2025W火焰锅炉全烧烟煤改造技术导则

W火焰锅炉全烧烟煤改造技术导则目  次TOC\h\z\t"前言、引言标题,1,参考文献、索引标题,1,章标题,1,参考文献,1,附录标识,1"31295前言 II214961范围 1263322规范性引用文件 122283术语和定义 191084总体原则 2250735掺烧试验 223866设备改造 3321167改造后优化调整试验 4W火焰锅炉全烧烟煤改造技术导则范围本文件规定了燃煤电站W火焰锅炉入炉煤质由无烟煤、贫煤变换为烟煤时的改造的基本原则、方法及内容要求，指导和促进发电企业设备改造工作，进一步提高W火焰锅炉全烧烟煤的安全性、经济性和环保性，为W火焰锅炉安全、高效、经济实现超低排放改造和节能降碳改造创造有利条件，推动燃煤电站锅炉超低排放和节能降碳工作深入开展。本文件适用于在役的W火焰锅炉燃用烟煤的改造摸底试验要求、内容、锅炉主辅机系统改造技术路线、锅炉主辅机系统运行优化调整试验要求和方法的选取。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T3715煤质及煤分析有关术语GB/T10184电站锅炉性能试验规程DL/T466电站磨煤机及制粉系统选型导则DL/T467电站磨煤机及制粉系统性能试验DL/T1445电站煤粉锅炉燃煤掺烧技术导则术语和定义GB/T3715、GB/T10184、DL/T466、DL/T1445界定的以及下列术语和定义适用于本文件。W火焰锅炉Wflameboiler是一种燃烧无烟煤、贫煤的火焰为W形状的锅炉。W火焰锅炉炉膛是由下部燃烧室和上部冷却室所组成，下部燃烧室容积扩大一倍左右，燃料燃烧过程基本上是在下部燃烧室内进行。上下炉膛之间有一缩腰，燃烧器布置在缩腰上，煤粉气流从缩腰处的拱顶向下喷射，并着火燃烧。着火后的煤粉气流到炉膛下部后煤粉颗粒重量减轻，火焰受到燃烧室下部分级风的托起作用，向上转折流动，在下部燃烧室内形成W型火焰。高灰分烟煤highashbituminouscoal20%<Vdaf≤37%，Aar≥20%的烟煤，其中Vdaf为干燥无灰基挥发分，Aar为收到基灰分。低灰分烟煤lowashbituminouscoal20%<Vdaf≤37%，Aar<20%的烟煤，其中Vdaf为干燥无灰基挥发分，Aar为收到基灰分。运行优化operationoptimization根据机组主、辅机设备运行状况，在与设计值、行业先进值、同类型机组标杆值对标的基础上，通过开展性能试验及综合分析，建立一整套科学、合理的运行调整方法和措施，在保证安全、环保的基础上使机组始终保持最优运行方式和最佳的参数控制，持续降低机组运行能耗。掺烧试验mixedburningtest按标准要求开展机组不同烟煤比例掺烧性能试验，充分了解机组设备特性及运行性能，分析掺烧不同烟煤比例对锅炉及其辅助系统运行参数影响，发现锅炉系统制约大比例掺烧烟煤的因素，为机组制订安全、环保、经济的全烧烟煤改造措施提供科学依据，有效提升锅炉安全性、环保性和经济性。掺烧方式coalblendingmode不同煤种进入炉膛燃烧的方式。主要分为间断性掺烧方式、炉外预混掺烧方式和分磨掺烧方式以及两种及以上掺烧的组合掺烧方式。