0、引言
近20年來(lái),我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展迅速,火力發(fā)電機(jī)組的建設(shè)主要經(jīng)歷了2個(gè)階段。
第1階段為20世紀(jì)90年代初期,該階段開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外設(shè)備,進(jìn)口了相當(dāng)數(shù)量300 MW及600 MW以上機(jī)組。引進(jìn)的國(guó)外設(shè)備來(lái)自世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,所配鍋爐幾乎囊括了世界有代表性的制造廠家的特有技術(shù)。其設(shè)計(jì)特點(diǎn)和技術(shù)的應(yīng)用,促進(jìn)了我國(guó)電力工業(yè)技術(shù)水平的提高,也為當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)幾大鍋爐制造廠吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)提供了良好的條件,富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售
生物質(zhì)鍋爐,生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
第2階段為21世紀(jì)初期,該階段我國(guó)進(jìn)行電力體制改革,電力行業(yè)得到了飛速發(fā)展,各發(fā)電公司不斷擴(kuò)大裝機(jī)容量,國(guó)內(nèi)幾大鍋爐制造廠與世界有代表性的制造廠家合作,建造了大批國(guó)產(chǎn)化600 MW以上超臨界機(jī)組。
我國(guó)的600MW以上超臨界機(jī)組鍋爐主要由三大公司制造,它們是上海鍋爐廠有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)上鍋)、東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)東鍋)和哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)哈鍋)。
三大鍋爐制造廠的技術(shù)主要是按美國(guó)或日本對(duì)應(yīng)公司的許可證制造鍋爐:上鍋對(duì)應(yīng)美國(guó)燃燒工程公司CE(Combustion Engineering),現(xiàn)被阿爾斯通能源公司( ALSTOM)合并;東鍋對(duì)應(yīng)日本日立公司的拔伯葛一日立株式會(huì)社(BHK),日本日立公司的拔伯葛一日立株式會(huì)社又對(duì)應(yīng)美國(guó)巴布科克·威爾科克斯公司B&W( Babcock&Wilcox);哈鍋對(duì)應(yīng)日本三井巴布科克能源公司(MB)。
國(guó)內(nèi)各鍋爐制造廠在消化國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上,根據(jù)我國(guó)的國(guó)情,600 MW以上超臨界鍋爐機(jī)組采用超臨界壓力螺旋管圈式變壓運(yùn)行直流鍋爐,且都為煤粉爐,低NO,燃燒技術(shù)。本文將對(duì)國(guó)內(nèi)幾大鍋爐制造廠及與其合作的國(guó)外制造廠家的600 MW以上超臨界鍋爐機(jī)組主要技術(shù)和技術(shù)特點(diǎn)及運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行介紹。
1、上鍋600 MW以上超臨界機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)
上鍋600 MW以上超臨界鍋爐機(jī)組主要有以下技術(shù)特點(diǎn):
(1)螺旋管圈式超臨界變壓直流本生型鍋爐,采用內(nèi)置式汽水分離器啟動(dòng)系統(tǒng);
(2)直流燃燒器四角布置切圓燃燒方式,可擺動(dòng)噴嘴用以調(diào)節(jié)再熱汽溫;
(3)帶燃盡風(fēng)OFA( Over Fire Air)和出口擴(kuò)錐的濃淡低NOx燃燒系統(tǒng);
