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行业知识

不同生物质燃烧机在国内锅炉上的应用

不同生物质燃烧机在国内锅炉上的应用

    目前我国投产发电的W型火焰锅炉有引进和国产2类。前者是80年代中期华能国家电力公司引进的6台机组(350~362 MW),分别安装在河北上安、湖南岳阳和重庆珞璜3座电厂,以及90年代河南南阳鸭河口电厂引进的法国阿尔斯通公司锅炉;后者是由东方锅炉厂1992年引进美国FW公司技术生产的上安电厂二期工程、山西阳泉二电厂、贵州安顺电厂各2台300 MW机组锅炉,以及北京B &W公司(巴威公司)引进美国B&W技术制造的阳泉二电厂2台300 MW机组锅炉。到1 999年底,全国共投产17台W型火焰锅炉,详见表1。虽然锅炉制造厂家不同,但是采用的生物质燃烧机型式基本上分为直流式和旋流式;制粉系统分为中速磨正压直吹式、双进双出球磨正压直吹式和钢球磨中间储仓式3类。下面分别予以介绍。

1不同生物质燃烧机的应用

1.1FW公司的双旋风筒生物质燃烧机

    生物质燃烧机由煤粉进口管、煤粉均分器、双旋风筒壳体、煤粉喷口、乏气管、乏气挡板等组成,特别适用于直吹式制粉系统。生物质燃烧机错列布置在前、后拱上。燃料燃烧所需空气只有很少部分从拱土送入,大部分通过拱下前、后墙上的3层二次风口分层送入炉膛。这种布置能保证二次风在煤粉着火后及时补充燃烧所需空气,因而能适应燃烧反应发展缓慢的低挥发分燃料。分级送风还有利于降低NO。的生成。该型生物质燃烧机的主要特点是:

    a.锅炉负荷的增加通过改变一次风量来实现。

    b.具有多种调节火焰的手段,如改变乏气挡板深度、改变消旋叶片在喷嘴中插入深度等。

    c.锅炉低负荷运行燃烧稳定投2台磨煤机运行时达到50%ECR(额定连续出力)不投油稳燃。

    d.NO。排放量在国内同类机组中相对较低。

    e.对煤质变化比较敏感,反映在低负荷或煤质差时,炉膛负压波动较大。

1.2 B &W公司的双调风旋流生物质燃烧机

    B &W公司W型火焰锅炉的优势是与直吹系统和中间储仓式制粉系统都能匹配。对不同的制粉系统采用不同的旋流生物质燃烧机,均能获得较高的一次风混合物温度和煤粉浓度,有利于低挥发分煤的着火和燃烧。

1.2.1EI-XCL型生物质燃烧机

    用于W型火焰锅炉时,这种生物质燃烧机可与中间储仓式制粉系统配厶,提高一次风混合物温度和煤粉浓度。其一次风管外围设有内外二次风的调风器。内调风器设置1组轴向布置的可动叶片,主要功能是促进着火和稳燃;外调风器设置2组叶片,1组可动,1纽固定,其作用是均衡流动。调整叶片角度可以改变二次风进入炉膛的角度,从而控制旋流强度。调风器采用一个可滑动的风筒来控制进入二次风区域的二次风量,从而调节进入内外区的风量比。风量调平后,日常运行时一般不再进行调整。该型生物质燃烧炉的主要特点是:

    a.配有双层强化着火的轴向调风机构,可调旋流来控制二次风的混合和高温烟气的回流。

    b.二次风的旋流强度可调。

    c.内层二次风用作引燃煤粉,外层二次风用于补充煤粉燃烧所需的空气。

    d.内调风器主要用于控制高温烟气的回流量及回流区形状的大小;外调风器主要用于控制下喷及后期混合和燃烧。

    e.分级风布置在生物质燃烧机正下方,即下炉膛前后墙中部位置,从风箱底部引出进入炉膛以补充二次风,增强煤粉的后期混合,有利于火焰的下冲。

    f.每台生物质燃烧机自身构成一个独立的燃烧单元,其内外二次风形成的良好空气动力场卷吸着火稳燃所需的高温烟气,并适时补充燃烧所需的氧气和生必需的气流扰动。前后墙上的大风箱由彼此隔离的分隔风仓构成。

    g.虽然生物质燃烧机建立了回流区,有利于一次风粉的着火,但是若设计参数选取不当,则有可能出现射流俯冲能力不足而引起火焰短路上飘。若提高一次风速,增大二次风旋流叶片的开度,则可增加火焰在下部炉膛的穿透深度,改善火焰充满度。另据了解,当用于W型火焰锅炉时,该型生物质燃烧机的设计参数不同于对冲燃烧。