总体原则4.1为适应燃煤电站W火焰锅炉超低排放、节能降耗、煤种多变等新形势，解决W火焰锅炉煤种由无烟煤、贫煤变换为烟煤时锅炉存在的安全、经济和环保方面的问题，根据国家及行业有关法律、规范、标准相关规定，特制定本文件。4.2W火焰锅炉在开展全燃烟煤改造前，应开展不同烟煤掺烧比例下锅炉性能摸底诊断试验，分析掺烧烟煤对锅炉各系统的影响和制约全燃烟煤的关键因素。4.3针对制约锅炉全燃烟煤的因素，开展系统性的技术改造。4.4W火焰锅炉全燃烟煤改造后，为了使得锅炉在最佳状态运行，应开展制粉系统、燃烧系统和SCR脱硝系统整体联合优化调整试验。掺烧试验5.1试验要求5.1.1试验前应进行拟掺烧烟煤的元素分析、工业分析、灰熔点和灰成分等，详细计算分析烟煤的燃烧特性、结渣特性等。5.1.2锅炉机组各主、辅机能正常运转并满足试验要求，若有缺陷，应在试验前消除。5.1.3整个锅炉机组的严密性检查，消除烟、风及制粉系统不应有的泄漏。5.1.4试验负荷在100%、75%和50%负荷工况进行。5.1.5烟煤掺烧方式宜采用分磨进行。5.2试验内容5.2.1磨煤机性能试验。按照DL/T467要求开展磨煤机单耗、耗电率、煤粉细度、粉管一次风速测试。5.2.2锅炉效率试验。按照GB/T10184要求开展锅炉效率试验。5.2.3风机性能试验。按照DL/T469要求开展一次风机、送风机和引风机出力、效率、耗电量、耗电率试验。5.2.4SCR脱硝系统性能试验。按照T/CEC251要求开展SCR脱硝系统试验，测试脱硝系统进出口NOX浓度分布、氨逃逸等。5.2.5根据不同烟煤掺烧比例试验结果，分析不同负荷下烟煤掺烧后对锅炉制粉系统、燃烧系统、汽水系统、烟风系统、SCR脱硝系统各参数影响，重点关注对磨煤机耗电率、煤粉细度、飞灰含碳量、大渣含碳量、汽温参数、炉膛温度、脱硝进口NOX浓度、排烟温度、风机耗电率、厂用电率等影响，观察炉膛受热面结焦情况，分析得到掺烧烟煤后锅炉运行中存在的问题。设备改造W火焰锅炉全烧烟煤改造是系统性工程，涉及到制粉系统、燃烧系统、烟风系统、受热面、吹灰器、卫燃带优化改造等，具体主要包括磨煤机选型、磨煤机出口粉管管径优化改造、燃烧器优化设计改造、二次风系统及风量均匀性改造、高温受热面改造、卫燃带优化改造、风机出力核算及改造、吹灰器优化改造等。6.1为了提高制粉系统安全性，全烧烟煤后的制粉系统宜采用直吹式中速磨煤机系统。6.2根据烟煤煤质数据和掺烧试验数据，开展制粉系统选型计算。6.2.1为了提高锅炉在新型电力系统下的适应深度调峰、深度低氮燃烧和煤种变化等多方面的能力，磨煤机选型计算的煤粉细度R90建议按照DL/T5145中规定选取要求数值再进一步降低，低灰分烟煤可按公式R90=0.5nVdaf-Ad/8-2，Ad：收到基灰分，小于20%。高灰分烟煤可按公式R90=0.5nVdaf-Ad/4-2，Ad：收到基灰分，大于等于20%。6.2.2根据DL/T5121要求，采用中速磨煤机直吹式制粉系统煤粉管道设计推荐一次风流速22m/s-28m/s，低负荷工况运行时，煤粉管道一次风流速不应低于18m/s，重新设计磨煤机出口一次风粉管道尺寸。6.2.3煤粉细度调节宜采用动态分离器。