(4)采用氣流反切,削弱爐膛出口氣流殘余旋轉(zhuǎn),降低水平煙道左右側(cè)煙氣流速偏差。
1.1鍋爐啟動(dòng)旁路系統(tǒng)及主要技術(shù)特點(diǎn)
1.1.1鍋爐啟動(dòng)旁路系統(tǒng)
啟動(dòng)旁路系統(tǒng)采用內(nèi)置式啟動(dòng)分離器,布置2臺(tái)汽、水分離器,每個(gè)分離器分別由2根導(dǎo)管將水冷壁出口的工質(zhì)引入,經(jīng)2根導(dǎo)汽管將工質(zhì)引至爐頂棚進(jìn)口集箱。
在機(jī)組啟動(dòng)或鍋爐負(fù)荷低于最低直流負(fù)荷30010 MCR時(shí),啟動(dòng)旁路在分離工況下運(yùn)行,工質(zhì)在分離器中進(jìn)行汽、水分離后,蒸汽進(jìn)入頂棚過(guò)熱器繼續(xù)加熱,水經(jīng)1根疏水管引至1個(gè)儲(chǔ)水箱,儲(chǔ)水箱下方設(shè)有2根管道分別通至除氧器和大氣式擴(kuò)容器,每根管道上分別設(shè)有調(diào)節(jié)閥,可根據(jù)不同狀況控制分離器水位并回收工質(zhì)和熱量。
1.1.2鍋爐啟動(dòng)旁路系統(tǒng)主要技術(shù)特點(diǎn)
(1)系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠、操作方便。
(2)在機(jī)組啟、停和低負(fù)荷(<30%MCR)運(yùn)行過(guò)程中的上水、大流量清洗、建立啟動(dòng)流量,為控制分離器水位而將分離器中多余的水排向大氣式擴(kuò)容器或除氧器,能回收分離器的疏水和熱量。
(3)在負(fù)荷>30% MCR時(shí),啟動(dòng)旁路系統(tǒng)解列,分離器處于干態(tài)運(yùn)行,此時(shí),分離器僅作為蒸汽流通集箱作用。
(4)不帶爐水循環(huán)泵,啟動(dòng)流量靠給水泵建立。在機(jī)組啟、停和低負(fù)荷運(yùn)行(< 30%MCR)運(yùn)行時(shí),在水質(zhì)符合要求前,為控制分離器水位而將分離器中多余的水排向大氣式擴(kuò)容器,將帶走大量的熱量,汽溫特性不好,但由于燃燒量較少,基本不存在超溫問(wèn)題。在水質(zhì)符合要求后,便可排向除氧器,回收熱量,提高給水溫度,汽溫特性得到改善,隨著燃燒量的增加,汽溫也不易超溫。
(5)在直流鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中,除氧器水位的控制十分重要。在機(jī)組由低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)到分離器切除的運(yùn)行階段中,分離器水位的上升會(huì)引起分離器疏水量的增加,從而影響到除氧器水位。而除氧器水位的劇烈波動(dòng)會(huì)使凝結(jié)水泵瞬時(shí)流量過(guò)大,導(dǎo)致凝結(jié)水泵進(jìn)口濾網(wǎng)差壓超限,進(jìn)而導(dǎo)致凝結(jié)水泵出口壓力降低,低壓旁路關(guān)閉。給水泵的密封水由凝結(jié)水泵提供,凝結(jié)水泵跳閘就會(huì)影響給水泵密封水的供應(yīng),凝結(jié)水壓力升高,給水泵密封調(diào)節(jié)門(mén)自動(dòng)關(guān)小,使給水泵密封差壓降低。這些因素都將引起鍋爐主燃料跳閘MFT( Master Fuel Trip)動(dòng)作。
1.2切圓燃燒及低NO,排放直流燃燒系統(tǒng)
1.2.1帶燃盡風(fēng)(OFA)的切圓燃燒
切圓燃燒方式適用于各種燃燒無(wú)煙煤、煙煤、褐煤以及油、氣等各種燃料,切圓燃燒將燃料和空氣分別從爐膛四周?chē)娙藸t膛,切向爐膛中心的一個(gè)假想切圓,形成旋轉(zhuǎn)的火球,延長(zhǎng)燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間。側(cè)面相鄰氣流的碰撞促進(jìn)了爐內(nèi)的強(qiáng)烈混合,相鄰火焰相互幫助點(diǎn)燃使著火穩(wěn)定,因而燃燒效率高,由于爐內(nèi)整體渦流的強(qiáng)烈混合和穩(wěn)定的燃燒,形成“爐膛本身是一個(gè)大燃燒器”的情境。此外,上鍋采用切圓燃燒還有以下3個(gè)方面的特點(diǎn):
