(四角重点)大型锅炉燃烧优化调整

1、大型锅炉燃烧优化调整何大方(北仑电厂 , 浙江北仑 315800关键词 :过热器超温 ; 掉焦 ; 锅炉效率 ; 燃烧调整摘要 :北仑电厂 1号炉由于设计等方面的原因 , 在运行初期表现为结焦严重 、 管壁温度大面积超温 、 飞灰可燃 物居高不下 、 电除尘效率低等症状 , 对产生的原因作了分析 , 并对此进行了长期的燃烧调整 , 最终解决了问题 。 中图分类号 :T K 22711; T K 22712 文献标识码 :B 文章编号 :100129529(2001 02200122031设备特点1号锅炉系美国燃烧工程公司 ( 司 锅炉设 计 蒸 发 h 力 1812 M Pa , 主 、 54

2、0。设计炉膛有效输入热功率 1752MW 。 采用 CE 典型的低 NO X 直流燃烧器 , 燃烧器切圆直径 116, 燃烧器喷口一 、 二次风口相间布置 , 燃烧 器顶部布置 2只控制 NO X 排放的过燃风喷口 , 燃 烧器总高度 16117m , 共布置 15只喷口 , 燃烧器 单只 喷 口 设 计 热 功 率 84115MW 。 炉 膛 面 积 19156×16143(m 2 , 燃烧器顶层喷口至屏过距离 16117m 。上述设计造成炉膛截面宽深比过大 (其 值为 1119 和相对较大的炉膛切圆直径 ; 燃烧器 射流与两侧炉墙之间的夹角差增大 (夹角分别为 35°和

3、 42° ; 较小的炉膛截面与 16117m 高度的燃 烧器组成的燃烧室使炉膛燃烧器区域壁面热负荷 高达 2118MW m 2。2存在问题(1 结焦 、 落焦 、 掉大焦从冷灰斗看火孔中可以明显看到锅炉大量的 , 落渣的密度和颗粒大小受锅炉运行负荷与 当时燃用的煤种影响很大 。 落渣中最大颗粒的直 径有 10c m 左右 , 在看火孔处能听到落焦碰击水 冷壁管的撞击声和落入水中时的 “爆裂” 声 。 , 引起炉膛压 力大于 100kPa 的扰动 , 曾发生过大量落焦产生 M FT 。 在锅炉的折焰 角下部和大屏过热器壁面上可以看到均匀的焦 层 。 大屏过热器上的焦层厚度根据锅炉负荷和

4、煤, 炉右侧折焰角的下 10。(2 热偏差大运行中低温过热器进口两侧烟温差高达 200 。 为防止高温侧过热器和再热器管壁发生超温 , 在运行中被迫采用降低汽温的方法加以控制 , 而 这样做造成两侧减温水调节阀的开度差高达 60%70%, 严重时两侧减温水调节阀开度差高 达 100%。 过热器和再热器的壁温沿炉膛分布呈 现典型的不对称 “马鞍形” , 最高过热器再热器壁 温发生在靠近炉右侧墙 011015锅炉宽度的地 方 , 再热器壁温极差高达 150 。过热器 、 再热器 壁温最高点运行在报警点附近 , 当锅炉工况不稳 定和煤种不良时就会发生较长时间的超温 。 (3 飞灰颗粒大 , 可燃物含

5、量高运行中锅炉飞灰可燃物高达 7%8%。对飞 灰进行细度试验发现 , 飞灰粒度最大直径为 018 019mm , 且飞灰可燃物含量的高 、 低正比于飞 灰粒度大小的变化 , 受煤种变化影响大 。 由于电除 尘器的电场力不能克服大粒飞灰的惯性 , 降低了 电除尘的效率 。3燃烧分析(1 大容量锅炉的燃烧特点目前大容量锅炉燃烧组织过程中的主要矛盾 是燃烧过程中的前期补氧和减少 NO X 的排放 。 前 期补氧和减少 NO X 的排放是一对矛盾 , 前期补氧 能有效地减少锅炉运行中的结焦和飞灰可燃物含 量 , NO X 的排放 。, 控制燃烧器出口射流 偏斜是防止锅炉运行发生过多结焦和减少煤粉未21

