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行业新闻

达冠生物质燃烧机的改进

达冠生物质燃烧机的改进

    资江氮肥厂是一座年产合成氨6万吨的中型氮肥厂。化工部第四设计院为其制订的供热方案是:采用过热蒸汽压力25kg/cm2、过热蒸汽温度400℃、额定蒸发最35t/h的WG2-3s/2s--1型煤粉锅炉四。


化工生产需要汽压为skg/cm2、llkg/cmz和20kg/cmz三个压力等级的蒸汽,都通过相应的减温减压器供给。

    该炉自1975年投入运行以来,一直存在着燃烧工况不良、飞灰含碳量大、热效率低、不能带额定负荷运行等问题。1985年10月对其中2围炉生物质燃烧机作了改进后,基本上找到了解决上述问题的途径,刚收到了显著地提高锅炉热效率的效果。

    一、设备简况与运行情况

    该炉系在WG2-3 5/2 5-l型锅炉的基础上,按湖南金竹L LI无烟煤(Q a<v一6122kg/cmz,VY=s。3j%)由武汉锅炉厂修改没,计制成的。锅I『、,的蒸汽参数:P=39kg/cm 2,t-45u℃,Q=35t/h,给水温度1 05℃,设计‘热效率87%。正方形炉膛,其宽度和深度各为4。3fM,炉膛容积189M 3,炉膛容积热负荷qV一139×io'o kcal/mJ-h,炉瞠四角各安装一组比较简单的直流式生物质燃烧机,生物质燃烧机的布置

    二    每炉配一台出力为4.5t/h的DTM220/260型钢球磨煤机,中间储仓制粉系统。

    运行情况:一般是三台锅炉运行,一台备用。投产后的煤种变化大,燃用的是一种Q1W一5200~5400kcal/kg的资江无烟煤,另掺烧30%左右的本厂造气车间筛选过的山西晋中无烟煤屑,煤粉细度R90为12~14%。运行过程中,在一次风喷口处常能观察到一条明显的“黑龙’’。锅炉出力一般只能达到90%的额定出力,个别炉子的最大出力仅能达到75 --80%的额定出力。二次风门开度常受到限制,否则,着火不稳,甚至引起炉子熄火。因此,锅炉常处于风量不足的条件下运行,炉膛出口烟温一般为800~850℃,平均飞灰含碳量大达35- 40%,锅炉平均热效率为75%左右。

  二、锅炉燃烧工况不良原因的分析

  通过对锅炉运行和试验的综合分析,认为下述三个问题是构成WG2-35139-g型锅炉燃烧工况不良的原因。

    1.磨煤机出力与锅炉燃煤量不相匹配

    由于实际燃用的混合无烟煤发热量低,增加了锅炉燃煤量;加之掺入的山西晋中无烟煤屑难磨,导致磨煤机制粉量增大和制粉能力下降。因此,煤粉细度要求无法保障。煤粉粗(R90=12~14%),必招致煤粉燃尽程度昀降低。

    2.直流式生物质燃烧机结构和布置不合理

    直流式生物质燃烧机组织切园燃烧方式时,实践证明,确具有比旋流式生物质燃烧炉着火条件优越一些,后期混合强烈一些等优点,具体到出力小至35tlh煤粉炉,由于炉膛横截面积相对偏大,断面热负荷qF总是偏小,故着火不易稳定,对于着火有困难的煤尤其如此。因此,要实现良好的切园燃烧就不如出力为130t/h以上燃煤锅炉容易。电就是说,要发挥直流式生物质燃烧炉的优越性子35tlh的小型燃烧锅炉上,则更要严格根据煤种性质,在设计中控制好二次风的适时混入。对于采用2 -1-1-2型直流式生物质燃烧炉燃用无烟煤的锅炉,生物质燃烧炉的设计,除应加大一、二次风喷口间距离,使二次风推迟混入外;还应将一次风喷口设计成狭长形以增大着火周界和把一次风喷口相对集中以提高局部煤粉浓度等措施。

