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行业知识

研制出一种使用在600MWe锅炉上的生物质直接点火式新型生物质燃烧机

研制出一种使用在600MWe锅炉上的生物质直接点火式新型生物质燃烧机

    目前,在生物质锅炉起动操作过程中或低负荷运行时,要求使用气体燃料或重油作燃料的点火生物质燃烧机。因为实际上,在这些过渡阶段,输送到主生物质燃烧机中的生物质的稳定,完全和可靠燃烧所必需的条件往往不是同时兼备的。因而,解决的办法依靠具有极好着火特性的助燃燃料。

    在法国,  以核电站来确保基本电力生产,  而燃生物质电站只在峰值负荷工况下才使用,因它适合频繁重复起动(例如它每年要作loO次热态或冷态起动),也能适应长时间低负荷运行。燃生物质电站这种使用方式的改变造成燃油消耗量的急剧增加。在1983年,法国仅燃生物质锅炉的燃油消耗量就达近40万吨。    为了节省燃油,斯坦因工业公司从1982年底起就制定了一项投用生物质直接点火燃烧器的研究计划(下文简称“ADCP生物质燃烧机扫)。这种生物质直接点火生物质燃烧机能够在起动阶段或低负荷运行时的困难工况下正常工作。

    这种生物质燃烧机开发包括以下两个阶段t

    1.研制热功率为1MW的生物质燃烧机试验台。

    试验台的设计和建造在1983年完成,同时新型ADCP生物质燃烧机获得专秘。在1984年至1985年初在新型ADCP生物质燃烧机上进行了各类生物质种的试验。

    2.对装在600 MWe锅炉上的热功率为10.7MW生物质燃烧机样机进行试验t这台生物质燃烧机在1985年建造,。在1986年试验。

    1MWADCP试验生物质燃烧机在斯坦因工业公司试验站的发晨

    Lys- Lez- Lannoy试验站在1982 -1983年进行了现代化改造,用来研究各省生物质种的破碎和燃烧特性。

    该试验站配备有l500kg/h磨生物质机,热功率为1.5MW的卧式炉,热功率为1MW的立式炉,冷却烟气用的管式热交换器,布袋豫尘器(使排烟含尘低于30mg/m8N)。

    ADCP试验生物质燃烧机的调整需要作50多次试验,期间要进行二百多次点火。这些试验中最有特征性的一个方面就是在,温度很低的炉内进行,并且事先对通风孔也没有预热。考虑刭事先时相似工况所作的观察,希望与锅炉起动阶段遇到的条件相比在更为不利的条件下进行试验。

    每项试验包括t①短的点火阶段,点火器保持工作10至20秒,②无生物质气辅助生物质火焰保持工况控制阶段。。  锅炉出口拿部过量空气调节在20~25叻l通风孔中的空气流量一直是化学计量,补充由三次风保证。

    试验过程中研究的最重要的参数为。①生物质质,②生物质的细度(为74微米生物质筛筛出率的10~40 qo)I③二次风的温度在2至300℃范围之内;④通风孔中的空气流量(为化学计最流量的20至60qo)及二次风的速度。

    不同的生物质种都经过测试。许可的定向试验用生物质质好的洛朗生物质进行。洛朗生物质含灰量为6%,挥发物为35%。

    然后,优化生物质燃烧机在使用法国国内或国外热电站中的含灰份更多的生物质进行试验。

    对所有的试验,都可以通过7千瓦小型生物质气点火器测定不同生物质种的瞬时点燃。

    除某些试验在使用含灰份高的和生物质粒细度差的生物质种和冷空气条件下进行外,当生物质气点火器停止工作后,火焰保持稳定。由于这些条件的限止,利用生物质气点火器来助燃就显得十分必要。