6、华东电力 2001年第 2期。 在运行中 , 随 , 即决定于炉 。 锅炉 运行中的实际切圆直径还同燃烧器喷口摆角大小 有关 。 运行中过大射流偏斜会引起煤粉气流着火 提前 , 如果这时火炬的前期补氧没有及时跟上 , 就 会使火炬的部分区域的还原反应程度加重 , , 同, 因水冷壁面的 , 已脱离主汽流的煤粉往往在未燃烬前 。(2 热偏差与结焦,。 当这两个热偏差 落在同一侧或同点上时就会使这部分的过热器和 再热器管发生超温 , 影响运行的安全性 。 锅炉设备 、 再热器的结构 , , 主要是通过改造 ; 锅炉设备的烟侧热偏差 , 虽然主要 决定因素是锅炉结构 , 但是锅炉的燃烧组织对烟 。

7、烟侧热偏差产生的主要原。 四角燃烧锅炉的优点是炉膛火焰旋 , 煤的燃烬和煤种适应性好 , 但是它存在烟 , 且这种热偏差会随 。(3 烟气分布不均产生的热偏差烟气在炉膛出口处发生 90°折角转弯时 , 由 于烟气转弯需要向心力 , 因此外圈烟气的静压力 , 而在靠近两壁处的烟气由于侧壁 , 所需要的向心力比中心流 。 , 沿两侧壁面形成 , 当炉膛内旋转前 进的烟气流过该处后烟气的残余旋转与二次涡流 合成时 , 一侧旋转强度得到了明显的增强 , 另一侧 的旋转强度受到明显的减弱 , 造成烟道两侧较大 的烟气速度场偏差 。 1号炉切圆旋转方向为逆时 针方向 , 表现为烟道右侧的烟气流速

8、明显大于左 侧 。(4 飞灰浓度分布不均产生的热偏差由于炉膛出口处烟气残余旋转造成的烟道两 侧速度偏差 , 以及飞灰的飞行惯性 , 烟气中的飞灰 就发生了严重的两则分配不均现象 , 在烟道中就 会产生一个因飞灰浓度分配不均而形成的烟侧热 偏差 , 这种飞灰分配不均现象会随着飞灰粒度大 小的增加而增加 。炉膛内飞灰是依靠烟气输送的 , 所以烟气速 度场分配不均产生的热偏差和因飞灰分配不均产 生的热偏差发生在同一侧 , 两者叠加使烟道两侧 产生更大的热偏差 。 减少这种热偏差的模型是 , 在 , 减小火炬上 , , 防止产生过四角燃烧方式的锅炉 , 在运行中炉膛中间会 形成一个强烈旋转的燃烧火球

9、, 这个燃烧火球是 燃烧器各射流共同作用产生的结果 。 燃烧理论研 究表明这个火球有准刚体的性质 , 燃烧时火球表 现出来的刚度和粘度随锅炉负荷的上升而上升 , 随燃用煤种的改变而改变 。 这就是说 , 为组织良好 的燃烧工况 , 则要求燃烧器射出的射流有一定的 能量 , 确保各射流对燃烧火球有足够的穿透作用 。 这就是要求运行中的燃烧器射流能量要随着锅炉 负荷上升而上升 。, 就会发生该一次风射流不能射入燃烧火球而 发生较大的偏斜 , 使该射流部分或全部发生脱离 主气流而落入水冷壁附近的低温区 , 水冷壁附近 的低温使这部分还未完全燃烧的煤粉熄灭 , 发生 不完全燃烧损失 , 同时脱离主气流

10、的一次风射流 因得不到足够氧气的及时补给使火炬发生较强的 还原燃烧而产生大量的结焦 。 当二次风射流因动 量低发生射流偏斜时 , 第一 , 减弱了对整个炉膛火 球的扰动 , 影响煤粉的燃烬 ; 第二 , 使部分区域发 生缺氧而发生还原燃烧 , 其结果使锅炉结焦量增 加 。CE 四角燃烧器配有 3种风门 , 分别是过燃 风 、 燃料风和辅助风 , 燃烧配风采用均匀配风方 式 。 燃烧器配风是通过执行各小风门的控制曲线 进行的 。 原设计过燃风 OB 、 OA 是根据机组负荷 大小进行变化的 , 风门控制曲线的 K 值均为 4, 0A 过燃风门在机组 50%负荷开始开启至 75%负 312001年

11、第 2期 华东电力荷时全开 ; OB 过燃风门在机组 75%负荷时开始 开启至 100%负荷时全开 。 燃料风门开度受各对 应给煤机出力大小控制 , 控制曲线的 K 为 0185, 给煤机出力 25%点为风门开启点 。二次风开度受 统一的炉膛二次风箱差压曲线控制 , 通过调整辅 助风门开度来控制炉膛风箱差压在曲线要求范围 内 。 过燃风和燃料风控制曲线如图 1 。图 1, 我们对锅炉燃烧配风和 燃烧组织进行以下优化调整 :(1 减少过燃风风量 , 提高其它投运风门喷 口的出口风速 改变过燃风 OA 风门控制曲线 , 把控制曲线 的斜率 K 从原来的 4降为 214, 并限定该风门的 最大开度为

