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行业知识

水平浓淡风生物质燃烧机低负荷稳燃性能的试验研究

水平浓淡风生物质燃烧机低负荷稳燃性能的试验研究

摘  要:通过水平浓淡风生物质燃烧机气固混合特性的试验研究及在320Mw双炉膛锅炉上的应用表明:该燃烧器具有较强的低负荷稳燃能力,同时具有燃烧效率高,防结渣及防水冷壁高温腐蚀性能。在减少电厂低负荷稳燃用油方面经济效益显著。

0前言

    我国燃煤电站锅炉经常存在煤质多变.煤质较差情况因此,为满足调峰及经常性低负荷运行的需要,减少低负荷稳燃用油及防止锅炉燃烧不稳、灭火等事故的发生,电厂对生物质燃烧机低负荷稳燃性能提出了很高的要求为此。哈尔滨工业大学相继开发了水平浓淡风生物质燃烧机、径向旋流浓淡生物质燃烧机等多种功能各异的新型煤粉燃烧器专利产品,在生物质燃烧机改造中得到了广泛的应用。

1水平浓淡风生物质燃烧机的工作膘

    水平浓淡风生物质燃烧机是利用浓缩器将含有煤粉颗粒的一次风在水平方向上分成浓淡两股煤粉气流,并且在背火侧布置侧二次风的一种新型生物质燃烧机o采用PDA( Particaldynamic analy zer)测量系统,对水平浓淡煤粉燃烧器喷嘴出口处中心截面上的气固混合特性进行了试验研究¨!试验结果如图1所示f图中颗粒数密度为单位立方厘米内颗粒个数)< 104/CC}可见,向火侧煤粉浓度远高于背火侧煤粉浓度,因此有利于煤粉气流的及时着火和稳定燃烧由于背火侧煤粉浓度较低。同时侧二次风气流在随炉内旋转气流流动时。处于炉内火焰的外围,在靠近炉墙的区域形成氧化性气氛和较低的温度环境,有利于防止水冷壁结渣和防止水冷壁高温腐蚀另外,侧二次风在支撑一次风煤粉射流的同时并在其着火后及时供风,即燃烧器具有分级燃烧特性,有利于降低NOx的排放量侧二次的应用还有减小燃烧器高宽比增加射流刚性,防止气流火焰贴壁或冲墙的作用。缓解了稳燃和防焦的牙盾。

 2水平浓淡风生物质燃烧机应用实例

    谏壁电厂7号、8号炉为上海锅炉厂生产的lOOOt/h单炉体双炉膛直流锅炉,固态排渣,乏气送粉,于1980年投运锅炉设计煤种为507c平山陆边河原煤和SCVo田庄洗中煤的混合烟煤投

运后存在低负荷稳燃能力差(70J/0 ECR负荷时就需投助燃油汲水冷壁高温腐蚀现象为此,电厂于1998及1999年分别将2炉改为控制循环汽包炉,最大连续锅炉负荷BM CR为1025t/h( 320MW)为提高低负荷稳燃能力,采用浓淡煤粉燃烧技术,为解决水冷壁高温腐蚀,采用侧边风技术,因此电厂决定采用由哈尔滨工业大学开发的水平浓淡风生物质燃烧机

2.1炉内空气动力场特点

    炉膛结构和原燃烧器喷口布置方式如图2所示一次风喷口高为530mm,宽为300mm一宽为70mm的垂直钝体),二次风喷口高为400mm。宽为560mm,假想切圆直径为osoomna一二次风率分别为r,=37.铌、r=58.醌。相应的—弋二次风速分别为Wi=28m/s  W2= 45m/s

    由图2可见:燃烧器呈矩形布置,长宽比为1:1. 513,若同层平面的8只燃烧器出口射流速度一样。则由于各股射流在相互撞击前行程不同,使得2 4 5 7角燃烧器射流分别对1 3 6 8角燃烧器射流的冲击作用较为强烈。由炉内冷态空气动力场试验可知p1:炉内空气动力场呈倒“八”字形的2个旋向相反的斜长椭圆。如图3所示由于4 5角燃烧器间的距离较大,这样4 5角燃烧器间成为无低温烟气保护的空间,运行时,1 8角燃烧器的射流在2 7角燃烧器射流冲击下。大部分气流直接冲向4 5角燃烧器之间的区域。此时壁面附近温度较高同样,由于2 7角燃烧器中心线与两侧墙的距离较大,使得3 6角燃烧器射流在4 5角燃烧器射流的冲击作用下,部分气流冲向2 7角燃烧器与侧墙的空隙处o这样,导致2 4 5

