百万二次再热锅炉燃烧运行优化分析
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锅炉尾部烟道二次燃烧原因、处理及预防措施摘要:锅炉烟道再燃烧经常发生在燃煤锅炉中,严重影响和威胁火力发电机组安全运行,尾部烟道发生再燃烧后不仅会造成机组降负荷或者停炉,有时会造成设备损坏甚至更严重事故。
本文主要根据京能(锡林郭勒)发电有限公司一期工程锅炉尾部烟道设备设施的布置情况展开分析,提出了处理意见及预防措施,为后期锅炉安全稳定运行奠定了基础。
关键词:二次燃烧;尾部烟道;措施一、锅炉简介京能五间房一期工程2×660MW级超超临界燃煤汽轮发电机组,采用单炉膛、前后墙对冲燃烧、一次再热、平衡通风形式。
空气预热器、一次风机、送风机、引风机按照双列布置,两台炉同步安装电除尘、脱硝、脱硝装置,尾部烟道设置有空气预热器旁路凝结水换热器、给水换热器,空气预热器出口安装凝结水换热器及热媒水换热器,锅炉四管、尾部烟道各换热器、脱硝装置及空气预热器同时配置安装一定数量吹灰器。
本期工程燃用煤种为锡林郭勒盟五间房矿区西一矿褐煤,采用微油+少油点火技术,锅炉在燃用设计煤种,最低稳燃负荷不大于30%BMCR。
二、锅炉尾部烟道发生二次燃烧的原因锅炉尾部烟道发生二次燃烧主要是因为沉积在尾部烟道或受热面上的可燃物和未燃尽物达到着火条件后的复燃现象。
其中造成尾部烟道内可燃物的沉积的原因只要如下:1.煤质及运行工况发生变化燃料品质变化偏离设计煤种或锅炉运行工况发生变化时,运行人员燃烧调整不及时或调整不当。
风量过小、煤粉过粗、油枪雾化不良,使未燃尽的炭粒或油滴等未燃尽的可燃物随烟气进入后面烟道并与脱硝催化剂、烟气余热利用换热器、空气预热器蓄热片接触沉积在尾部烟道内或受热面上。
2.点火初期,炉膛温度和烟气流速低,导致尾部烟道可燃物沉积锅炉低负荷运行,点火初期或停炉过程中,由于炉膛热负荷低,分布不均,温度较低区域燃料着火困难,燃烧时间长,使部分燃料在炉膛内无法完全燃尽,极有可能被烟气带至烟道内。
由于当时烟气流速很低,从而发生可燃物的沉积。
锅炉燃烧优化调整方案萨拉齐电厂的2×300MW CFB锅炉是采用哈尔滨锅炉股份有限公司具有自主知识产权的CFB锅炉技术设计和制造的,锅炉型号HG-1065/17.6-L.MG,是亚临界参数、一次中间再热自然循环汽包炉、紧身封闭、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构的循环流化床锅炉,燃用混合煤质,锅炉以最大连续负荷(即BMCR工况)为设计参数,锅炉的最大连续蒸发量为1065t/h。
循环物料的分离采用高温绝热旋风分离器,锅炉采用支吊结合的固定方式,受热面采用全悬吊方式,空气预热器、分离器采用支撑结构;锅炉启动采用床下和床上联合点火启动方式。
萨拉齐电厂锅炉主要技术参数:一、优化燃烧调整机构为了积极响应公司号召,使我厂锅炉燃烧优化调整工作有序进行,做到调整后锅炉更加安全、经济运行,我厂成立了锅炉优化燃烧调整小组:1、组织机构:组长: 杨彦卿副组长:冀树芳、贺建平成员:刘玉俊、蔚志刚、李京荣、范海水、谷威、孔凡林、薛文祥、于斌2、工作职责:1)负责制定锅炉优化燃烧调整的工作计划;2)负责编制锅炉优化燃烧调整方案及锅炉运行中问题的检查汇总;3)负责组织实施锅炉优化燃烧调整工作,保证锅炉长周期连续稳定运行。