12、 60%, 过燃风 OB 的控制曲线保持原 状 , 运行中建议最大开度控制在 60%左右 。调整后的过燃风控制曲线如图 2。图 2调整后的过燃风控制曲线 (2 改变燃料风门的控制曲线把原来统一燃料风门的控制曲线根据燃烧的3组不同的控制曲线 。它们分别是 、 F , B 、 E 磨燃料风控制曲线及 C 、 D 磨燃料风控制曲线 , 满足燃烧器中各喷口对风量的不同要求 。 考虑到锅炉对多种煤种的适应性 , 对各燃料风曲线进行分段 。 调整后的燃料风控制 曲线如图 3。图 3(3 , 控制运行燃烧器 , 关闭上部多余的二次风喷口 。(4 根据负荷合理投运磨煤机台数控制 600MW 负荷时最多投运 5

13、台磨 , 500MW 以下负荷时最多投运 4台磨 。5优化结果经过以上燃烧配风和燃烧组织调整 , 锅炉运 行的安全和经济性得到明显的提高 。 优化运行 2年来锅炉飞灰可燃物含量控制在 110%115%左右 , 比调整前下降了 610%左右 , 提高锅炉效率110%左右 , 烟气 NO X 含量控制在 550m g m 3左 右 。 飞灰颗粒下降 1015, 飞灰粒度的下降使电 除尘的效率得到明显的提高 。偏差 , 低温过热器进口两侧烟气温差下降到 120 , 比原来下降了 80 。在正常负荷变化范围内 (300600MW 过热汽温和再热汽温控制在 535540 , 比调整前提高了 510 ,

14、提高了机组 的热效率 。 大屏过热器严重结焦现象得到解决 , 燃烧优化调整以来锅炉很少发生落大焦 。 1999年还对锅炉部分再热器受热面加装节流圈改造 , 使锅 炉过热器 、 再热器热偏差从水侧和烟侧得到了较 好的解决 。 目前运行中过热器 、 再热器壁温极差控 制在 80左右 , 过热器最高运行壁温为 580 , 再热器最高运行壁温控制在 570 。收稿日期 :2000210216节约用电利国利民41华东电力2001年第 2期 62EAST CH INA EL ECTR I C POW ER 2001 2ABSTRACTS OF M A IN ARTI CL ESSta tic Var Ge

15、nera tor and itsM icroprocessed Con trol TechnologyS u S h ip ing (E lectric Pow er In stitu te of Changsha Changsha 200093L iu Gu iy ing (E lectric Pow er Schoo l of Changsha , Changsha 410131Key words :static var generato r ; m icrop rocessed con tro l ; tran sien t harm on ic cu rren t ; d 2q tra

16、n sverse Abstract :T he w o rk ing p erfo rm ance and the p rinci p le of m icrop rocessed con tro l of 32p hased static var generato r are decribed and analysed . T he detecti on m ethod of the tran sicn t pow er and h igh o r 2 der harm on ic cu rren t based on d 2q tran sverse is and finally give

17、n .D igestion and Appl ica ng Sof tware PSS E for Power Syste mZ ing F u ieshen (ECEPTR I , Shanghai 200473Key words :pow er m si m u lati on ; data tran sferAbstract :B ased on analyse the difference and co rrelati on betw een pow er flow m odel of PSS E and that of B PA , the pow er flow data tran

18、 sfer m ethod betw een PSS E and B PA and the com p arison resu lt are given and a si m p le , p ratical pow er flow m app ing ou tp u t p lan is suggested . T he in structi on sk ill of PSS E and the exp erience of characterized fo llow 2up developm en t are summ arized .Opti m iz i ng Adjust m en

19、t of Co m bustion for Large Bo ilerH e D af ang (B eilun Pow er P lan t , B eilun , Zhejiang 315800Key words :sup erheater over 2tem p eratu re ; slag falling ; bo iler efficiency ; com bu sti on adju stm en t Abstract :D ue to the design defect and o ther p rob lam s , B eilun Pow er P lan ts N o .

20、 1bo iler had been suf 2 fered from heavy slagging , large area of tube over 2tem p eratu re , h igh con ten t of com bu stib les in flyash and low efficiency of ESP at the begin ing of com issi on ing . T hese sym ton s has been deep ly analysed and a tho rough investigati on fo llow ed w ith a long 2term com bu sti on calib rati on has been carried ou t and a satisfacto ry resu lt ob tained .Severa l