发展超临界W火焰炉的几点思考ppt课件

1、华电电力科学研讨院我国经济运转研讨所我国开展超临界W火焰炉的几点思索 刘鹏远我国W火焰炉开展的三个阶段1、300 MW亚临界上世纪90年代 突出问题：下炉膛结焦，飞灰可燃物10%，CO1000 ppm,锅炉效率 8085%。2、600MW亚临界本世纪前10年 增大了下炉膛容积，设置专门防焦风，调整了对煤粉细度的要求，锅炉效率 8891%，是运转较为稳定的一种炉型。3、600MW超临界2021年开场 熄灭效率方面没有质的飞跃，水冷壁系统构造有大幅变动，实现锅炉长周期稳定运转是一项挑战。 截止2021年11月，我国已投产16台600MW超临界W火焰锅炉东锅(7)哈锅(3) 上锅(1)北京B&W(5

2、)珙县电厂No12机组镇雄电厂No12机组合山电厂No3机组金竹山电厂No3机组福溪电厂No12机组塘寨电厂No1机组国电荥阳No12机组南宁电厂No12机组兴义电厂No12机组威信电厂No1机组此种炉型依然是无烟煤发电的首选，在此炉型的利用上我们国家积累了大量的阅历教训 根据“消费实时监控系统设备缺陷统计及“600MW超临界W火焰炉月报统计数据，集团公司所属珙县、镇雄、塘寨电厂600MW超临界W火焰炉机组投产以来共发生41台次机组强迫停运事件，其中锅炉设备缘由32台次。水冷壁系统问题垮焦煤质差风机、空预器及其它珙县电厂5328镇雄电厂335塘寨电厂21合计10 (31.25%)6214华电集

3、团8台超临界机组在设计阶段做过相关优化任务1锅炉燃烧、制粉系统优化选型与设计塘寨、珙县对燃烧系统、制粉系统进行优化，提高燃烧效率，降低NOx排放，改善炉膛局部结渣严重等情况2600MW超临界燃用无烟煤W火焰炉少油点火技术攻关珙县对于低挥发分的无烟煤实现少油点火技术，节省起炉点火和低负荷稳燃、助燃时的油耗，同时要求不影响锅炉的安全运行。3针对燃用高硫煤锅炉“四管”耐腐蚀技术攻关珙县西南地区燃煤煤种硫分高，对四管的耐腐蚀问题造成了较大的威胁，课题主要研究相关有效措施提高四管的耐腐性。4 采用脱硫添加剂提高脱硫效率的技术研究 珙县 研究脱硫添加剂对脱硫系统的影响5基于三维W火焰炉炉内温度场测量技术的

4、燃烧优化控制技术研究 镇雄 通过对炉膛火焰进行实时采集与分析，获取炉内温度场分布状况，研究温度场与最佳运行工况关联性，开发计算机开环系统指导运行，提高锅炉性能 6取消GGH后，锅炉尾部烟道及烟囱耐腐蚀技术研究 塘寨 课题对取消GGH后，防止锅炉尾部烟道及烟囱因低温烟气结露而引起酸性腐蚀进行研究经过设计优化后处理在300MW和600MW锅炉上存在的一些问题 引入防焦风+炉膛热力参数优化减缓结焦 制粉系统配备动态分别器+熄灭系统配风优化提高了熄灭稳定性，降低飞灰含碳量 引入燃尽风系统降低氮氧化物排放项目符号单位工况1工况2工况3工况4工况5负荷MW550595598601599炉渣可燃物Cf%6.

5、803.924.042.184.84飞灰可燃物Cb%4.505.558.075.275.08排烟温度py123.9117.2116.7116.1116.7锅炉热效率%91.2690.2387.6391.1690.58NOx排放量（O2=6%）NOxmg/m3631736628617805600MW超临界W火焰锅炉设计上的难点 拱式熄灭技术+超临界汽水参数系统+垂直管圈低质流量流速 炉膛选型、熄灭系统和水动力设计三者必需结合起来，才干到达低能耗、低污染的预期目的。几种类型的超临界W炉都不约而同的采用了如下一些设计超临界参数：25.4 MPa，566/566汽水系统：低质量流速+垂直管圈+优化内螺

6、纹管 尤其是采用了低质量流速仍能对管壁有效冷却，这项技术的突破是超临界W炉和CFB运用的前提，在国际上是先进的。但此项技术在国际上实际阅历较少。从整个锅炉系统看，除水冷壁系统之外的其它子系统采用的均是目前曾经相当成熟的超临界技术，和如今大量采用的螺旋管圈超临界锅炉是一样的。因此水冷壁系统的平安运转是该型锅炉运转的关键。水冷壁熄灭器开孔大风箱框架600MW超临界W火焰锅炉的症结水冷壁系统从已投产的超临界W炉运转情况看，存在很多共性问题1、前墙水冷壁拉裂变形在各个厂都不同程度的出现过金竹山电厂合山电厂福溪电厂区域类似，炉膛前墙中部水冷壁。标高有所不同，40-50m2、低负荷运转时前墙水冷壁壁温偏向

