由于燃煤市場形勢的變化，煙煤供應(yīng)緊張、價(jià)格偏高，而褐煤供應(yīng)充足且價(jià)格相對低廉，為了適應(yīng)市場形勢，并有利于電廠發(fā)電成本控制，提高發(fā)電機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，拓寬鍋爐機(jī)組的燃用煤種范圍，某廠∮600MW煙煤鍋爐擬進(jìn)行摻燒褐煤燃燒器改造。本文依據(jù)600MW煙煤鍋爐設(shè)計(jì)特點(diǎn)，運(yùn)用褐煤鍋爐燃燒設(shè)計(jì)技術(shù)，進(jìn)行燃燒器改造方案探討論證，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
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。
1、鍋爐原設(shè)計(jì)燃燒器簡介
1.1原爐燃燒器的設(shè)計(jì)參數(shù)
1.2原爐噴嘴布置
燃燒器采用均等配風(fēng)的擺動(dòng)式直流燃燒器。均等配風(fēng)方式是采用一、二次風(fēng)口相間布置，即在兩個(gè)一次風(fēng)口之間均等布置一個(gè)或兩個(gè)二次風(fēng)口，或者在每個(gè)一次風(fēng)口的背火側(cè)均等布置二次風(fēng)口。在均等配風(fēng)方式中，一、二次風(fēng)口間距相對較近，一、二次風(fēng)自噴口噴出后能很快得到混合，故一般適用于煙煤，揮發(fā)分較低的貧煤。
在燃燒器高度方向上，根據(jù)燃燒器可擺動(dòng)的特點(diǎn)考慮到燃燒器下擺時(shí)應(yīng)保證火焰充滿空間和煤粉燃燒空間，故燃燒器下排一次風(fēng)口中心線到冷灰斗拐角處留有5547 mm的較大距離。同時(shí)為了保證煤粉的充分燃燒，從燃燒器最上層一次風(fēng)口中心線到分隔屏下沿（即爐膛出口），設(shè)計(jì)有較大的燃盡高度，為20116mm。
2、鍋爐原設(shè)計(jì)燃燒器（組）對褐煤的不適應(yīng)性分析
由于褐煤揮發(fā)分含量高和析出溫度低、著火點(diǎn)溫度低，摻燒褐煤后燃料著火點(diǎn)提前，低負(fù)荷下對鍋爐燃燒穩(wěn)定性有一定幫助，因此摻燒褐煤后，鍋爐燃燒的穩(wěn)定性將提高，但隨著褐煤摻燒比例的增加，穩(wěn)定性增加到一定程度后將不再增加，而由于著火提前，以及褐煤灰熔點(diǎn)低，將會(huì)出現(xiàn)燃燒器區(qū)域及爐膛內(nèi)其它部位局部結(jié)渣的狀況。
在燃燒過程中，煤粉顆粒中所含的易熔或易氣化的物質(zhì)迅速揮發(fā)，成氣態(tài)進(jìn)入煙氣中，當(dāng)溫度降低時(shí)再次凝結(jié)，或者粘附在煙氣沖刷的受熱面或爐墻上，或者凝結(jié)在飛灰顆粒表面，成為熔融的堿化物膜，然后粘附在被其沖刷的受熱面上形成初始結(jié)渣層，成為結(jié)渣發(fā)展的條件。結(jié)渣是鍋爐運(yùn)行中比較普遍的問題，一般情況下，隨著煙氣一起運(yùn)動(dòng)的灰渣顆粒，由于爐膛水冷壁受熱面的吸熱而同煙氣一起被冷卻，如果液態(tài)渣粒在接近水冷壁或爐墻前已因?yàn)闇囟冉档投�，�?dāng)附著在受熱面管壁上時(shí)，將形成一層疏松的灰層，運(yùn)行中通過吹灰很容易除掉。但當(dāng)燃料的灰熔點(diǎn)較低，結(jié)渣性較強(qiáng)時(shí)，在溫度水平較高的爐膛內(nèi)一部分灰顆粒已經(jīng)達(dá)到熔融或半熔融狀態(tài)，若這部分灰顆粒在到達(dá)受熱面前未得到足夠冷卻達(dá)到凝固狀態(tài)，具有較高的粘結(jié)能力，就容易粘附在受煙氣沖刷的受熱面或爐墻上，甚至達(dá)到熔化狀態(tài)，粘附熔融或半熔融狀態(tài)的灰顆粒和未燃盡的焦炭使結(jié)渣不斷發(fā)展。
原爐最大連續(xù)出力工況爐膛截面熱負(fù)荷設(shè)計(jì)值qF(MCR)為5.6 MW/m2，爐膛容積熱負(fù)荷qv(MCR)為99.4 kW/m3，hi（最上層煤粉噴口至折焰角尖端的鉛直距離）為20.116 m，均為燃燒煙煤鍋爐可選范圍的上限值，而與燃燒褐煤鍋爐的可選范圍相比，選用值就更高了，所以當(dāng)摻燒褐煤時(shí)就容易產(chǎn)生爐內(nèi)結(jié)渣和受熱面局部結(jié)渣問題。
