300WM锅炉燃烧调整技术

欢迎各位领导、专家光临指导！贵州黔西中水发电有限公司生产准备部锅炉燃烧调整技术交流何道春2005年6月锅炉燃烧调整技术交流提纲一、我公司＃1、＃2锅炉设备及燃料特性简介。二、我公司＃1、＃2锅炉制粉系统及燃烧器布置。三、我公司＃1、＃2锅炉燃烧器简介。四、结合纳二电厂整组试运转过程中出现的异常情况，浅谈我公司＃1、＃2锅炉燃烧调整的方法和思路。锅炉设备简介我公司一期工程装机容量为4×300MW汽轮发电机组。#1、#2锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司引用英国三井巴布科克（MitsuiBabcock）技术生产的HG-1025/17.3-WM18型。锅炉为亚临界、自然循环、一次中间再热、“W”火焰燃烧方式、双拱单炉膛、平衡通风、尾部双烟道、烟气挡板调温、固态排渣、露天布置、全钢架悬吊式汽包炉，燃用煤种为无烟煤；机组配置容量均为15%BMCR的高、低压两级串级旁路。燃烧系统采用双进双出磨煤机正压直吹式制粉系统和平衡通风烟风系统，燃烧方式为“W”型火焰燃烧，在炉膛前后拱上分别布置燃烧器，在下炉膛四周敷设了640m2的卫燃带。锅炉配置4台BBD-4060型双进双出钢球磨煤机，2台离心式一次风机，2台动叶可调轴流式送风机，2台静叶可调轴流式吸风机，2台100％容量密封风机，8台称重式全封闭给煤机，2台290m2双室四电场静电除尘器（除尘效率≥99.4%），空预器采用三分仓容克式空气预热器，冷端传热元件采用耐腐蚀的Corten钢或搪瓷制造，防止低温腐蚀。除灰渣系统采用灰渣分除、功能分区设计，除灰除渣统一布置在灰库区，便于运行和管理。除灰系统采用正压密相气力输灰系统，两台炉为一个单元，按燃用设计煤种排灰量的150%设计，出力83.5t/h，范围包括电除尘灰斗和省煤器灰斗，每两台炉设一座1500m3的粗灰库，四台炉共设一座1500m3的细灰库，粗细灰分开储存，经加湿搅拌后由汽车运至灰场；炉底除渣系统采用每炉配单台刮板捞渣机和移动渣斗，经移动渣斗浓缩脱水后由运渣汽车外运到灰场存放。燃烧器的布置：锅炉燃烧方式采用正压直吹式，每台锅炉配置四台BBD-4060型双进双出钢球磨煤机，一次风送粉，“W”型火焰燃烧。煤粉燃烧器将旋风分离式（旋风子）燃烧器和直流缝隙式燃烧器两者结合起来，既用旋风分离器来浓缩煤粉，又用直流缝隙式燃烧器将煤粉气流喷入炉膛，燃烧器错列布置在锅炉前后墙拱上，前后拱上各有8个燃烧器（16个浓、淡燃烧器喷口）。每个煤粉燃烧器配有一只油燃烧器，用于煤粉燃烧器的点火和稳燃，在前墙冷灰斗处配有4只稳燃油枪，用于锅炉启动时或低负荷时稳燃。油枪采用机械雾化，油枪及高能点火器由各自的气动执行机构驱动，远操程控。锅炉配置炉膛安全监督系统（FSSS）与机炉协调控制系统（CCS）。在炉膛上部两侧墙上，装有彩色电视摄像装置，可准确地从CRT上看到炉内燃烧的实况。两侧墙上装有烟气温度探测装置。炉膛燃烧器区域装有主火检监测装置和高能点火器火检监测装置。锅炉主要设计参数序号项目单位MCR工况ECR工况1过热蒸汽流量t/h10259032再热蒸汽流量t/h8477513汽包工作压力MPa18.7718.324过热器出口蒸气压力MPa17.417.245过热器出口蒸汽温度℃5405406再热器进口压力MPa4.013.577再热器出口压力MPa3.833.418再热器进口温度℃327.9315.89再热器出口温度℃54054010锅炉给水温度℃281.9274.111锅炉一次风进风温度℃262612锅炉二次风进风温度℃232313锅炉一次风热风温度℃33632714锅炉二次风热风温度℃35334215锅炉排烟温度（修正前）℃12811916锅炉排烟温度（修正后）℃12311417炉膛出口烟温℃103099318单个燃烧器出力t/h3.98819燃烧器一次风速m/s10锅炉主要设计参数20燃烧器二次风速m/s3521燃烧器三次风速m