7、容易过大前期上部水冷壁壁温情况比较(5台磨运转)最低值（）最高值（）最大温度偏差珙县电厂(DG)36044080镇雄电厂(HG)38542540塘寨电厂(HG)38043050威信电厂(DG)37845072合山电厂(SG)380500120南宁电厂(DG)36542651金竹山电厂(B&W)39044050荥阳电厂(B&W)385437523、水冷壁超温景象 上部水冷壁采用光管膜式壁， 资料为12Cr1MoVG，超越500后，资料性能显著下降，容易被拉裂。大范围、大面积的超温景象比较少，但工况变化过程中，部分管壁温度继续偏高的景象仍存在，需引起注重。折焰角斜坡易积灰景象锅炉炉膛压力先到达负的

8、最大值 ：首先是程度烟道垮灰后导致炉膛压力为很大的负值 ；然后在到达正的最大值 ：灰垮到冷灰斗后，炉膛压力到达正的最大值 ；紧接着又是一个正的很高的炉膛压力：由于炉膛压力的猛烈动摇，导致了下炉膛的垮焦，焦垮到冷灰斗后，炉膛压力又到达一个正的高值 保证吹灰正常是极为重要的。灭火过程炉膛压力变化 处理对策：积灰区域加装部分吹灰器扬州电厂加装的部分吹灰喷管 为了更好的分析600MW超临界W炉的特性，利用数值解析技术对4家电厂三种熄灭器、四种炉型构造进展了计算，以获得温度、速度、气体成分等的全炉膛分布情况，辅助优化设备改良。建立模型网格划分 并行反响模型模拟实践熄灭过程改良的熄灭模型0时间)挥发份熄灭

9、焦炭熄灭数值计算先进的NOx模型煤粉熄灭器模型镇雄煤粉熄灭器模型浓粉出口淡粉出口一次风入口一次风入口淡粉出口浓粉出口珙县煤粉熄灭器模型一次风入口淡粉出口浓粉出口塘寨煤粉熄灭器模型熄灭器模拟结果横截面速度云图单位：m/s镇雄煤粉熄灭器珙县煤粉熄灭器塘寨煤粉熄灭器淡测78%浓侧22%淡测69%浓侧31%熄灭器中下部有较明显的二次流存在，是提高分别效果的重要要素。镇雄、珙县熄灭器横截面速度矢量图镇雄熄灭器珙县熄灭器塘寨熄灭器部分速度矢量图 从空气场速度矢量图看出，在叶片迎风面空气受阻，产生分流，分别进入浓侧和淡侧，在叶片背风侧有明显的漩涡区存在。 在分流板入口处，有高速的浓粉气流流过，是防止磨损的重

10、点部位之一。0.01mm跟随性好0.05mm跟随性差0.1mm跟随性差0.2mm二次碰撞塘寨熄灭器粒子轨迹分布中截面温度分布工况一工况二工况三工况四有无燃尽风无有有有三次风下倾角度002040中截面速度矢量场工况一工况二工况三工况四有无燃尽风无有有有三次风下倾角度002040中截面CO浓度分布工况一工况二工况三工况四有无燃尽风无有有有三次风下倾角度002040中截面NOx浓度分布NOx 浓度1129mg/Nm3折算到O2 6%NOx 浓度667.5mg/Nm3折算到O2 6% 工况一 工况三 工况一工况二工况三工况四有无燃尽风无有有有三次风下倾角度002040停用磨煤机B的工况燃尽风三次风下倾

11、角度磨煤机投运台数工况一无06台工况五无05台（B停运）工况一 工况五 停用磨煤机B的工况燃尽风三次风下倾角度磨煤机投运台数工况一无06台工况五无05台（B停运）工况一 工况五 氧浓度速度矢量场停用磨煤机B的工况燃尽风三次风下倾角度磨煤机投运台数工况一无06台工况五无05台（B停运） 中截面速度矢量场比较 中截面温度场比较停用磨煤机B的工况燃尽风三次风下倾角度磨煤机投运台数工况一无06台工况五无05台（B停运）数值计算目前仍在进展的研讨任务： 全炉膛的粒子轨迹图预测易积灰、结焦的部位 停用不同磨煤机时的热流密度分布分析热负荷的偏向 煤种变卦时的影响预测煤种变化对熄灭、排放的影响 不同拱下风入射

12、角度的影响四川第一台超临界W锅炉主要目的主要指标锅炉热效率（%）锅炉额定出力（t/h）空预器漏风率（%）锅炉断油最低稳燃出力（MW）飞灰可燃物（%）大渣含碳量（%）排烟温度（）主汽、再热参数（温度、压力）NOx(mg/Nm3)FGD出口SO2浓度(mg/Nm3)设计值91.31840.625240551321100344.3运行指标#61炉92.781768.097.82/6.63不合格2302-32-3127均能达设计值700-800能够达设计值#62炉92.811768.097.82/6.63不合格2202-32-3132均能设计值700-800能够达设计值提高超临界W火焰锅炉稳定性的措施