對于單只燃燒器，為了防止結(jié)渣，褐煤鍋爐燃燒器風(fēng)速一般在28 m/s左右，而原爐設(shè)計(jì)風(fēng)速只有23 m/s，若單純提高一次風(fēng)量從而提高一次風(fēng)速，會(huì)造成風(fēng)煤比失衡，可能會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)空氣動(dòng)力T況不良，造成高溫?zé)煔鉀_刷水冷壁面，熔渣在未凝固前接觸壁面而結(jié)渣。另外褐煤鍋爐燃燒器在設(shè)計(jì)時(shí)一股增設(shè)防焦風(fēng)，用以防止燃燒區(qū)域結(jié)渣，而哈三600MW鍋爐原設(shè)計(jì)因燃用煙煤無此設(shè)置。
對于燃燒器組：褐煤鍋爐燃燒器組設(shè)計(jì)時(shí)為降低爐膛燃燒器區(qū)壁面熱負(fù)荷強(qiáng)度，防止?fàn)t膛結(jié)渣，燃燒器各噴U之間的間距都會(huì)拉大，大于煙煤鍋爐，同時(shí)配合鍋爐爐膛較高的燃盡高度以防止上爐膛結(jié)渣。常規(guī)煙煤鍋爐設(shè)計(jì)則基本不做這方面的考慮。
3、燃燒器改造方案論證
3.1各燃燒器本體改造（方案一：小改造）
將燃燒器改為相對適應(yīng)摻燒褐煤燃燒的燃燒器，設(shè)計(jì)選擇合理的燃燒器噴口結(jié)構(gòu)、合適的高寬比和出口一次風(fēng)速，同時(shí)增設(shè)防焦風(fēng)，以增加氣流剛度，防止氣流貼壁，防止燃嬈器噴口結(jié)渣、燒損，防止燃燒區(qū)域結(jié)渣。
原燃燒器單只一次風(fēng)噴口結(jié)構(gòu)和改造后的噴口結(jié)構(gòu)見圖l。原有燃燒器噴口結(jié)構(gòu)、高寬比、出口一次風(fēng)速、防焦風(fēng)設(shè)置情況與改造成的燃燒器對比分析見下表。
3.2燃燒器組整體改造（方案二：大改造）
在方案一的基礎(chǔ)上，再考慮改變?nèi)紵鹘M的整體結(jié)構(gòu)，拉大燃燒器組各燃料噴臼之間的間距并合理配置二次風(fēng)噴口，以有效降低爐膛燃燒器區(qū)壁面熱負(fù)荷強(qiáng)度，可有效解決爐膛燃燒器區(qū)可能出現(xiàn)的結(jié)渣問題。
600 MW鍋爐燃燒器組一般設(shè)15個(gè)風(fēng)室，6層一次風(fēng)噴嘴，整體布置形式見圖2。改造后將各一次風(fēng)噴口間距h1h2、h3、h4、h5加大，可有效改善爐膛熱負(fù)荷過于集中的現(xiàn)狀，防止結(jié)焦。同時(shí)可對二次風(fēng)噴口寬度B進(jìn)行調(diào)整，從而將燃燒器組總的高寬比H/B調(diào)整為適應(yīng)燃燒褐煤的數(shù)值。
方案二的改動(dòng)量較大，燃燒區(qū)域的水冷壁開口位置、相應(yīng)風(fēng)箱結(jié)構(gòu)、安裝開口位置等都需要相應(yīng)改變，改造工作量較大。另外，由于鍋爐燃盡高度已定，無法進(jìn)行更大規(guī)模的改造，過度拉大燃燒器各噴口之間的間距會(huì)造成鍋爐爐膛整體燃盡高度縮小，加大上爐膛結(jié)渣的可能性。因此小推薦這種大規(guī)模的改造方案。
4、結(jié)束語
綜上所述，對燃燒器方面的改造方案推薦采用方案一，在方案一的基礎(chǔ)上再合理地校正組織爐內(nèi)空氣動(dòng)力場并安裝校準(zhǔn)風(fēng)粉在線監(jiān)測系統(tǒng)：以便于運(yùn)行人員日常運(yùn)行中進(jìn)行在線監(jiān)控鍋爐燃燒工況。日常運(yùn)行中積極有效的一、二次風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)煤比調(diào)整，對于摻燒褐煤尤為重要，及時(shí)正確的日常燃燒調(diào)整是預(yù)防結(jié)渣的重要手段之一。
相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、
生物質(zhì)蒸鍋
2、
秸稈壓塊機(jī)
3、
木屑顆粒機(jī)