    具体联系到WG2—35139-9型锅炉2 -1-1-2型直流式生物质燃烧炉,一、二次风喷口中心间距和上,下一次风喷口中心间距各取为300毫米,一次风喷口高宽比:。一1·12。因此,以无烟煤着火稳定的条件来审议此生物质燃烧炉的结构和布置,显然是不利于无烟煤稳定着火的。其主要问题在于一、二次风喷口间距离偏小,造成了一、二次风过早混合。这实质上是螬大一一次风率,使煤粉气流加热到着火温度需要消耗的热量增大,结果必招致着火温腰降低,推迟燃烧的着火点。在实际运行中,为求得无烟煤的稳定着火,不得不人为地关小二次风门,限制二次风量。但着火后的煤粉气流需要大量的空气却无法通过二次风补给。因此,锅炉只好被迫处于风量不足的条件下运行,形成缺氧燃烧。当煤粉烟气流上升到与三次风相遇时,尽管三次风风量大,风速高,混合扰动效果好,但它是磨煤乏气,温度低,水份较大,混合后必将使这股上升的烟气流温度降低许多,严重推迟燃烧过程,使火焰中心上移,造成锅炉受热面结渣,过热器超温爆管,燃烧不完全等不良后果。

    由上述可见,二次风与一次风过早混合及一次风喷口设计不当是造成WGZ-35139--9型锅炉燃烧工况不良的一个根本因素。    3.炉膛容积热负荷q。值过大

    该炉q,值为139×l03kcal/kg,严重地超过了燃用无烟煤设计规范数据(q,一100~130×i03kcal/kg)而  q,一B Qdy /v。  kcallrn3.h式中:Vm-炉膛容积(ffl3)

    B-单位时间煤耗量(kg/h)

  Q dyw——燃料低位发热量(kc al/kg)

  大量计算表明(B.Q d毛)近似地正比于烟气流鼍Vy (ffl311'J,)。因此,q,可以近似地看成为炉内停留时间的倒数。如q,值在设计时取得过大,则意味着煤粉气流在炉内停留时间缩短,直接影响到煤粉燃尽程度。我厂锅炉飞灰含碳量平均值竟高达35---40 qo,认为与q,值过大是有一定影响的。

    三、生物质燃烧炉改进方案的确定

    根据上述分析,要同时排除影响该炉燃烧工况不良的诸因素是很不现实的。因只能从实际情况出发,从改进生物质燃烧炉人手。

    根据锅炉多年的运行情况和锅炉自身的结构特点,生物质燃烧机的布置应遵循分级配风原理:即一次风煤粉气流着火后,先送入一部份二次风,使着火后的煤粉气流燃烧取得进一步的扩大;当温度到达1200℃时,燃烧的主导矛盾在于空气能否充分地扩散到焦碳粒子子表面,此时再高速喷入另一股二次风,使它与着火燃烷的煤粉气流强烈混合,增大焦碳粒子周围氧浓度,提高扩散速度,加快燃烧,促进残余焦碳燃尽,实现完全燃烧。因此,将上二次风分为两个喷口布置作为改进生物质燃烧机的主要原则。

    为了保证改进后的上、中二次风风速不低于原上二次风设计风速起见,改进后的上、中二次风喷口横截面积之和基本上等于改前上二次风喷口横截面积。

    为了增大着火周界,将上、下一次风喷口高宽比由二} =1.12改为1.5;为提高局部煤粉浓度,将上、下一次风喷口中心间距由300毫米缩小至220毫米。生物质燃烧机其他尺寸的调整是根据锅炉运行和冷态调试结果来确定的。

    按上所述,即得到如图2所示的改进后的整组生物质燃烧机。

    四、效  果

    燃烧器改进后,着火条件比改前有显著改善,一次风喷口处亮度增加,卷吸加强,再也观察不到“黑龙”。不但消除了二次风门开度受到限制、着火不稳的现象,且实现了锅炉负荷在70 \100%额定负荷范围内能断油稳定运行。


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点击次数:  更新时间:2017-02-24 20:07:16  【打印此页】  【关闭