13、一运转措施1、加强燃煤采购和掺配掺烧管理，尽能够使入炉煤质接近设计值。火车煤热值最低达15.6MJ/KG，经过合理掺配掺烧平均入炉煤热值约为17.5MJ/KG2、严厉执行防止水冷壁超温及壁温差过大的运转措施，主要包括： 1制定了防止锅炉水冷壁超温的措施及考核方法并严厉执行。主要是对壁温单点超限和最大壁温差超限以及超限时间进展考核。2维持炉内熄灭稳定，并确保炉膛灭火维护安装可靠投入。3超温主要发生在启、停磨煤机及增、减负荷时出现。在加减负荷过程中尽量平稳缓慢，严厉按照负荷曲线进展变动。启动磨煤机时，旁路风在20%左右，容量风不超越5%，开启磨煤机热风门时应缓慢进展，并提示给水调理人员，根据汽温及

14、水冷壁温变化，及时添加给水，调整负荷。停磨时尽量将筒体煤粉抽空，防止再次启动时大量煤粉进入炉内对熄灭呵斥宏大动摇。4在负荷不变的情况下，进展制粉系统切换时，原那么上预备启动的磨煤机在暖磨合格后采用闭磨启动方式，启运后先逐渐关小预备停运的磨煤机的容量风，再缓慢开启刚启运磨煤机的容量风，每次幅度不超越5%，其他磨煤机暂时不做调整，防止熄灭大幅度动摇。5为维持炉膛热负荷尽量均匀，减少热负荷偏向，在条件允许情况下，原那么上480MW-600MW负荷坚持六台磨煤机运转，400MW-480MW负荷坚持五台制粉系统运转，350MW-400MW坚持四台制粉系统运转。 6尽量防止同时对多台磨煤运转形状容量风量进

15、展调整，以防止输入粉量动摇叠加，引起热负荷大的动摇，在稳态下磨煤机出力偏向不大于5t/h。7在机组协调投入的情况下，留意监视运转磨煤机的容量风挡板变化幅度和频率，如变化幅度较大，频率较快，引起水冷壁管壁温度上升，立刻将该磨容量风切换为手动运转。8调整给水时应缓慢平稳，防止因给水流量大幅度动摇而引起管壁超温。在给水投入自动的时候亲密监视给水流量的变化幅度，必要时切为手动方式调整。9做好风煤比的控制和入炉风量的调理任务，在440MW负荷以上时，保证氧量在3.5%-4.0%之间，在440MW负荷以下时，氧量控制在4.0%-5.2%之间，防止低负荷时风量过小引起烟气流分布不均的加剧。 10做好二次风风

16、箱风压控制，保证二次风箱风压在0.75-1.0KPa，最低不低于0.6 KPa。以免二次风刚性差。但是严禁过分关小F风各分门强行提高风压，F风各分门开度按相关规定执行。11在440MW以下时，水冷壁超温情况较为明显，在此区段负荷，应加强调整和监视。原那么上坚持四台磨煤机原那么运转，尽量做到在炉膛宽度方向上热负荷分布均匀。12必需按规定进展炉膛的吹灰任务，在壁温偏向较大情况下，应添加炉膛的吹灰次数。13假设出现超温，开大超温位置的燃尽风门开度，在不掉粉的情况下，适当减小对应的F风挡板开度。14严厉监视水冷壁管壁温度，当超温发生时，降低过热度，将过热度控制在10-20，适当降低主汽参数运转。15在

17、保证管壁不超温的前提下，做好中间点温度、减温水之间相互协调控制，尽量保证主汽温度在额定值运转，汽温调理原那么尽量经过调整过热度，少减温水的方式。严禁采用高过热度，大减温水运转方式，这样既不平安又不经济 。16经常分析磨煤机运转情况，定期检查分析煤粉细度、均匀性、出口一次风风速偏向、煤粉浓度偏向，对动态分别器及其回粉管道定期清理杂物。原那么上保证每台磨煤机每月至少进展一次内部检查发现煤粉细度异常应尽快检查，包括动静态分别器叶片、锁气器、回粉管等。 17严厉执行防止空预器堵塞措施，防止由此产生的一、二次风压脉动引起熄灭扰动和管屏低频振动。二检修措施1、按照“逢停必检的原那么做好防磨防爆检查任务，应特别留意受热面变形、水冷壁扁钢拉裂、集箱管座裂纹的检查、处置和分析记录。2、加强风量丈量系统及自动安装的定期检查校核，确保显示准确，自动安装运转稳定、可靠。3、停炉后对制粉系统、风烟系统的风门挡板进展检查治理，并对一次风、乏气风进展调平，同一台磨煤机煤粉浓度差不应超越10%。 5、停炉后对炉膛结焦情况进展检查，特别是对有焦块遮挡、堵塞的熄灭器和风口进展清理，防止风量分配不均或部分缺氧。6、做好刚性梁及膨胀导向安装、校平安装系统的检查，运转时留意检查受热面相关部位的膨胀与晃动，停炉后留意检查受热面及刚性梁能否回到原位，衔接部位有无卡涩景象。 小 结W火焰炉