二、优化燃烧调整工作内容:1、入炉煤粒度调整:1)CFB锅炉对入炉煤粒径分布要求很高,合理的粒径分布是影响锅炉燃烧安全稳定和经济的最重要因素之一,入炉煤粒径对锅炉的影响有以下几点:a)入炉煤细粒径比例较少,粗颗粒比例多,阻力相应增加锅炉流化所需一次风量增大,细颗粒逃逸出炉内的几率增高,锅炉飞灰含碳量上升;b)入炉煤细颗粒比例多,粗颗粒比例少,在相同的一次风量下锅炉床层上移,床温升高,锅炉排烟温度也相应提高;c)入炉煤粒径过粗还会影响到锅炉的正常流化和排渣,粒径过粗容易使排渣不畅导致流化不良甚至结焦,为此我厂应严格控制入炉煤粒度;每星期对入炉煤粒度进行分析两次,并根据入炉煤粒度分析及时检查高幅筛筛条或调整碎煤机间隙。
百万二次再热机组冷态启动过程优化摘要:根据我厂1000MW机组的特点以及公司关于机组优化启动的指导意见,以“安全第一、预防为主”为基础,以经济效益为中心,把经济运行放到重要位置, 合理利用资源,努力降低消耗,真正树立“成本意识”和“节约意识”。
降低机组启动能耗特此编制了我厂1000MW机组的优化启动方案,以达到启动过程中缩短启动时间尽早带负荷提高经济效益的目的。
关键词:冷态启动运行方式优化一.研究对象主设备汽轮机汽轮机为上海汽轮机有限公司生产的型号为N1000-31/600/620/620的超超临界、二次中间再热、单轴、六缸六排汽、十一级回热抽汽、单背压、反动凝汽式汽轮机。
汽轮机整体由六个汽缸组成,即一个单流超高压缸、一个双流高压缸、一个双流中压缸和3个双流低压缸串联布置。
汽轮机转子在每两个缸之间都由单轴承支撑,整个轴系共有7个轴承。
转子通过刚性联轴器将六个转子连为一体,汽轮机低压转子C通过刚性联轴器与发电机转子相连,汽轮机整个轴系总长度约为44.6m。
汽轮机的通流部分由超高压、高压、中压和低压部分组成,共设105级,均为反动级。
超高压部分为15级,高压部分为2×12级,中压部分为2×15级,低压部分为3×2×6级。
DEH控制系统提供超高/高/中压缸联合启动、高/中压缸联合启动两种启动方式。
锅炉我公司2×1000MW超超临界锅炉为上海锅炉股份有限公司制造的SG-2778/32.45-M7053型超超临界参数直流锅炉,锅炉形式为单炉膛、二次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢构架悬吊结构塔式炉燃煤锅炉。
锅炉运转层以下紧身封闭、运转层以上露天布置。
锅炉设计煤种为神府东胜烟煤,以晋北烟煤作为校核煤种;实现无油启动,采用等离子系统点火及稳燃。
灰渣采用分除方式,飞灰采用气力干除灰,除渣方式为干式除渣;烟气脱硫采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺;烟气脱硝采取选择性催化还原(SCR)法去除烟气中NOx,还原剂采用尿素。
二次再热对热工的影响一、二次再热简介二次再热,就是将汽轮机(高压部分)内膨胀至某一中间压力的蒸汽全部引出,进入到锅炉的再热器中再次加热,然后回到汽轮机(低压部分)内继续作功。
经过再热以后,蒸汽膨胀终了的干度有明显地提高。
虽然最初只是将再热作为解决乏汽干度问题的一种办法,而发展到今天,它的意义已远不止此。
现代大型机组几乎毫无例外地都采用再热循环,因此它已成为大型机组提高热效率的必要措施。
从世界上现有的发电机组来说,再热方式分为一次再热和二次再热两种。
二、采用二次再热的优缺点一般来说,采用二次再热的目的是为了进一步提高机组的热效率,并满足机组低压缸最终排汽湿度的要求。
在所给参数范围内,采用二次再热使机组热经济性得到提高,其相对热耗率改善值约为1.43%~1.60%。
蒸汽膨胀终了的干度有明显地提高。
但采用二次再热方式,将使机组更加复杂:有两个再热器——锅炉结构复杂化;增加一个超高压缸,增加一根再热冷管与再热热管,增加一套超高压主汽、调节阀,机组长度增加,轴系趋于复杂——汽轮机结构复杂化。
同时它对锅炉的影响也很大,运行时对控制的要求更高。