6.2.4原双进双出制粉系统中的给煤机宜利旧，并且同时旋转适当的角度，在两台给煤机出口设置一个共用的原煤收集仓，实现分仓进煤，磨前掺配，两台给煤机同为一台磨煤机给煤。6.2.5为了改善粉管风量、粉量偏差，改善燃烧均匀性，宜在磨煤机出口各粉管上加装风粉在线自动监测调平装置。6.3根据烟煤煤质数据和掺烧试验数据，开展燃烧系统改造。6.3.1燃烧系统改造时应考虑调整燃烧配风，增加火焰下冲深度，采用空气深度分级技术控制氮氧化物的生成。6.3.2合理布置炉膛卫燃带面积，防止结焦。6.3.3为避免翼墙和侧墙发生严重结焦，宜在下炉膛翼墙采用防焦风布置，防焦风布置改造包括翼墙风和贴壁风改造，翼墙风在翼墙水冷壁高度方向，沿不同的标高布置多排风口。贴壁风布置在炉膛四角翼墙水冷壁上，贴壁风沿着平行侧墙的方向吹入，并在两侧墙的烟气走廊内贴壁扩散，顺着烟气流动的方向向上流动，保护整个侧墙壁面。贴壁风为高速直流风，保证贴壁风具有足够的刚性吹到炉膛中心。贴壁风取自于总风道，用风管连接并布置手动调节挡板，通过试验调整挡板开度后通常不做大的调整。6.3.4宜采用二次风均匀配风技术。可通过在大风箱内和燃尽风风箱内设置导流板改造，将前后墙二次风箱和燃尽风风箱分成三个单元供风。6.3.5为防止炉膛结焦发生，改善炉内输入热量均衡，兼顾低负荷稳燃负荷要求，应使得煤粉气流的着火和燃烧相对集中，以改善煤粉的着火条件，前后拱上燃烧器宜采用前后墙斜对称单排顺列布置，如一台磨煤机对应6个燃烧器，前墙布置3个，后墙布置3个，且沿炉膛中心线斜对称。6.3.6最外侧燃烧器宜远离侧墙水冷壁，可有效避免翼墙和侧墙结焦，拱上二次风喷口布置在燃烧器两侧。6.3.7煤粉燃烧器宜采用外置浓淡分离直流式煤粉燃烧器，燃烧器由分离式煤粉浓缩器、直流式煤粉燃烧器、煤粉喷口、乏气管、乏气调节蝶阀等组成。乏气被引入下引乏气支管，乏气喷口布置在拱下炉膛竖直段位置，实现火焰中心调整。一次风喷口出口宜设置周向稳焰齿环，提高一次风煤粉气流的湍动度和稳燃能力。燃烧器煤粉喷口宜采用耐高温耐磨铸钢件，煤粉燃烧器及弯头内壁衬布置耐磨材料，提高可靠性和使用寿命。6.3.8靠近炉膛中心的燃烧器宜采用等离子点火燃烧器，通常设置一层，提高锅炉点火稳燃能力。6.3.9优化设计F风喷口形式和风量大小，宜采用集中式喷口。充分利用下炉膛的高度，形成良好的“W”形火焰形状。6.3.10合理设计燃尽风喷口数量和燃尽风风量大小，燃尽风比例宜在25%-35%范围。燃尽风喷口宜前后墙对称布置。燃尽风调风设备由中心直流风和外圈旋流风组成，将燃尽风分为两股独立的气流喷入炉膛，可分别调节，以强化其与炉膛中的烟气混合，以使煤粉在后期进一步燃尽。燃尽风喷口设计为可上下和水平摆动一定角度，在燃尽风区域炉膛四角布置共4只贴壁风口且可上下摆动一定角度。6.4根据烟煤煤质数据和掺烧试验数据，结合锅炉热力计算和壁温数据开展受热面优化改造。6.4.1分隔屏过热器宜改造，垂直段高度去除部分的具体起始位置，需视原有的滑动块和固定块的具体位置来确定，去除部分应尽量靠近下端位置（避开原对接焊口），减轻下部保留管屏的重量，改造时其位置向上移动。根据机组实际情况考虑受热面材料是否需要提档升级。合理设计分隔屏穿墙区域水冷壁。