仍較紅,未投運(yùn)的燃燒器對應(yīng)的分級風(fēng)管也有燒紅的,后墻比前墻嚴(yán)重一些。爐膛溫度實測為1500-1600℃。冷灰斗護(hù)板燒紅。鍋爐燃用無煙煤。
分級風(fēng)管噴口處管道材質(zhì)為lCr20Ni14Si2.作為非受壓件最高使用溫度為1 050℃,因此運(yùn)行中必須控制分級管噴口燒紅,防止其燒熔和冷灰斗護(hù)板燒紅。
2.2防止分級風(fēng)管噴口燒紅采取的措施
北京巴威公司設(shè)計制造的W火焰鍋爐在湖南耒陽電廠300 MW亞臨界鍋爐、貴州黔北電廠300 MW亞臨界鍋爐、云南滇東電廠600 MW亞臨界鍋爐、華潤電力湖南公司(簡稱“鯉魚江電廠”)600 MW亞臨界鍋爐等也存在分級風(fēng)管燒紅現(xiàn)象,且鍋爐均燃用無煙煤。
鯉魚江電廠600 MW亞臨界鍋爐為減輕分級風(fēng)管噴口燒紅,在云南滇東電廠600 MW亞臨界鍋爐燃燒系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上已做了如下改進(jìn)。
(1)分級風(fēng)管噴口中心離燃燒器噴口中心位置間距增加了520 mm;
(2)分級風(fēng)管噴口中心離衛(wèi)燃帶間距由318 mm,提高到818vmm,提高500 mm,以降低分級風(fēng)噴口處爐膛溫度,減輕分級風(fēng)噴口燒紅。
實際上鯉魚江電廠鍋爐分級風(fēng)噴口燒紅現(xiàn)象與之前投產(chǎn)的鍋爐有改善,但問題依然存在。
金竹山電廠600 MW超臨界W火焰鍋爐設(shè)計燃用的無煙煤比鯉魚江電廠600 MW鍋爐沒計的無煙煤灰份更高、水份高、低位發(fā)熱量低10%,見表l。北京巴威公司在鯉魚江電廠600 MW亞臨界W火焰鍋爐設(shè)計的基礎(chǔ)上,對金竹山電廠600 MW超臨界W火焰鍋爐燃燒系統(tǒng)作如下改進(jìn):提高分級風(fēng)量,由492 t/h提高到505 th;分級風(fēng)噴口與燃燒器一對二布置,提高分級風(fēng)速度;調(diào)整分級風(fēng)噴口角度由35。改為25。,其中靠側(cè)墻的為100;一次風(fēng)速由21.8 m/s降低至19.61 m/s,以防止分級風(fēng)噴口和冷灰斗護(hù)板燒紅。
3分級風(fēng)管燒紅原因分析
3.1直接原因
(1)高負(fù)荷時,爐膛溫度實測約1500~1600℃,分級風(fēng)溫度約360℃,爐膛強(qiáng)烈的輻射熱量使分級風(fēng)噴口管壁燒紅。
(2)火焰中心下移,加劇分級風(fēng)管燒紅,甚至造成冷灰斗護(hù)板燒紅。
(3)分級風(fēng)風(fēng)量偏小。
(4)分級風(fēng)管噴口處材質(zhì)為lCr20N114Si2,做為非受壓件最高使用溫度為1 050℃,高負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行一段時間后若此處溫度不是很高,應(yīng)該不會造成安全問題,由于高負(fù)荷時爐膛溫度一般至少有1480℃,分級風(fēng)溫度360℃,即使調(diào)整也可能會有局部燒紅現(xiàn)象。
3.2二次風(fēng)調(diào)風(fēng)套筒開度偏小,旋流較弱,火焰中心下移
投運(yùn)燃燒器二次風(fēng)調(diào)風(fēng)套筒開度一般為60%—80%.未投運(yùn)燃燒器二次風(fēng)開度在冷卻位置20%,造成已投運(yùn)燃燒器內(nèi)外二次風(fēng)量偏小,旋流較弱,火焰中心下移:同時由于二次風(fēng)量偏小,延后煤粉的燃燼,也會使燃燒中心下移。
另外,內(nèi)二次風(fēng)旋流葉片為350,外二次風(fēng)旋流葉片為580.調(diào)風(fēng)盤為120舢,煤粉氣流旋流強(qiáng)度相對較弱。
3.3分級風(fēng)量不足
在高負(fù)荷時分級風(fēng)開度只有30%。55%,分級風(fēng)量為400—470t/h,分級風(fēng)量不足。
3.4衛(wèi)燃帶較多.爐膛溫度高
鍋爐設(shè)計衛(wèi)燃帶面積92lm2.較鯉魚江電廠600 MW亞臨界W火焰鍋爐718m2.多204 m2。試運(yùn)期間當(dāng)實際燃用煤質(zhì)接近設(shè)計煤種,揮發(fā)份比設(shè)計煤質(zhì)高,導(dǎo)致下爐膛溫度較高,實測爐膛溫度最高達(dá)l600℃,鍋爐試運(yùn)初期爐膛存在一定的結(jié)焦,結(jié)焦的主要部位在兩側(cè)墻分級風(fēng)噴口高度至拱部燃燒器高度,結(jié)焦厚度最大約0.3m。
3.5實際燃用煤質(zhì)較好
鍋爐實際燃用山西潞安貧煤和湖南本省劣質(zhì)無煙煤的混煤,低位發(fā)熱量18000—20 000 kj/kg,干燥無灰基揮發(fā)份為9%~12%.入爐煤熱值與設(shè)計煤質(zhì)接近,揮發(fā)份略高于設(shè)計煤質(zhì),見表2。
3.6一次風(fēng)速偏高