这都存在大量需要解决的技术问题。
在2006年,西安热工院朱宝田《我国超超临界机组参数与结构选型的研究》一文中提出,在目前参数下,二次再热的经济性得益为1.4%—1.6%左右,但机组的造价要高10%~15%,而机组的投资一般约占电厂总投资的40%~45%左右,电站投资要增加4%—6.8%。
三、二次再热机组的前景根据超超临界机组未来的发展,参数将进一步提高仍是必然的,当温度达到 650~720℃、压力超过30MPa、采用二次再热,届时电站的效率将进一步提高,可以获得与IGCC和PFBC 发电技术相媲美的优良经济性。
按照 ABB,SIEMENS,GECALSTOM为主的欧洲汽轮机制造业提出的“高参数燃煤电站(700℃)发展计划,即到2015年左右,超超临界机组的参数达到40mpa/700℃/720℃的水平,即是为此阶段的超超临界机组提出的。
1000MW二次再热机组再热汽温调整与优化一、运行情况概述该厂2×1000MW二次再热锅炉型式为2710t/h超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,单炉膛塔式布置、四角切向燃烧、平衡通风。
设计煤种为神华煤。
过热蒸汽/一次/二次再热蒸汽额定温度605/613/613℃ 根据设计在65%~100BMCR负荷段,一次、二次再热蒸汽温度应能达到在额定值。
然而该厂二期两台机组投产初期,均存在再热汽温偏离设计值较多问题,月度均值只有587℃左右,机组效率大幅受限。
由于1000MW 等级的二次再热机组尚属首例,无成功调整经验借鉴,因此该厂从机组特性上深入研究,在磨组组合、吹灰、二次风门调整及煤种掺烧配烧中探索出一条二次再热1000MW超超临界机组再热汽温控制手段。
二、运行调整与优化1.吹灰方式调整从二次再热锅炉受热面布置可以看出,低温过热器受热面处于燃烧器出口,即处炉膛温度最高区域。
由于低温过热器受热面的辐射特性,较干净的低过受热面势必造成低过吸热过多,从而导致锅炉再热汽温低于设计值。
运行数据显示,低温过热器温升及烟气温降均大于设计值,说明低温过热器受热面吸热占较大。
针对此现象通过减少一次再热高再热段以下区域重点减少低过受热面区域吹灰频率和吹灰器数目,达到增加再热器的吸热,提高再热汽温的目的。
2.磨组运行方式优化通过磨煤机的组合方式来调节再热汽温与改变燃烧器的摆角的原理一样,都是改变燃烧中心来调整再热汽温。
选取下列磨组运行方式。
高负荷ABDEF、ABCDF运行时,一、二次再热器汽温距额定值甚远,主要原因是主燃区分为两段,降低了炉膛火焰的集中度,使锅炉燃烧剧烈程度降低。
如表1所示,在磨煤机组合中,ACDEF组合运行时的一、二再热蒸汽温度最高。
一是由于该种运行方式拉长了主燃烧区域的高度,炭粒子在炉膛的停留时间延长所致。
在600MW~800MW,重点比较BCDE/CDEF两种磨组运行方式。
采用上4台磨组运行时,由于主燃烧区域的上移,即火焰中心的上抬,再热汽温有着明显升高。
锅炉燃烧调整及各项指标的控制措施防止锅炉结焦和降低污染排放指标措施——针对此题目进行内容的增减细化和完善,要充分发挥合力团队和专工及主任层面作用,总结经验,真正发挥指导运行人员操作的目的!而不是为完成我布置的工作去应付!建议妥否请考虑!在锅炉运行调整中,在每一个运行工况下,对每一个参数的调整及控制的好坏,直接反映出锅炉燃烧调整的水平,最终反映在整台机组运行的稳定性上。
针对我公司情况,锅炉调整主要是对燃烧系统的调整,其次是各个参数的调整及控制。
下面将详细介绍锅炉调整的每一个环节。
燃烧调整部分:一、送、引风量的调整及控制在平衡通风的燃煤锅炉风量的调整中,原则上直接采用调节送、引风机动叶或静叶开度的大小来调整。