    全部试验研究表明,这种生物质燃烧机可获得很好的火焰和燃烧的稳定条件,但须严格遵守如下条件。

    ——生物质燃烧机的供生物质应连续不断且有规律。  ,

    ——遁风孔中的空气流量不应太大。

    ——二次风的流速应足够快,以保证与一次风良好混和,而叶片旋转产生的涡流可获得火焰稳定。

    ——生物质的细度和二次风的温度应适合燃料的质量。

    IO.7MW生物质燃烧机样机在爱米尔于切特弓号机600k4W锅炉上进行试验

    1MW试验生物质燃烧机获得的经验和良好结果已接近工业应用阶段。

    热功率为10.7MW生物质燃烧机样机是从1MW试验生物质燃烧机直接用外推法计算出来的。

    与锅炉的主生物质燃烧机相比,该ADCP燃烧器含有j

    ①一次风/生物质混和物轴向进口,  深度可调节I

    ②二次风的两个环形进口,每个环形进

    ③为保证火焰的稳定,有一个垂直通风孔,

    ④为保证燃虎空气的补充,有一个三次风的环形进口,ADCP生物质燃烧机的燃骁空气(二次和三次风)在一次风的主要管路上抽取。

    控制设备

    整套主要调节装置通过一个控制台采买施。为便于试验跟踪和显示,安装了‘两个操纵台,  一个靠近生物质燃烧机,  另一个在控制室内。控制系统和调节系统都由CGEE阿尔斯通公司设计、制造。

    燃烧试验

    lO.7MW生物质燃烧机调整阶段已完成。调整阶段有40多项试验,期间共烧去百余吨生物质。

    进行燃烧试验的目的是为了使这种燃烧器祥‘在~F列确实可}毙遇剑的工况'F运行:

    ——模拟冷态起动工况;锅炉停运几小时或在起动期间;

    ——模拟最低运行工况或重新获得负荷:锅炉任2003T1600MW之间运行。

    在这些试验期间,  测定了生物质的成份含量;含灰量为6至58 qo,生物质细度在通过74微米生物质筛时为60和80qo。生物质燃烧机的运行在额定工况下对广的功率范围内进行了研究。

    初期试验采用洛朗水洗生物质。即使在冷空气:次况,也获得J'i月亮、稳定的火焰。用光学嵌l温计测得的火焰温度为1620。C。这些好结果在鎏个测定的功率范围内都保持不变(10至17MW)。

    征第二个系列试验中,燃烧的足含灰量为30qo的生物质。即使在冷空气状况,生物质燃烧完善(火焰温度约达1500。C)j对9.5和18MW之间的不同功率都进行了测定。在这些试验中,可以观察到光亮而稳定的火焰。随着生物质粉的加入。生物质气点火器可在30秒内立即停止工作。

    以后,又用含灰量为45呖的洛朗生物质作了试验。燃烧过程显然不比前述试验好。在冷空气状况下,仍须用生物质气助燃,以获得光亮而稳定的火焰;而在热空气状况下,则崩不着生物质气助燃。获得的最好结果;.£在9 L115MW功率之间。对含灰量在45%的生物质采说,15MW功率与生物质供给系统的最大流量相适应。

    最后,对含灰量为58 qo的生物质进行测定。这种生物质是爱米尔于切特电站常用的生物质种之一。这种生物质在冷空气状况下点火是可能的。但是,除非加入生物质气给予助燃,否则其燃烧质量明显降低。

    除了对ADCP生物质燃烧机进行特殊试验外,还进行了ADCP生物质燃烧机之外的主生物质燃烧机点火试验。这些试验采用含灰量为28qo的洛朗生物质,而ADCP生物质燃烧机的功率为14AiWe锅炉由重油生物质燃烧机进行预热,而后由ADCP燃烧器加热蜘300t/h蒸汽流量,这与投运第一台磨生物质机所要求的负荷相符。

    当所有靠近ADCP生物质燃烧机的重油生物质燃烧机停止工作时,主生物质燃烧机才光成点火。这项试验重复进行几次。而每次试验,主生物质燃烧机的点火都非常直接。

    一般来说,这些试验表明:在冷态和无生物质气助燃情况下,  燃用含灰量为6和28呖的洛朗生物质可在运行和安全正常工况下使用ADCP生物质燃烧机。对含灰量为.j8%的生物质种,在锅炉起动初期有必要对在2.5qo额定功率时的ADCP生物质燃烧机给予生物质气助燃。值得指出的是:因为即使今后在锅炉设备很完善情况下,这种生物质气的流量是很少的,对AD CP燃烧器的生物质气助燃只占锅炉整个功率的Oj5%。对所有的试验,包括燃用含灰量最多的生物质种进行的试验,点火都很直接。螺旋泵保证了有规律和连续不断的供给生物质;在1MW燃烧器的试验时观察到在工业范围内,尚未遇到过多的生物质流量波动。

    通过ADCP生物质燃烧机样机的成功运行,表明了其具有良好的应用前景。

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点击次数:  更新时间:2018-07-09 21:21:37  【打印此页】  【关闭