(1)具有獨(dú)特的燃燒器擺動(dòng)調(diào)溫功能,燃燒器噴嘴采用上、下擺動(dòng)町改變爐膛的吸熱份額,用于調(diào)節(jié)再熱汽溫。
(2)切圓燃燒具有先天的爐內(nèi)降低NOx形成的性能,因?yàn)槿剂虾涂諝鈬娮扉g的物理距離天然地形成分級(jí)燃燒和較低的火焰尖峰溫度。
(3)采用燃盡風(fēng)(OFA)直流燃燒器風(fēng)箱。即在角置式直流燃燒器噴口的最上端再布置2-3層燃盡風(fēng)噴口,將10% -25%總風(fēng)量的風(fēng)從此處送進(jìn)爐膛上部。
燃盡風(fēng)OFA被首先和最廣泛地使用于切圓燃燒以控制NOx。當(dāng)穩(wěn)定工況時(shí),在脫揮過(guò)程的早期,會(huì)有大量的N釋放出來(lái),此時(shí)可能產(chǎn)生大量的NO。。利用燃盡風(fēng)( OFA)使主風(fēng)箱運(yùn)行在較低的空氣量下(約80%),從而降低燃燒區(qū)段溫度,使NO,的反應(yīng)率下降,此時(shí)有些氮得不到氧,復(fù)合為N2,NO。就會(huì)減少(即燃燒過(guò)程延遲),然后,再?gòu)纳喜咳紵鲊娍谒腿肫溆嗉s20%的空氣(即富空氣燃燒)以達(dá)到風(fēng)、煤燃燒平衡。
1.2.2采用三角形擴(kuò)錐的直流燃燒器
為了改善低負(fù)荷時(shí)燃燒的穩(wěn)定性,一次風(fēng)噴口內(nèi)裝有三角形擴(kuò)錐(錐角2a= 200),如圖3所示。擴(kuò)錐的作用是使在噴口外的一次風(fēng)氣流中心形成一個(gè)回流區(qū),有利于提高煤粉氣流的著火性能,使鍋爐在低負(fù)荷下也能有較好的燃燒穩(wěn)定性。
在此基礎(chǔ)上,該燃燒器一次風(fēng)入口彎頭中故意不安裝氣流導(dǎo)向裝置,而在煤粉噴嘴管內(nèi)裝置水平肋片,主要目的是有意識(shí)地利用煤粉氣流在一次風(fēng)管內(nèi)轉(zhuǎn)彎后煤粉的離心力的分離作用,使水平肋片上部的出口氣流中煤粉濃度較高,水平肋片下部的出口氣流中煤粉濃度較低。
同時(shí),改進(jìn)了噴嘴頭部的裝配,使噴嘴出口截面和入口截面相等,而喉口截面積約為入口截面積的95%,這樣,使噴嘴出口一次風(fēng)速度降低。有利于在整個(gè)噴口的煤粉氣流容易著火和低負(fù)荷下保持燃燒穩(wěn)定。
1.3降低水平煙道左,右側(cè)煙氣流速偏差
減少四角切圓燃燒鍋爐的爐膛出口水平煙道左、右兩側(cè)煙溫差、流速偏差及防止過(guò)熱器、再熱器局部超溫爆管,對(duì)600 MW以上機(jī)組的安全運(yùn)行有極為重要的意義。
沿?zé)煹缹挾雀鞴艿奈鼰崞钍怯捎跔t膛出口氣流的殘余旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致了水平煙道左右側(cè)煙氣流速和溫度偏差所引起。因此,降低沿?zé)煹缹挾雀鞴苤g的吸熱偏差的根本途徑在于削弱爐膛出口氣流的殘余旋轉(zhuǎn)。通過(guò)適當(dāng)控制一次、二次風(fēng)動(dòng)壓比和使部分射流風(fēng)反切,將一次風(fēng)或部分二次風(fēng)、燃盡風(fēng)射流與主體旋轉(zhuǎn)氣流反切,可以削弱爐膛出口氣流殘余旋轉(zhuǎn),降低水平煙道左、右側(cè)煙氣流速偏差。
2、東鍋600 MW以上超臨界機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)
東鍋600 MW以上超臨界鍋爐機(jī)組主要有以下技術(shù)特點(diǎn):
(1)螺旋管圈式超臨界變壓直流本生型鍋爐,采用內(nèi)置式汽水分離器啟動(dòng)系統(tǒng);
(2)燃燒設(shè)備系統(tǒng)為前、后墻布置,采用對(duì)沖燃燒、帶燃盡風(fēng)(OFA)的旋流式燃燒器系統(tǒng);
(3)采用煤粉濃縮器、穩(wěn)焰環(huán)及穩(wěn)焰齒的低NO;燃燒器系統(tǒng);
(4)采用擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫。
2.1鍋爐啟動(dòng)旁路系統(tǒng)及主要技術(shù)特點(diǎn)