总风量的大小,主要依据锅炉所带负荷的高低、氧量的大小以及炉膛负压来控制。
目前#1、2炉引风量的调节,在稳定工况运行时主要是投入自动调节。
送风量的调节,在负荷稳定时投入自动调节,在负荷波动大时手动调节。
在点炉前吹扫条件中规定风量大于30%所对应的风量的质量流量为280T/H,根据这一基准,在正常调整中,按照负荷高低和规定氧量的大小来控制送风量。
将炉膛负压调节在-19.8Pa~-98Pa为基准来控制引风量。
二、燃料量的调整及控制1、锅炉负荷小幅度变动时调节原则:通过调节运行着的制粉系统的出力来进行。
调节过程(以少量加负荷为例)1)在给煤量不变的情况下,首先将A磨煤机的调整做为燃烧稳定的基础,然后通过适当开B、C磨煤机容量风门开度来调整负荷,调整时不要大幅度开容量风门,根据负荷情况,可单侧或双侧调整,调整幅度控制在2%开度左右,调整后,密切注意汽包压力或主汽压力以及氧量的变化趋势,如果压力上升快,可适当对单侧容量风门回调来进行控制。
2)在各台磨煤机容量风门开至40-45%时,此时应根据磨煤机料位及电流情况,来增加给煤量,根据长时间观察,每台磨煤机给煤量最稳定工况出力在54-56T/H之间,在掺烧劣质煤(如金生小窑煤)时,出力在48-50T/H之间。
浅谈锅炉运行中燃烧优化调整问题摘要:随着我国经济在快速发展,社会在不断进步,火力发电作为国内最稳定的电力输出,对我国经济建设起着至关重要的作用。
而火电厂最主要的发电设备当属锅炉,只有对发电厂锅炉运行参数进行良好控制,才能更好地使其参与到发电工作中。
现结合某电厂相关锅炉机组运行现状,对燃烧调整优化内容进行分析,给出相应建议,以使锅炉运行更加稳定、安全、环保,为电厂发电做出相应的贡献。
关键词:锅炉运行;调节问题;发电厂引言锅炉水冷壁结焦过热器汽温、再热器汽温、排烟温度升高,会导致减温水量增大。
锅炉掉焦量大时,会限制机组负荷出力,并加重冷灰斗的磨损,缩短使用寿命。
锅炉结焦严重时,机组被迫停运,进行人工清焦。
所以,锅炉结焦对机组安全经济性影响较大。
1目前锅炉出现的问题(1)二次风及燃尽风配风不合理,造成炉内严重缺氧,锅炉燃烧中心区域以上至炉膛出口高度大约30m高,炉膛中心处15×15m的截面内烟气中含氧量测量结果在0~0.1%,省煤器入口CO浓度高达几千ppm,空气预热器入口CO浓度达到几百ppm。
(2)炉内左右、前后温差高达200℃以上,三级过热器和二级再热器容易超温,减温水量大。
(3)再热器喷水量大,影响机组循环热效率。
(4)一次风速不均,上层一次风速普遍低于17m/s,特别是3、7号磨煤机上层一次风速很低11~13m/s,风速低容易造成积粉,导致一次风管阻力大、磨煤出力不足、燃烧器区域超温等问题。
(5)空气预热器漏风量大,导致排烟热损失大、送风机、引风机电耗高等问题。
(6)除尘器漏风大,导致引风机出力不足。
(7)SCR入口NOx浓度高,造成喷NH3量加大,运行经济性差,需要燃烧调整降低SCR入口NOx浓度。
为了解决上述运行中存在的问题,通过燃烧调整试验,进行一次风和二次风调整,优化设计运行方案,解决锅炉燃烧不稳、前后和左右偏差大、炉内深度缺氧、燃烧产物中CO含量高、降低SCR入口NOx浓度高、再热器减温水量大、火焰中心上移、排烟温度高的问题,使锅炉达到安全、经济运行状态,最终达到提高锅炉效率、降低煤耗的目的。
1000MW二次再热锅炉受热面设计特点及汽温调整试验研究匡 磊(广东大唐国际雷州发电有限责任公司)摘 要:某厂1000MW二次再热π型锅炉,属于国内首创,其设计运行经验正在逐步累积。