/s3522燃烧器一次风率%1723燃烧器二次风率%7024燃烧器三次风率%1025空预器一次风压降Pa38626空预器二次风压降Pa98427燃烧器一次风压降Pa150028燃烧器二次风压降Pa80029燃烧器三次风压降Pa80030烟气侧总阻力Pa230031炉膛容积热负荷kW/m394.785.232下炉膛容积热负荷kW/m3162.8146.633炉膛截面热负荷kW/m22432.82190.534计算燃料消耗量t/h125.611935锅炉效率（保证值）%90.2锅炉热平衡（设计煤种：100%负荷）序号项目符号单位数值1排烟热损失q2%4.772化学不完全燃烧热损失q3%03机械不完全燃烧热损失q4%4.64散热损失q5%0.276锅炉效率η%90.27计算燃料消耗量（BMCR）Bt/h125.6.8炉膛出口过量空气系数α/1.21锅炉设计燃料黔西电厂4300MW工程设计煤种、校核煤种均为黔西无烟煤，锅炉燃油为燃用＃0轻柴油，具体燃料资料如下：1、设计煤种元素分析及工业分析序号项目单位设计煤种校核煤种1收到基碳Car%63.5258.022收到基氢Har%2.091.903收到基氧Oar%1.020.894收到基氮Nar%0.920.835收到基硫Sar%0.690.696收到基灰份Aar%23.7627.677收到基水份Mar%8.010.08空气干燥基水份Mad%2.252.759干燥无灰基挥发份Vdaf%7.356.9510可磨性系数HGI555511收到基低位发热量Qnet,arkJ/kg23082（5522大卡）20992（5095大卡）2.灰渣特性序号项目单位设计煤种校核煤种1二氧化硅SiO2%49.2549.252三氧化二铝Al2O3%33.3633.363三氧化二铁Fe2O3%6.666.664二氧化钛TiO2%3.043.045氧化钙CaO%2.452.456氧化镁MgO%0.960.967氧化钾K2O%1.201.208氧化钠Na2O%3.473.479三氧化硫SO3%0.160.1610灰变形温度DT℃1105110511灰软化温度ST℃1500150012灰半球温度HT℃1500150013灰流动温度FT℃1500150014灰比电阻测试温度18℃Ω.cm2.051093.59109测试温度80℃Ω.cm3.3010103.301010测试温度100℃Ω.cm1.0010111.001011测试温度120℃Ω.cm2.3810112.381011测试温度150℃Ω.cm3.0010113.001011测试温度180℃Ω.cm1.1210111.1210113、煤的着火稳定性、结渣性、燃尽性、灰的粘污性及磨损性分析项目设计煤种校核煤种挥发分Vdaf,%7.356.75Cgd/Var12.6113.81Td,℃641642普华着火稳定性指数Rw4.314.23B&W着火指数Ig5.113.49着火特性难燃难燃普华燃烬指数Rj3.053.10通用着火指数Fz0.390.33燃烬特性极难极难结渣指数Rs0.120t2,℃＞1500＞1500SiO2/Al2O31.481.48B/A0.170.17结渣特性轻微轻微灰的粘污特性中等中等灰的磨损指数Hm23.727.6灰的磨损特性严重严重结论：低挥发份、常灰份、常水份、中硫份、不易结渣，中等沾污，严重磨损，极难着火，极难燃烬,4.锅炉点火及低负荷助燃用油按0号轻柴油设计运动粘度(20℃)3～8CST比重0.83～0.87t/m3机械杂质无收到基灰份Aar0.02%收到基水份Mar痕迹收到基硫份Sar0.2%闭口闪点65oC凝固点不高于0oC低位发热量39776～41870kJ/kg制粉系统及燃烧器布置#1、#2锅炉采用4台双进双出钢球磨煤机，正压直吹式制粉系统(见图1-5)，每台磨煤机带8只煤粉燃烧器，共32只直流狭缝式燃烧器(见图1-4)，煤粉喷口与二次风口相间单排布置在炉膛前、后拱顶上，每个一次风喷口间距552mm，为保证一次风煤粉不冲刷水冷壁，最外侧一次风喷口中心线至侧水冷壁留有较大间距，煤粉气流与炉中心线平行喷入炉内，避免了火炬短路上飘，保证了W火焰的对称性，使火焰在炉内具有良好的充满度，为煤粉的燃烬创造了有利条件。