6.4.2新的管屏穿墙处需设置密封装置。整个分隔屏穿墙区域的炉膛前墙刚性梁系统需重新设计布置。6.5根据烟煤煤质数据和掺烧试验数据，结合锅炉热力计算开展烟气余热利用优化改造。6.6根据烟煤煤质数据和掺烧试验数据，结合锅炉热力计算开展卫燃带面积优化改造。6.7根据烟煤煤质数据和掺烧试验数据，结合燃烧系统燃尽风和分隔屏的改造开展吹灰器优化改造。吹灰器的布置位置需根据现场布置条件和其他系统改造统一考虑。6.8根据烟煤煤质数据和掺烧试验数据，结合制粉系统、燃烧系统和受热面的改造开展一次风机、送风机和引风机出力校核计算，并确定是否需要改造。6.9设备改造方案确定后，应开展详细的锅炉热力计算和按照几何尺寸1:1建模数值模拟计算，分析改造参数是否满足要求。改造后优化调整试验7.1机组主要设备发生重大变化，炉内燃烧状况发生变化，应对锅炉燃烧进行优化调整。7.2为掌握燃烧器出口速度场分布、炉内各股气流的扰动情况，需进行锅炉冷态空气动力场试验，开展一次风速冷态调平（风速偏差控制在5%以内）和一次风速、磨煤机通风量标定，为热态运行工况下优化运行调整，提高设备的安全、经济运行能力奠定基础。7.3制粉系统调整试验的主要内容包括煤粉分离器挡板调节特性试验、风量粉量分配调平试验、制粉系统耗电率分析等。通过分离器挡板（动态分离器转速）等调整，保持煤粉细度在推荐值附近运行。煤粉细度推荐值按公式（1-3）计算得到。低灰分烟煤R90=0.5nVdaf-Ad/8-2，且R90>15%（1）高灰分烟煤R90=0.5nVdaf-Ad/4-2,且R90≤15%（2）式中:R90—煤粉细度，%；n—煤粉均匀性指数，取决于制粉设备的类型和煤种（一般情况下，配离心式分离器的制粉设备，n-1.0-1.1，配旋转式分离器n-1.1-1.2，也可按式（3）计算：Vdaf—煤的干燥无灰基挥发分，%；低灰分烟煤：Ad<20%；高灰分烟煤：Ad≥20%。7.4二次风调整试验。7.4.1拱上风风量调整试验。调风盘用于调节拱上风流量，控制调风盘的位置（即开度）调整进入单个燃烧器的拱上风量，提高煤粉的穿透能力。开大调风盘开度，提高二次风的速度，增加煤粉气流的刚性，使煤粉气流的穿透能力增强，着火推迟，火焰行程增长，反之，则着火提前，火焰行程变短。通过试验确定其最佳开度。7.4.2乏气风风量调整试验。乏气风开度增加，燃烧器喷口一次风速降低、煤粉浓度增加，着火提前，火焰中心上移。乏气风开度减小，燃烧器喷口一次风速提高、煤粉浓度降低，着火推迟，火焰中心下移。根据乏气风量优化试验结果，制定不同负荷工况下各乏气风门开度，运行保持最佳开度位置。7.4.3F风挡板调整试验。根据F风量优化试验结果，制定不同负荷工况下各F风门开度，运行保持最佳开度位置。7.4.4贴壁风挡板调整试验。根据贴壁风量优化试验结果，制定不同负荷工况下各贴壁风门开度，运行保持最佳开度位置。7.5燃尽风调整试验。7.5.1燃尽风风门调整试验。燃尽风将全炉膛划分为燃烧区域与燃尽区域，降低锅炉的NOx排放。在实际运行中对沿炉膛宽度方向风量的分配、控制受热面壁温起作用。根据燃尽风量优化试验结果，制定不同负荷工况下各燃尽风门开度，运行保持最佳开度位置。7.5.2燃尽风上下摆角调整试验。燃