2.1.1鍋爐啟動(dòng)旁路系統(tǒng)介紹
啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)由啟動(dòng)分離器、儲(chǔ)水罐、儲(chǔ)水罐水位控制閥(361閥)等組成。
啟動(dòng)分離器數(shù)量為每臺(tái)爐2個(gè)。經(jīng)水冷壁加熱以后的工質(zhì)分別由6根連接管沿切向向下傾斜15。進(jìn)入2個(gè)分離器,分離出的水通過(guò)分離器下方的連接管進(jìn)入儲(chǔ)水罐,蒸汽則由分離器上方的連接管引入頂棚入口集箱。
儲(chǔ)水罐的水位由儲(chǔ)水罐水位控制閥(361閥)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。儲(chǔ)水罐中的水由儲(chǔ)水罐下部的出口連接管引出,經(jīng)過(guò)361閥,在鍋爐清洗及點(diǎn)火初始階段被排出系統(tǒng)外或循環(huán)到凝汽器中。啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)如圖4所示。
2.1.2鍋爐啟動(dòng)旁路系統(tǒng)主要技術(shù)特點(diǎn)
(1)系統(tǒng)最簡(jiǎn)單可靠、操作最方便。
(2)在機(jī)組啟、停和低負(fù)荷(<25% MCR)運(yùn)行過(guò)程中的上水、大流量清洗、建立啟動(dòng)流量,為控制儲(chǔ)水罐水位而將儲(chǔ)水罐中多余的水排向大氣式擴(kuò)容器或凝汽器,僅能回收儲(chǔ)水罐的疏水,不能回收熱量。
(3)在負(fù)荷>25% MCR時(shí),啟動(dòng)旁路系統(tǒng)解列,分離器處于干態(tài)運(yùn)行,此時(shí)分離器僅作為蒸汽流通集箱作用。
(4)不帶爐水循環(huán)泵,啟動(dòng)流量靠給水泵建立。在機(jī)組啟、停和低負(fù)荷(<25%MCR)運(yùn)行時(shí),在水質(zhì)符合要求前,為控制儲(chǔ)水罐水位而將儲(chǔ)水罐中多余的水排向大氣式擴(kuò)容器,將帶走大量的熱量,汽溫特性不好,但由于燃燒量較少,基本不存在超溫問(wèn)題。在水質(zhì)符合要求后,便可排向凝汽器,同樣將帶走大量的熱量,汽溫特性沒(méi)有得到改善,隨著燃燒量的增加,汽溫易超溫,運(yùn)行調(diào)整要加強(qiáng)屏式過(guò)熱器出口及高溫過(guò)熱器出口汽溫的控制,使汽溫控制在合適的范圍內(nèi)。
2.2前后對(duì)沖燃燒、低NO,旋流式燃燒器系統(tǒng)
2.2.1帶燃盡風(fēng)( OFA)的前、后對(duì)沖燃燒
燃燒設(shè)備系統(tǒng)為前、后墻布置,采用對(duì)沖燃燒、旋流式燃燒器系統(tǒng),風(fēng)粉氣流從投運(yùn)的煤粉燃燒器、燃盡風(fēng)噴進(jìn)爐膛后,各只燃燒器在爐膛內(nèi)形成一個(gè)獨(dú)立的火焰。
前、后墻各布置3層HT - NR3燃燒器,每層4臺(tái);同時(shí)在前、后墻各布置一層燃盡風(fēng)噴口,其中,每層2臺(tái)側(cè)燃盡風(fēng)( SAP)噴口,4臺(tái)主燃盡風(fēng)(AAP)噴口。利用燃盡風(fēng)( OFA),減少煤粉燃燒過(guò)程中NOx的生成量,補(bǔ)充燃燒需要的空氣量,以達(dá)到風(fēng)煤燃燒平衡。燃燒器的布置簡(jiǎn)圖如圖5所示。
燃燒器區(qū)域設(shè)有大風(fēng)箱,大風(fēng)箱被分隔成多層風(fēng)室,每層燃燒器一個(gè)風(fēng)室。大風(fēng)箱對(duì)稱(chēng)布置于前后墻,設(shè)計(jì)入口風(fēng)速較低,風(fēng)箱內(nèi)風(fēng)量的分配取決于燃燒器自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其風(fēng)門(mén)開(kāi)度,保證燃燒器在相同狀態(tài)下自然得到相同風(fēng)量,利于燃燒器的配風(fēng)均勻。大風(fēng)箱示意圖如圖6所示。
2.2.2帶煤粉濃縮器、穩(wěn)焰環(huán)及穩(wěn)焰齒的低NOx旋流燃燒器系統(tǒng)