煤粉分离器布置在燃烧器入口，浓一次风煤粉从水冷壁前、后拱内侧把煤粉送入炉膛，淡一次风煤粉（乏气）从锅炉前后拱水冷壁侧做为乏气送入炉膛。燃烧所需二次风，分两部分送入炉膛，一部分做为上二次风，由前、后拱顶喷入炉膛，主要提供煤粉初期燃烧所需的空气，另外较高的二次风速可以保证形成良好的空气动力场，另一部分二次风做为下部三次风由锅炉下部冷灰斗喷入炉膛，主要提供煤粉燃烧后期所需的氧气，确保煤粉的充分燃烬，也实现分级燃烧，抑制了NOX生成，并且避免了燃烧器主气流冲刷冷灰斗形成结渣，为形成炉内良好的空气动力场创造了有利条件。本工程油燃烧器的输入热量按30%B-MCR计算，共设计20只机械雾化式油枪，其中16只布置在前、后拱上二次风口内，另外4只布置在炉膛下部前水冷壁上，油枪采用高能点火器点火，并配有进退驱动装置，完全满足了程控点火的要求。BBCCAADD磨煤机与燃烧器的对应关系#1、#2锅炉燃烧器简介1、炉膛和燃烧系统炉膛设计完全取决于要燃用的燃料，特别是燃料的挥发分含量。传统的墙式燃烧机组采用圆形旋流燃烧器，一般要求挥发分水平大约在15-20%（干燥无灰基）或更高：低于这个水平，火焰将趋于不稳定。纳雍燃用的煤种规范包括挥发分低至7%的煤质（干燥无灰基—可燃基挥发分含量低于2%）。因此下冲式炉膛布置就成为本项目的唯一选择。通过应用燃用无烟煤的经验，纳雍的具体炉膛外形和尺寸的选择适合于纳雍无烟煤的特性。三井巴布科克的炉膛和燃烧器设计在逻辑上和技术上考虑了燃用低挥发分燃料所涉及的过程及其要求，即—点火快速加热会释放出最多的挥发分NOx高温区缺氧燃尽温度适宜并有充足的氧气热负荷可预测的吸热量燃烧器和炉膛完全兼容，燃烧器的详细设计是为了确保充分利用可用的表面和停留时间。如果火焰太长或太短，炉膛热负荷就会不同于预测值，进而影响蒸汽温度。采用直吹式双面管磨机制备煤粉，制备的煤粉细度高、干燥可靠、维修成本低。炉膛设计的选择是为了提供适当的参数。这些参数确保将结渣和NOx保持在最低水平。同时也是按照纳雍煤质的燃尽要求和确保充分燃烧和良好的锅炉整体效率所必要的停留时间而选定的。炉膛下部的作用是提供尽可能多的高温停留时间。使用大面积的耐火材料（其形式为表面光滑、易于装配/拆除的瓷砖）将热量辐射到进入下炉膛的高温燃料空气混合物。炉膛肩部产生一个循环区域，使热燃烧气体进入火焰根部，有助于初期点火。三井巴布科克采用预制瓷砖，装配在膜式壁上，不装在受压件上。瓷砖形成光滑的表面，防止在燃烧器附近的高热流量区域结渣和形成空气膜。瓷砖固定在隐蔽的销钉上，销钉从炉墙的膜式壁部分凸出。这种支撑方法确保即使在可能发生的结渣情况下固定机构仍然得到保护，因此降低了瓷砖的损耗，提高了瓷砖的有效性。为了确保不结渣及不影响燃烧器允许，耐火材料瓷砖并不敷设在拱的下侧或三次风入口附近区域。由于采用敷设的方法，耐火材料的位置可以变动，按照调试的要求能够进行修改。八角布置方案是由汽包运行时的高压所要求的。高压下蒸汽和水的密度差较低，意味着需要很大一部分蒸汽（重量比）来保持循环倍率，除非采取措施降低回路的压力降。三井巴布科克的设计采用部分蒸汽来维持循环倍率并采用内螺纹管来解决此问题，内螺纹管有能够显著扩大蒸汽品质范围的特性，在这个范围内能够可靠的保持核态沸腾。下炉膛八角型布置方案使敷设耐火材料的炉墙能够吸收以前不能吸收的热量。炉膛斜坡处的管子均始于前墙，止于后墙，处于灰斗斜坡、拱开口孔型、前炉膛、循环井等热负荷高的区域。斜坡上下均有分叉。三井巴布科克下炉膛提供了极长的高温停留时间，这只有通过正确选择燃烧器空气/燃料进入速度才能实现。拱以上的上炉膛没有耐火材料，配有吹灰器以保证可靠的热力性能。2、煤粉燃烧器下冲式炉膛配有三井巴布科克的高穿透性扁焰燃烧器，成排沿着锅炉宽