1.2.2    PAX型生物质燃烧机

    用于W型火焰锅炉时,这种生物质燃烧炉可与直吹式制粉系统配合,提高一次风混合物温度和煤粉浓度。该型生物质燃烧炉是B &W公司双调风旋流生物质燃烧炉的一种,它是靠一次风置换来提高一次风温,因而又祢双风一次风交换生物质燃烧炉。早期用于上安电厂#1、#2炉上,配中速磨正压直吹式制粉系统。

    早期的该生物质燃烧炉叶片是采用连杆齿轮传动进行调节,运行时间长后,出现传动齿轮卡涩现象。进而造成叶片磨损和传动机构烧损,表现为低负荷燃烧不稳,易结渣,飞灰含碳量增加。这主要是由于生物质燃烧炉布置在风箱内长时间受炉膛热辐射影响,以及运行中备用生物质燃烧炉冷却风不足引起的。1995年和1998年上安电厂在美国B &W公司总部的帮助下将这种生物质燃烧炉全部更换为轴向调节带推拉结构的PA X- XCL型,并且进行了全烧无烟煤的试验。改后试验证实达到了预期效果:汽温汽压稳定;炉膛负压十分平稳,尤其是低负荷燃烧不稳、结渣现象明显好转,飞灰含碳量大幅度降低。

1.3直流缝隙式生物质燃烧炉

    直流缝隙式生物质燃烧炉由一组矩形喷口组成,煤粉和空气分别由不同喷口喷进炉膛。由于流过介质不同可分为一、二、三次风口。一、二次风口布置在前后墙拱上呈交错布置。在每只一次风煤粉喷口中间(或侧边)装有一个点火油枪,喷口为长方形,有较大的周界比,有利于着火。

    英国BEL公司为华能岳阳电厂设计制造的直流缝隙式生物质燃烧炉,为了提高煤粉浓度、改善着火条件,在生物质燃烧炉上加装了旋风分离器。约有50%的空氕通过旋风分离器从煤粉中分离出来,从生物质燃烧炉上面的通风孔上流出,煤粉和剩余的一次风气流主要从旋风分离器的底部流出,然后垂直向下流出生物质燃烧炉的主喷嘴。当煤种改变而导致挥发分变化时,可调节抽气调节挡板改变从旋风分离器上部抽出的风量,使得煤粉气流达到最佳着火条件。挥发分越低,从旋风分离器上部抽出的风量越大。该生物质燃烧炉一次风口和二次风口间隔布置,三次风口布置在下炉膛前后炉壁的底部,助燃空气主要由炉拱处引入二次风三次风仅用来为与灰斗斜管接角的边缘火焰提供足量空气以防其熄灭。根据岳阳电厂锅炉的运行经验:三次风会缩短火焰行程,对燃尽不利,应尽可能避免采用三次风

    法国阿尔斯通公司为华能珞璜电厂生产的直流缝隙式生物质燃烧炉较为简单,没有旋风分离装置。

2不同制粉系统的应用

2.1双进双出球磨正压直吹系统

    东方锅炉厂制造的300 MW的W型火焰锅炉均采用该系统,其特点为:

    a.结构紧凑,可靠性高,煤种适应范围广。

    b.适应锅炉负荷变化能力强,低负荷能维持煤粉细度稳定,并获得较低的风煤比。

    c.不受燃煤中“三大块”的影响。

    d.双进双出球磨、双旋风筒生物质燃烧炉与W型火焰锅炉配套使用,被称为“三位一体”的最佳选择。

    e.磨煤机初投资费用高,谩备国产化程度低,电耗高,噪音大。

2.2中速磨正压直吹系统

    B &W公司采用该系统应用于上安电厂#1、#2炉,其特点为:

    a.磨煤机与分离装置配成一个整体结构紧凑、占地少。

    b.设备投资低,噪音小,运行电耗低,磨煤机运行较灵活,可低负荷运行,经济性最佳。据了解,这种磨煤机在磨制可磨度低的无烟煤时,为提高煤粉细度必须加装带有旋转叶片的分离器。转速高时煤粉细度可达到R90= 6%。这种结构的分离器经受了10 a的连续运行考验,技术和机械性能可靠。