旋流燃燒方式的燃燒器射流在噴入爐膛時(shí)依靠射流旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的中心回流來(lái)穩(wěn)定燃燒。其特點(diǎn)是單一燃燒器可以組織燃燒,其穩(wěn)燃的關(guān)鍵是通過(guò)氣流的切向旋轉(zhuǎn)在燃燒器出口中心附近形成穩(wěn)定的、合適的軸向回流區(qū)以卷吸高溫?zé)煔猓欣诿悍蹥饬鞯闹稹?br />
煤粉燃燒器采用日本拔伯葛一日立株式會(huì)社(BHK)的新型HT - NR3燃燒器。燃燒器配風(fēng)示意圖如圖7所示。
在HT - NR3燃燒器中,燃燒的空氣被分為3股,它們是直流一次風(fēng)、直流二次風(fēng)和旋流三次風(fēng)。燃盡風(fēng)(OFA)風(fēng)口包含2股獨(dú)立的氣流:中央部位為非旋轉(zhuǎn)的氣流,它直接穿透進(jìn)入爐膛中心;外圈氣流是旋轉(zhuǎn)氣流,用于和靠近爐膛水冷壁的上升煙氣進(jìn)行混合。
為了提高燃燒器的低負(fù)荷穩(wěn)燃、防止結(jié)渣及降低NO,排放,采用了煤粉濃縮器、穩(wěn)焰環(huán)及穩(wěn)焰齒。一次風(fēng)氣流的濃淡分離是靠安裝于一次風(fēng)管中的煤粉濃縮器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,使氣流在穩(wěn)焰環(huán)附近區(qū)域形成一定煤粉濃度的煤粉氣流。
為了防止煤粉濃縮器的磨損,在煤粉濃縮器上貼有耐磨陶瓷片。
HT - NR3燃燒器主要有以下4項(xiàng)技術(shù)特點(diǎn):
(1)在一次風(fēng)管內(nèi)裝有一個(gè)錐形煤粉濃縮器用于將煤粉氣流進(jìn)行濃淡分離,利用濃淡燃燒技術(shù)來(lái)加強(qiáng)煤粉氣流的著火和燃盡。
(2)在一次風(fēng)管出口裝有穩(wěn)焰環(huán)及穩(wěn)焰齒用于加強(qiáng)煤粉氣流的著火和低負(fù)荷下保持燃燒穩(wěn)定。
(3)將助燃空氣分為2股(即二次風(fēng)和三次風(fēng))既有利于煤粉氣流的著火和燃燒,又有利于減少煤粉燃燒過(guò)程中NO,的生成量。
(4)安裝有專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的喉口。喉口有合理的旋角;喉口前緣由爐膛水冷壁管環(huán)繞;喉口表面鑲襯光潔且導(dǎo)熱性能良好的陶瓷材料,不僅耐高溫、耐磨,而且降低喉口表面溫度,有利于防止喉口部位結(jié)渣。
3、哈鍋600 MW以上超臨界機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)
哈鍋600 MW以上超臨界鍋爐機(jī)組主要有以下技術(shù)特點(diǎn):
(1)螺旋管圈式超臨界變壓直流本生型鍋爐,采用帶爐水循環(huán)泵的內(nèi)置式汽水分離器啟動(dòng)系統(tǒng);
(2)燃燒設(shè)備系統(tǒng)為前、后墻布置,采用對(duì)沖燃燒、帶燃盡風(fēng)(OFA)的旋流式燃燒器系統(tǒng);
(3)采用煤粉濃縮器、穩(wěn)焰環(huán)及穩(wěn)焰齒的低NOx燃燒器系統(tǒng);
(4)采用擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫。
3.1鍋爐啟動(dòng)旁路系統(tǒng)及主要技術(shù)特點(diǎn)
3.1.1鍋爐啟動(dòng)旁路系統(tǒng)
采用內(nèi)置式汽、水分離器啟動(dòng)系統(tǒng),啟動(dòng)系統(tǒng)包括啟動(dòng)分離器、爐循環(huán)泵及其他汽側(cè)和水側(cè)連接管、閥門(mén)等。
通往鍋爐疏水?dāng)U容器的溢流支管及其2臺(tái)高水位調(diào)節(jié)閥和閉鎖閥用于初次啟動(dòng)和較長(zhǎng)期停爐后啟動(dòng)前用凝結(jié)水清洗給水系統(tǒng)和省煤器、水冷壁系統(tǒng)。當(dāng)流量大或清洗后的水質(zhì)不合格不能進(jìn)行再循環(huán)時(shí),必須通過(guò)此溢流管送往擴(kuò)容器。另外,當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)初期,水冷壁出現(xiàn)汽、水膨脹現(xiàn)象,導(dǎo)致分離器貯水箱中水位急劇上升,也必須打開(kāi)高水位和高高水位調(diào)節(jié)閥,將工質(zhì)送往擴(kuò)容器系統(tǒng)。它的容量可滿足鍋爐各種狀態(tài)下的啟動(dòng)溢流要求。啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)如圖8所示。
