云浮發(fā)電廠1號(hào)鍋爐為上海鍋爐廠制造的SG-420/13.7 -M419型超高壓中間再熱燃煤鍋爐，設(shè)計(jì)煤種為劣質(zhì)無(wú)煙煤，采用正四角布置的直流燃燒器。1號(hào)爐自1991年投產(chǎn)以來(lái)，存在燃燒不穩(wěn)、爐內(nèi)結(jié)渣、飛灰含碳量高和一次風(fēng)阻力大等問題。為此，曾委托華中理工大學(xué)、廣東省電力試驗(yàn)研究所進(jìn)行了技術(shù)改造，并經(jīng)廠內(nèi)技術(shù)人員不斷改進(jìn)和調(diào)試，取得了一定效果：汽溫提高、爐內(nèi)結(jié)渣減緩，但仍存在著低負(fù)荷穩(wěn)燃性能不強(qiáng)、飛灰含碳量較高、鍋爐經(jīng)濟(jì)性不高等問題。特別是近一兩年來(lái)，該爐燃用摻雜煤質(zhì)較差的小礦煤，使煤種特性多變，隨之帶來(lái)燃燒穩(wěn)定性變差，特別是低負(fù)荷時(shí)燃燒不穩(wěn)定，低于100MW負(fù)荷時(shí)就要投油穩(wěn)定燃燒，嚴(yán)重影響了機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高鍋爐的性能，云浮發(fā)電廠委托浙江大學(xué)對(duì)1號(hào)爐燃燒器作進(jìn)一步改造。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(shí)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、設(shè)備概況
    該爐呈“Ⅱ”型露天布置，爐膛四周為水膜式水冷壁，爐膛上方布置有前屏過(guò)熱器，爐膛出口處布置后屏過(guò)熱器，水平和尾部煙道中按煙氣流向依次布置對(duì)流過(guò)熱器、再熱器熱段、再熱器冷段、上級(jí)空氣預(yù)熱器省煤器和下級(jí)空氣預(yù)熱器。設(shè)計(jì)燃燒劣質(zhì)無(wú)煙煤，燃燒器四角布置，燃燒器自T而上依次為：第一層下二次風(fēng)；第二層中下二次風(fēng)；第三層下一次風(fēng)；第四層中一次風(fēng)；第五層中二次風(fēng)；第六層上一次風(fēng)；第七層上二次風(fēng)；第八層三次風(fēng)。該爐采用中間倉(cāng)儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)，熱風(fēng)送粉。
1.1鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)
    過(guò)熱蒸汽流量／t h-1    420
    過(guò)熱蒸汽壓力/MPa    13.7
    過(guò)熱蒸汽溫度／℃    540
    再熱蒸汽壓力/MPa    2.45/2.25(進(jìn)／出1
    再熱蒸汽流量／t h-1    350
    再熱蒸汽溫度／℃    324/540(進(jìn)／出1
    給水溫度／℃    240
    熱風(fēng)溫度／℃    400
    排煙溫度／℃    135.5
2、寬調(diào)節(jié)雙穩(wěn)燃煤粉濃淡低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)原理
    該穩(wěn)燃技術(shù)就是把熱回流法和煤粉濃縮法加以結(jié)合，通過(guò)水平方向煤粉濃淡分流及導(dǎo)向裝置，在向火面的垂直方向產(chǎn)生煤粉濃集層。由于垂直煤粉濃集層與上游高溫火焰的強(qiáng)對(duì)流加熱，而水平煤粉濃集層與回流區(qū)高溫?zé)煔鈴?qiáng)湍流換熱，呈立體交叉分布的多方位煤粉濃集層被很快加熱而著火，這樣，相對(duì)集中的一個(gè)著火區(qū)，就變成互相引燃，互相支撐的多個(gè)著火面，從而達(dá)到穩(wěn)定劣質(zhì)煤燃燒。同時(shí)，由于煤粉濃集層都在向火面，有利于防止火焰沖壁，減少水冷壁結(jié)渣。該燃燒技術(shù)的濃淡分流器可以通過(guò)調(diào)節(jié)撞擊塊的高度來(lái)改變濃淡側(cè)的煤粉濃度比例，以適應(yīng)不同煤種和鍋爐負(fù)荷的需要，在必要時(shí)可調(diào)節(jié)分流器可恢復(fù)到改造前的狀態(tài)。該燃燒技術(shù)在噴口出口處裝有熱電偶，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)噴口溫度，而噴口溫度在一定程度上反映了煤粉著火點(diǎn)距離，有利于司爐及時(shí)調(diào)整，解決了高負(fù)荷或煤質(zhì)較好時(shí)可能出現(xiàn)的噴口燒壞問題。
3、燃燒器改造前后鍋爐的性能比較
3.1鍋爐效率