    c.结构较复杂,需严格定期维修和更换易耗部件。对燃料中的“三大块”比较敏感,不易排除,有时需停磨煤机处理。

    d.上安电厂#1、#2炉制粉系统存在磨煤机煤粉细度与出力不匹配的问题。至今3台磨煤机长期运行,煤粉细度仍达不到设计值。

2.3钢球磨中间储仓式系统

    如华能珞璜电厂#1、#2炉采用的钢球磨中间仓式抽炉烟干燥制粉系统、北京B &W公司提供的山西阳泉二电厂#3、#4炉钢球磨中间储仓式热风送粉制粉系统。该系统的特点为:

    a·国内运行经验丰富。因钢球磨不宜低负荷运行,故采用了粉仓。

    b.钢球磨的设备成本远低于双进双出球磨。

    c.煤种适应能力;虽,能磨制可磨度低的硬质煤。

    d.由于有粉仓,磨煤机可在经济负荷下长期运行,并能获得较小的一次风率和煤粉细度。

  e.可采用较高温度的热风输送煤粉,以获得较高的一次风温,它对无烟煤的着火、稳燃和燃尽都十有利。

    f.系统运行可靠性高;但系统复杂,设备较多,给运行和维修增加一定的负担,也增加了系统漏风的机会。

3引进W型火焰锅炉的特点及存在问题

3.1  珞璜电厂锅炉

    从有关统计数据来看:目前国内引进的6台锅炉在安全和经济运行方面都比较好,而燃烧牲能和经济效益领先的是珞璜电厂锅炉,其特点为:

    a·采用了较适宜的炉膛轮廓设计。

    b.采用了钢球磨中间储仓式抽炉烟干燥制粉系统。

    c.煤种比较单一,煤粉细度维持较好,R90平均为5%。

    除上述特点外,该厂还通过加强运行管理,使得经济性不断提高。飞灰含碳量日平均为2%~4%,在机组额定出力下测试值为3.8%,未燃尽碳热损失为1.6%。因此锅炉燃烧比较稳定,燃尽性能也比较好。

    锅炉也出现过一些问题如因高温腐蚀严重,对水冷壁燃烧中心区域的管予采取过喷涂处理;燃烧带运行3a即有损坏脱落等。

3.2上安与岳阳电厂锅炉

    a.岳阳电厂燃用混爆煤种较杂,入炉煤质变化较大。

    b.煤粉细度偏粗,尤其是上安电厂锅炉的煤粉细度居高不下。

    c.高负荷日寸,空气供应量不足,空气预热器漏风率偏高。

    d.生物质燃烧炉一次风/煤粉分配明显不均匀。上安电厂生物质燃烧炉出口射流扩展角偏大,以致火焰扫在侧墙上造成结渣。

    e.生物质燃烧炉布置问题。上安电厂3台磨煤机运行,生物质燃烧炉一侧7只,另一侧8只,造成两侧负荷不均匀;岳阳电厂生物质燃烧炉沿炉宽布置相对集中,一次风喷口排列总长度不够,因此造成火炬相对密集,容易造成局部高温区壁面结渣。

    f.炉膛容积热负荷偏大。岳阳电厂炉膛全容枳热负荷和下炉膛容积热负荷分别是珞璜的1. 16和1. 19倍。上安电厂全炉膛容积热负荷虽低于珞璜电厂,但受煤粉细度影响,燃尽水平也居下游。国产W型火焰锅炉的特点及存在问题

    目前我国W型火焰锅炉的制造厂家只有东方锅炉厂与北京B &W公司。虽然两家生产的W型火焰锅炉运行时间还比较短,但是根据有关性能考核试验,亦能发现各自特色。

4.1上安电厂”4炉

    该炉是东方锅炉厂制造的300 MW的W型火焰锅炉中的典型,从安装、调试到试生产始终正常运行,锅炉未发生过较大故障,安全和经济性在同型炉中名列前茅。其特点为:

    a.锅炉整体性能良好,汽温、汽压等主要参数正常率较高。锅炉效率超过设计值(试验煤质较设计煤质好是原因之一)。

    b.锅炉最大连续出力和额定出力时,过热器、再热器压降及各级受热面沿炉膛宽度热偏差都达到设计保证值。

    c.锅炉NO。排放量相对较低。

    锅炉存在的主要问题有:过热器喷水量偏大;冷态启动时,锅炉排污时间过长(指达到汽水品质合格);低负荷或煤质变差日寸,炉膛负压波动较大。

4.2阳泉二电厂#3炉

    a.该炉是北京B &W公司生产的首台W型火焰锅炉,也是国内首次采用中间储仓式热风送粉制粉系统,锅炉一次通过168 h试运径向浓淡旋流燃烧技术在燃用贫煤锅炉上的应用


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点击次数:  更新时间:2017-03-07 21:12:48  【打印此页】  【关闭