3.1.2鍋爐啟動(dòng)旁路系統(tǒng)主要技術(shù)特點(diǎn)
(1)系統(tǒng)可靠、相對(duì)較復(fù)雜,運(yùn)行操作相對(duì)要求更高。
(2)在機(jī)組啟、停和低負(fù)荷(<35% MCR)運(yùn)行過(guò)程中的上水、大流量清洗及建立啟動(dòng)流量,只要水質(zhì)合格,啟動(dòng)系統(tǒng)可完全回收工質(zhì)及其所含的熱量。
(3)在負(fù)荷>35% MCR時(shí),啟動(dòng)旁路系統(tǒng)解列,分離器處于干態(tài)運(yùn)行,此時(shí)分離器僅作為蒸汽流通集箱作用。鍋爐轉(zhuǎn)入直流運(yùn)行時(shí),啟動(dòng)系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài),一旦鍋爐渡過(guò)啟動(dòng)期間的汽水膨脹期,即通過(guò)循環(huán)泵水位控制閥進(jìn)行爐水再循環(huán)。在最低直流負(fù)荷以下運(yùn)行,貯水箱出現(xiàn)水位時(shí),將根據(jù)水位的高低自動(dòng)打開(kāi)相應(yīng)的水位調(diào)節(jié)閥,進(jìn)行爐水再循環(huán)。
(4)帶爐水循環(huán)泵,啟動(dòng)流量靠爐水循環(huán)和給水泵共同建立。在機(jī)組啟、停和低負(fù)荷(<35%MCR)運(yùn)行時(shí),在水質(zhì)符合要求后,啟動(dòng)系統(tǒng)可完全回收工質(zhì)及其所含的熱量。提高給水溫度,汽溫特性好,隨著燃燒量的增加,汽溫也不易超溫。
(5)啟動(dòng)分離器系統(tǒng)也能起到在水冷壁出口集箱與過(guò)熱器之間的溫度補(bǔ)償作用,均勻分配進(jìn)入過(guò)熱器的蒸汽流量。
3.2前后對(duì)沖燃燒、低NO,旋流式燃燒器系統(tǒng)
3.2.1帶燃盡風(fēng)( OFA)的前后對(duì)沖燃燒
燃燒器布置方式采用前、后墻布置,對(duì)沖燃燒。前、后墻上各布置4層燃燒器,每層各有4臺(tái)LNASB燃燒器,共32臺(tái)LNASB燃燒器。在最上層煤粉燃燒器上方,前、后墻各布置1層燃盡風(fēng)口,每層布置7臺(tái),共14臺(tái)燃盡風(fēng)口。風(fēng)箱分為前、后墻風(fēng)箱,根據(jù)燃燒器前、后墻布置的層數(shù),前、后墻風(fēng)箱又各分為4個(gè)小的分風(fēng)箱,即每層燃燒器1個(gè)小風(fēng)箱,每層小風(fēng)箱從爐膛兩側(cè)進(jìn)風(fēng)。
3.2.2帶煤粉濃縮器、穩(wěn)焰環(huán)及穩(wěn)焰齒的低NO,旋流燃燒器系統(tǒng)
LNASB燃燒器的結(jié)構(gòu)如圖9所示,主要由一次風(fēng)道、二次風(fēng)道、三次風(fēng)道、旋流控制機(jī)構(gòu)、中心風(fēng)孔、喉口等組成。一次風(fēng)噴口采用防止燒壞和磨損的耐磨不銹鋼制造。喉口表面鑲襯光潔且導(dǎo)熱性能良好的碳化硅磚,不僅耐高溫、耐磨,而且與普通耐火材料相比能夠大大降低喉口表面的溫度,有助于防止喉口部位結(jié)渣。
為實(shí)現(xiàn)降低NO;生成量的同時(shí),防止?fàn)t膛結(jié)渣,保證低負(fù)荷穩(wěn)定燃燒、充分燃盡。LNASB燃燒器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有以下5項(xiàng):
(1)增大揮發(fā)分從燃料中釋放出來(lái)的速率,以獲得最大的揮發(fā)物生成量。
(2)在燃燒的初始階段除了提供適量的氧以供穩(wěn)定燃燒所需要以外,盡量維持一個(gè)較低氧量水平的區(qū)域,以最大限度地減少NO,生成。
(3)控制和優(yōu)化燃料富集區(qū)域的溫度和燃料在此區(qū)域的駐留時(shí)間,以最大限度地減少NO,生成。