    大修前鍋爐效率測(cè)試情況為：試驗(yàn)煤種情況見表1、試驗(yàn)運(yùn)行工況見表2，雙磨運(yùn)行工況效率為87.2%，單磨為88.95%，兩者平均值為88.07%。大修后鍋爐效率測(cè)試情況為：試驗(yàn)煤種情況見表1、試驗(yàn)運(yùn)行工況見表2，雙磨運(yùn)行工況效率為90.885%，單磨為92.85%，兩者平均值為91.868%。由表1～3可知，大修前后煤質(zhì)情況基本相同，各運(yùn)行工況主要參數(shù)也相近，鍋爐效率比大修前提高了3.79%，此數(shù)據(jù)表明，燃燒器的改造大大提高了鍋爐的經(jīng)濟(jì)性，其主要原因是煤粉濃淡燃燒提高了無(wú)煙煤鍋爐燃燒的穩(wěn)定性。這樣我們可以選擇正寶塔配風(fēng)，提前加大送風(fēng)量，及時(shí)提供充足氧量，有利于煤粉充分燃燼，提高了鍋爐效率，從而不必采取倒寶塔配風(fēng)方式來(lái)穩(wěn)定鍋爐燃燒。
3.2飛灰含碳量
    由表3知，大修前飛灰可燃物含碳量為：雙磨運(yùn)行工況的飛灰含碳量為13.0%，單磨運(yùn)行工況的飛灰含碳量為10.14%．兩者的平均值為11.57%；大修后飛灰可燃物含碳量為：雙磨運(yùn)行工況的飛灰含碳量為8.26%，單磨運(yùn)行工況的飛灰含碳量為3.09%，兩者的平均值為5.68%；大修后飛灰可燃物比大修前下降了5.9%。大修后燃燒器的改造，提高了鍋爐燃燒的穩(wěn)定，改變了鍋爐二次風(fēng)配風(fēng)方式，有利煤粉的燃燼，降低了飛灰含碳量，有利于飛灰的再使用。
3.3低負(fù)荷穩(wěn)燃特性
    燃燒器改造前，鍋爐在帶95MW負(fù)荷時(shí)，鍋爐負(fù)壓波動(dòng)大，鍋爐燃燒不穩(wěn)，需要投油助燃。大修改造后，進(jìn)行低負(fù)荷穩(wěn)燃試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)煤質(zhì)情況見表1，撞擊塊位置置于100%開度，試驗(yàn)負(fù)荷64 MW(50%BMCR)，鍋爐能不投油穩(wěn)定燃燒，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間大于3h，鍋爐負(fù)壓波動(dòng)在+50Pa范圍內(nèi)，其他各項(xiàng)參數(shù)也很穩(wěn)定，因此，燃燒器改造后，鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷可達(dá)64MW，低負(fù)荷穩(wěn)燃能力大大增強(qiáng)。
3.4NOx的排放特性
    大修改造后，進(jìn)行了燃燒器撞擊塊高度調(diào)整所對(duì)應(yīng)的NOx排放規(guī)律的測(cè)試。一共進(jìn)行了3個(gè)工況的試驗(yàn)，撞擊塊位置分別為100%、50%、0%開度，所測(cè)得的NOx排放濃度分別為475.53 x10-6、492.64x10-6、506.48x10-6．該濃度已換算為氧量濃度為6%狀態(tài)時(shí)的濃度。由測(cè)量數(shù)據(jù)可知，隨著撞擊塊位置的開度增加，煤粉濃縮比增加，一次風(fēng)濃側(cè)煤粉濃度增加，局部低氧燃燒，抑制了NOx的生成，因而NOx排放濃度減小。按照廣東省制定的排放標(biāo)準(zhǔn)，NOx≯650mg/Nm3(約1 335xl0-6)，因此，改造燃燒器后，鍋爐的NOx排放符合環(huán)保要求，而且可以結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況，隨時(shí)調(diào)整撞擊塊位置，進(jìn)一步降低NOx的排放，能帶來(lái)更大的社會(huì)環(huán)保效益。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(cuò)的選擇。
4、結(jié)  論
    (1)燃燒器改造后，鍋爐的經(jīng)濟(jì)性明顯提高，表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是鍋爐效率提高了3.79%；二是飛灰可燃物的含碳量由大修前的11.6%下降到5.68%，下降了5.9%，有利于飛灰作為建材原料的再使用。
    (2)低負(fù)荷穩(wěn)燃能力明顯增強(qiáng)，可以在不投助燃油情況下帶64 MW負(fù)荷(50%BMCR)。
    (3)燃燒器改造后，NOx排放濃度較低，滿足地區(qū)排放規(guī)定，而且排放濃度可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)一步調(diào)整降低，最低可達(dá)到475xl0-6，具有良好的環(huán)保效益。