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50MW机组锅炉综合技术改造措施 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|30码期期必中 / 13-05-17

    某发电厂50MW机组采用220t/h煤粉锅炉,其燃烧器采用四角布置的双通道大速差燃烧器。自投运以来,长期存在炉膛结焦与燃烧不完全的问题。针对存在的问题采取技术措施后,炉膛结焦严重的问题虽得到了解决,但消耗高的矛盾却愈显突出。2010年4月,利用该炉大修的机会,对燃烧器进行了改造,燃烧器采用了四角喷燃、浓淡燃烧技术。投入运行后,锅炉燃烧极不稳定,经常熄火,锅炉煤耗高。为提高锅炉燃烧的稳定性,降低锅炉燃料消耗,提高经济效益,2011年5月,组织对该锅炉进行综合技术改造。
1、问题分析
    锅炉原设计采用的双通道大速差燃烧器,锅炉煤耗高。2010年4月采用由四角布置的直流式水平浓淡燃烧器,投运后锅炉燃烧极不稳定,锅炉煤耗进一步提高。经采取一些技术措施后,锅炉煤耗有所降低。通过比较,发现该锅炉煤耗高的原因不仅仅是燃烧器的结构与布置,燃烧系统也存在问题。
1.1  切圆布置存在问题
1.1.1  燃烧器喷口炉膛断面不合理
    燃烧器喷口有碍于外回流区的形成,锅炉运行时,左右侧水冷壁管结焦,并有冲刷炉管的现象,炉左前、右后角射流对冲。
1.1:2燃烧器两侧墙的布置存在问题
    由于炉墙、钢架的布置问题,燃烧器不能采用理想的正四角布置,而采用把燃烧器布置在两侧墙上的方案。在运行时由于射流两侧补气条件不同,两侧的压力也不同,这样就使得射流两侧有不同的静压差,不利于煤粉气流着火和燃尽。
1.2送风系统存在的问题
    一次风率过高,二次风率偏低。一次风率高相应风量大,将煤粉加热到着火温度所需要的热量多,着火较慢,同时风速高也导致着火点延后,从而使煤粉气流进入炉膛不能及时着火,燃烧不稳定。二次风率低使煤粉与空气不能充分混合,造成燃烧过程中局部缺氧,无法达到空气与煤粉理想混合、燃烧迅速而完全的目的。
1.3热风温度低,仅350℃左右
热风温度低,一方面增加了煤粉气流加热到着火温度所需的着火热;另一方面二次风温度低不利于煤粉后期的燃烧。对燃用无烟煤的锅炉,通常要求热风温度高于380℃~430℃。
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1.4煤粉细度高
    正常运行时R90=12%~14%,有时甚至高达R90=18%。制粉系统存在缺陷,煤粉颗粒粗细度难以合格。R90愈高,煤粉的着火和燃尽就愈困难,造成锅炉燃烧不完全,严重影响锅炉的经济运行。
2、改造措施
    针对存在的问题,2011年5月,对锅炉进行如下综合技术改造措施。
2.1  改进燃烧器的结构与布置
2.1.1  一次风速设计为25m/s
    选取一次风速设计上限值,提高钝体尾迹区的湍流、热质交换能力。
2.1.2采用直立式狭长型一次风喷口,增大一次风喷口高宽比( h/b=2)
    一次风喷口高宽比增大h/b,这样加大了煤粉射流截面的周界,增大煤粉射流与高温烟气间的接触面积,增强卷吸高温烟气的能力。
2 .1.3  三次风喷口下倾10角
    这样既不会对主煤粉气流的燃烧造成明显影响,又可起到压火作用,增加三次风气流在炉内逗留的时间,有利于三次风中细煤粉的燃尽,减少飞灰可燃物。
2.1.4-次风喷嘴管设计成渐缩型
    为了避免煤粉沉积,一次风喷嘴设计成渐缩型,在喷嘴内的气流可逐渐加速,均化喷口气流分布,提高一次风煤粉浓度。
2.1.5  改变假想切圆直径
    因为采用了两侧墙布置燃烧器,此时燃烧器喷口中的几何轴线和两侧墙间的夹角差异很大,射流的补气条件也有较大的差异,布置成大小切方圆方式,即两对对角燃烧器的射流分别和两个直径不同的假想切圆相切,可以改变气流的偏斜,并可防止实际切圆的椭圆度过大。
2.2对锅炉的配风系统进行改造
    在各二次风总管至各二次风进口处加装导流板,改变锅炉的配风结构,增加二次风率,确保了二次风及时、均匀强烈混入,并相对减少了一次风率,更有利于煤粉气流的着火,有效地改善了锅炉的燃烧状况,使煤粉的燃烧更加剧烈而充分,解决了长期以来锅炉燃烧缺氧的问题,大大提高了锅炉燃烧效率,是锅炉改造成功的关键。
2.3调整卫燃带的敷设部位和敷设面积
    增加燃烧器下沿的卫燃带,从下二次风口下沿标高处往下增加0. 6m,上二次风喷口标高以上不敷设卫燃带,其目的是为了提高炉膛下部和燃烧器底部的温度水平。对结渣的易发部位,容易造成焦渣沉积搭桥的区域,如左侧三排水冷壁未敷设卫燃带,这样既有利于射流外回流区的形成,保证稳定燃烧,又可有效防止燃烧器喷口区域局部结焦。
2.4提高热风温度,降低排烟温度
    在低温段空气预热器后增加一组热管空气预热器,提高热风温度,降低排烟温度,同时有效地减轻了低温段管式空气预热器的低温腐蚀,改造后锅炉热风温度提高到400℃,从而减少了锅炉着火热,保证了锅炉燃烧稳定,排烟温度从1 70℃降低至150℃,减少了锅炉的排烟热损失。
2.5对制粉系统进行改造,调整优化制粉系统运行
    制粉系统存在缺陷,煤粉颗粒粗,细度难以合格(R90=12%以上),造成锅炉燃烧不完全,严重影响锅炉的经济运行。因此,我们对制粉系统进行改造,根据理论计算和实际运行经验,将粗粉分离器百页窗挡板角度从45。调整为35。,同时将粉仓吸潮管出口从磨煤机出口改到细粉分离器入口,有效地提高了粗粉分离器的分离效率。并跟班对制粉系统进行调整试验,优化制粉系统的运行,控制煤粉细度R90在10%以下。
2.6改变燃烧器喷口截面结构
    将左后、右前角2根水冷壁管移动在燃烧器区域的位置,保证了燃烧过程中回流区的形成,有效地防止了煤粉气流冲刷墙壁。
3、改造效果
    改造后组织对锅炉进行经济性测试,其主要经济技术指标对比见下表:
    测试结果显示,锅炉改造后的主要经济技术指标明显优于改造前,热效率大幅提高。
4、结论
    通过对锅炉的综合技术改造,极大地增强了锅炉燃烧稳定性,飞灰含碳量显著下降,排烟温度明显降低,锅炉热效率较改造前有大幅提高,经济效益显著,具有很好的经济效益和环保效益。

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