(4)增加煤焦粒子在燃料富集區(qū)域的駐留時(shí)間,以減少煤焦粒子中氮氧化物釋出形成NO,的可能。
(5)及時(shí)補(bǔ)充燃盡所需要的其余的風(fēng)量,以確保充分燃盡。
4、國(guó)內(nèi)三大鍋爐制造公司的技術(shù)特點(diǎn)比較
國(guó)內(nèi)三大鍋爐制造公司的600 MW以上鍋爐機(jī)組的性能比較見(jiàn)表1。
5、結(jié)束語(yǔ)
以上分析了國(guó)內(nèi)主要燃煤電站鍋爐現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展?fàn)顩r,作者對(duì)以下4個(gè)問(wèn)題也深有感觸,愿提出來(lái)與同行共同探討。
(1)完善電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行模式,充分發(fā)揮600 MW超臨界機(jī)組高參數(shù)、高效率優(yōu)勢(shì)。三大鍋爐制造廠均采用螺旋管圈式變壓運(yùn)行直流爐,適應(yīng)了目前電網(wǎng)調(diào)峰要求,但長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行不能發(fā)揮600 MW超臨界機(jī)組高參數(shù)、高效率優(yōu)勢(shì),有關(guān)部門(mén)應(yīng)根據(jù)國(guó)家節(jié)能減排政策,完善電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行模式,優(yōu)先讓600 MW超臨界機(jī)組帶基負(fù)荷運(yùn)行,充分發(fā)揮600MW超臨界機(jī)組高參數(shù)、高效率、高清潔性的優(yōu)勢(shì)。
(2)根據(jù)實(shí)際用煤情況提供設(shè)計(jì)煤種資料。電站鍋爐必須按一定的煤質(zhì)特性來(lái)設(shè)計(jì)制造,否則,就難以滿足其出力和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求,燒百家煤的通用化鍋爐實(shí)際是沒(méi)有的。保證按設(shè)計(jì)煤種運(yùn)行是保持良好運(yùn)行性能的關(guān)鍵因素。因此,除應(yīng)強(qiáng)調(diào)電站用煤要實(shí)現(xiàn)按設(shè)計(jì)煤種供應(yīng)外,在電站建設(shè)的前期工作中,正確的選定設(shè)計(jì)煤種,從而使機(jī)組能在設(shè)計(jì)條件下正常運(yùn)行。
(3)根據(jù)燃料性質(zhì)選擇燃燒方式。我國(guó)大型電站鍋爐目前絕大部分還是煤粉爐,根據(jù)燃料的性質(zhì)選擇正確的燃燒方式,才能保證鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。目前,由于燃料市場(chǎng)的緊張,有的設(shè)計(jì)燃用煙煤的鍋爐,卻全部成摻燒無(wú)煙煤,嚴(yán)重威脅鍋爐的安全運(yùn)行,經(jīng)濟(jì)性下降。
(4)加強(qiáng)發(fā)展完善我國(guó)自己的鍋爐技術(shù)。各種國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn),為我國(guó)電力工業(yè)技術(shù)水平的提高起到了顯著的作用。同時(shí),國(guó)內(nèi)研究、設(shè)計(jì)、制造、使用各單位如何通力合作,開(kāi)發(fā)、支持、發(fā)展、完善我國(guó)自己的鍋爐技術(shù),是國(guó)家有關(guān)部門(mén)、單位應(yīng)著重考慮、協(xié)調(diào)發(fā)展的重要課題。如600 MW以上超臨界鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)的完善,使之既安全經(jīng)濟(jì)又操作方便;燃燒器及燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。
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