為防止一次風(fēng)速造成堵管.運(yùn)行中一次風(fēng)速控制在25—27 m/s.一次風(fēng)速偏高,一次風(fēng)剛性強(qiáng)、下沖行程較長,火焰中心下移。
4、防止分級風(fēng)管燒紅的技術(shù)措施及效果
4.1加大氧量,開大燃燒器調(diào)風(fēng)套筒,降低爐膛溫度
加大送風(fēng)量、開大燃燒器調(diào)風(fēng)套筒80 %—100%,保證旋流強(qiáng)度,減小火焰剛度,提高火焰中心。高負(fù)荷下表盤氧量控制在3.5%—4.0 %.可降低下爐膛溫度,實測約l 300—1 450℃。
高負(fù)荷運(yùn)行時,適當(dāng)切除爐膛中部區(qū)域的火嘴,全開中部燃燒器調(diào)風(fēng)套筒。二次風(fēng)風(fēng)箱開度保持不變,不但能防止結(jié)焦,還可以在不降低穩(wěn)定性的前提下補(bǔ)充氧量。
4.2調(diào)整燃燒器調(diào)風(fēng)裝置.減弱煤粉氣流旋流強(qiáng)
度,減少火焰下沖行程
內(nèi)二次風(fēng)旋流葉片由350調(diào)至380,外二次風(fēng)旋流葉片由580調(diào)至620,提高旋流強(qiáng)度;調(diào)風(fēng)盤由120 mm調(diào)至130mm,增大內(nèi)二次風(fēng),減少火焰下沖行程。
4.3提高分級風(fēng)量,保證分級風(fēng)量在500t/h
分級風(fēng)行程設(shè)定為30 %—100 %,不要有全關(guān)位置,對于未投運(yùn)燃燒器對應(yīng)的分級風(fēng)可以開30%。從300 MW至600 MW相應(yīng)的分級風(fēng)擋板開度從30%增大至60%以上。
分級風(fēng)采用中間大向兩邊逐步遞減的開度方式,在這種方式下開大分級風(fēng)總門,保證中部風(fēng)量充足。由于前墻風(fēng)壓相對后墻低,因此應(yīng)保持總風(fēng)門開度前墻大、后墻小,分級風(fēng)量在500 t/h左右。
4A適當(dāng)降低一次風(fēng)速
在保證磨煤機(jī)出口干燥出力、不堵管的前提下,適當(dāng)降低一次風(fēng)速,一次風(fēng)速控制在19—23 m/s,以提高火焰中心高度。
4.5煤粉細(xì)度調(diào)整
調(diào)整磨煤機(jī)出口分離器折向檔板,保證煤粉細(xì)度達(dá)到設(shè)計要求尺帥≤4%,可使煤粉較快著火和燃燼,也有利于火焰中心上移。
4.6其它措施
(1)運(yùn)行中可以選擇多投制粉系統(tǒng)的方式,如450MW負(fù)荷時投入5套制粉系統(tǒng),使投入的火嘴更均勻。
(2)運(yùn)行中對于燒紅的分級風(fēng)管應(yīng)開大對應(yīng)的分級風(fēng)電動調(diào)節(jié)擋板;在投油助燃1:況下,應(yīng)每一小時定時切換油槍,防止局部熱負(fù)荷長時間過大。
(3)對分級風(fēng)管燒紅嚴(yán)重的需調(diào)整燃燒器內(nèi)外二次風(fēng)旋流葉片角度,適當(dāng)提高旋流強(qiáng)度。
4.7效果
采取以上措施后運(yùn)行至今,3號鍋爐分級風(fēng)管和冷灰斗護(hù)板無燒紅的現(xiàn)象;運(yùn)行和爐內(nèi)檢查表明鍋爐無明顯結(jié)焦,燃燒穩(wěn)定,取得了明顯效果。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
5、結(jié)束語
(1)世界上首臺燃用無煙煤W型火焰超臨界鍋爐出現(xiàn)分級風(fēng)管和冷灰斗護(hù)板燒紅的現(xiàn)象,其主要原因是拱上燃燒器一次風(fēng)和二次風(fēng)剛性強(qiáng)、下沖行程較長,導(dǎo)致分級風(fēng)及以下區(qū)域爐膛溫度過高。
(2)采取加大氧量、開大分級風(fēng)擋板開度、增加分級風(fēng)量、減弱煤粉氣流旋流強(qiáng)度、降低拱上燃燒器一次風(fēng)速等措施,解決了鍋爐分級風(fēng)管和冷灰斗護(hù)板燒紅難題,且鍋爐無明顯結(jié)焦,燃燒穩(wěn)定,取得明顯效果。
(3)建議按以下運(yùn)行方式:
(a)在不同負(fù)荷下分級風(fēng)擋板采取不同的開度,即負(fù)荷從300 MW至600 MW相應(yīng)的分級風(fēng)擋板開度從30%增大至60%以上,在保證氧量的前提下適當(dāng)減少燃燒器二次風(fēng)總量,增大分級風(fēng)風(fēng)量,避免火焰下沖。
(b)調(diào)整燃燒器調(diào)風(fēng)裝置,內(nèi)二次風(fēng)旋流葉片為38°.外二次風(fēng)旋流葉片為620.調(diào)風(fēng)盤130 mm,增大內(nèi)二次風(fēng),降低火焰下沖。
(c) -次風(fēng)速度控制在19~23 m/s。
(d)高負(fù)荷下表盤氧量控制在3.5%~4.0%。
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