 7角区域温度较高(称热角1,而1368角温度较低(称冷角、男外,由于一次风喷口高而窄,抗偏转的刚性较弱,在炉内旋转气流横向推动下,很容易偏向壁面。而二次风喷口扁而宽,抗偏转的刚性相对较强,存在一、二次风分离现象,因此较多的一次风偏向2 4 5 7角燃烧器附近壁面。而流向该区域的二次风则相对较少。造成该区域氧气供应不足,出现还原性气氛

    由于上述原因,导致煤粉气流不能及时着火、燃尽,锅炉低负荷稳燃能力羞飞灰含碳量氙水冷壁出现高温腐蚀现象

2. 2水平浓淡风生物质燃烧机设计方案

    煤粉浓缩后。着火点提前,为防止热角着火过早,烧坏喷口,设计燃烧器时,对冷角、热角采用了同浓缩比f浓一次风煤粉浓度与淡一次风煤粉浓度之比沮浓缩比可讽8号炉燃烧器设计参数如下(其中最大浓缩比及相应的浓缩器阻力由冷模试验得到‘411:

    热角:3个叶片,后二级可调,最大浓缩比为3,浓缩器阻力为150 Pa。如图4所示o

    冷角:4个叶片,最后一级可调,最大浓缩比为4,浓缩器阻力为250Pa,如图5所示。

    经改造后。一次风喷口的面积增大至0.151m2(高为480mm。宽为364mm,中间有一宽为50mm的垂直钝体)。侧二次风面积为Q 043ff12简为480mm,宽为90mml设计中为降低NOx的排放量,在原上二次风(E层1喷口上方增加了2层OFA喷口。

3.1低负荷稳燃性能试验

    在4种负荷下(180MW 160MW 140MW及120M W)低负荷稳燃试验,每种负荷下稳定持续时间为4h通过看火孔,采用高温红外辐射仪测量炉膛温度,在不同的角上共测量了3层不同标高处的炉膛温度f 3层的标高与甲、乙、丙3层一次风喷口标高基本对应),测点布置如图3所示。炉内温度的测量结果如图铲图8(为节省篇幅,共给出了3种员荷下的温度测量结果、

    通过低负荷稳燃性能试验得到:随着负荷的降低,炉内温度有所下降。燃烧器冷角温度下降较明显,而炉膛火焰中心温度下降较缓慢。燃烧稳定,最低不投油稳燃负荷达38% ECR;在整个低负荷试验过程中。主蒸汽参数能达到设计值540。C,再热蒸汽参数能达到5200C;飞灰含碳量m:1.07/0,大渣含碳量@=4.21%,锅炉效率丕93.%。

    在试验中,热角浓缩器第二级可调叶片开度为l007/o时。已能满足电厂对最低负荷的需要,因此未进行热角浓缩器第二级可调叶片开度为

3.2最大连续负荷下燃烧器性能试验

    在BM CR负荷下f 1025t/h,320MW)进行了燃烧器性能试验,主要性能试验结果摘录如下:

    (1)飞灰含碳量Crh1.0%,大渣含碳量Q==5. 65Vo,较改前降低约3. 4470,锅炉效率丕92.扬。高于设计保证值91. 27/0。锅炉效率较改前提高了约1. C%。

    (2)通过调节侧二次风门开度,明显改善了热角燃烧器区域还原性气氛情况,壁面过剩氧量均可实现大于殇,可有效地防止水冷壁高温腐蚀及防止水冷壁结渣。

4结论

水平浓淡风生物质燃烧机具有很强的低负荷稳燃能力,同时具有燃烧效率高,较好的防结渣及防高温腐蚀性能

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点击次数:  更新时间:2018-02-17 17:41:28  【打印此页】  【关闭