二次再热锅炉相对于一次再热锅炉增加了一组高温受热面,形成过热系统、一次再热系统和二次再热系统格局。
锅炉在二次再热塔式炉经验的基础上提高了一次再热器、二次再热器总面积,具有更合理的受热面热面分配,同时强化了烟气再循环对过热器和再热器热量分配能力。
根据该锅炉燃烧系统情况及特点,探讨锅炉氧量、SOFA风门开度、再热烟气挡板调节、再循环风量等运行参数对蒸汽温度的影响,找出了锅炉合理的运行方式。
关键词:1000MW;锅炉;二次再热;燃烧系统0 引言与一次再热机组相比,二次再热机组锅炉热力系统更为复杂[1],高温受热面壁温容易产生偏差,出现汽温难达标现象,影响机组安全稳定运行。
锅炉出口处的蒸汽温度比设计值低会使汽轮机装置的热效率下降,促使机组的煤耗升高,降低经济效益,温度进一步降低时还会加剧汽轮机末级叶片的水滴侵蚀等情况发生[2]。
本文以某厂百万二次再热超超临界机组2号锅炉为研究对象,探讨二次再热π型锅炉在设计过程中进行的系列优化的特点,以及投入运行后一次风速、锅炉氧量、SOFA风门开度、磨煤机组合、燃烧器摆角、尾部烟气挡板、再循环风量等因素[3-4]与主、再热蒸汽温度关系,通过冷热态一次风调平、热态参数优化,保证了机组在各负荷下汽温达到设计值,在保障设备安全的情况下提高了机组运行经济性。
1 锅炉设备系统概况某厂锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司研制开发的1000MW等级超超临界二次再热燃煤锅炉。
该锅炉为超超临界变压运行,带内置式再循环泵启动系统的直流锅炉。
该炉为π型锅炉,布置有八角燃烧器,双切圆燃烧,尾部双烟道;炉内采用螺旋管圈水冷壁,三级过热器,两级再热器。
过热器系统为三级布置,分别为分隔屏过热器、后屏过热器、末级过热器,均布置在炉膛上部,采用煤水比进行温度粗调,一、二级减温水细调;再热器系统采用烟气再循环、尾部烟气挡板和燃烧器摆动的组合方式调温。
二次再热效率更高的原因
二次再热效率更高的原因主要有以下几点:
首先,二次再热过程中,蒸汽被进一步加热至更高的温度,与高温介质进行更大的温度差交换。
这种温度差异的增加可以提高热能转化效率,使得二次再热比一次再热能够更有效地利用热能,从而提高整体效率。
其次,二次再热能够减少蒸汽在再热过程中的冷凝现象。
在一次再热过程中,蒸汽会经历部分冷凝,导致蒸汽的湿度增加,降低了蒸汽的做功能力。
而在二次再热中,通过再次加热蒸汽,可以减少冷凝现象,使蒸汽的干度更高。
干度高的蒸汽具有更高的做功能力和效率,因此二次再热可以提高蒸汽轮机的效率。
此外,二次再热还可以降低蒸汽轮机的热应力。
在高温高压的环境下,蒸汽轮机的材料会受到热应力的影响,长期运行可能会导致材料疲劳和损坏。
而二次再热通过降低单次加热的温度和压力,减小了蒸汽轮机承受的热应力,延长了设备的使用寿命,同时也提高了设备的运行效率。
综上所述,二次再热效率更高的原因主要包括更高的温度差异、更高的蒸汽干度以及降低的热应力。
这些因素共同作用,使得二次再热在能源利用和设备运行效率方面都具有明显的优势。
因此,在发电、化工等行业中,采用二次再热技术可以提高能源利用效率,降低能耗,实现可持续发展。
1000MW超超临界二次再热机组深度调峰技术探讨摘要随着科技不断进步,人们对各类资源的利用变得日益频繁,需求在不断增加。
在可再生能源的开发与利用过程中,国家对风电和水电的发展重视程度在的不断增加,这也造成电网的负载结构出现了明显的变化,电网在运行过程中所面临的负载差异明显增大。
因此,大型火力发电机组需要频繁进行深度调峰,而这一调峰过程所承受的压力在不断增加。
火电企业为了能够在激烈竞争的发电市场中占据更大的份额,需要满足电网的深度调峰需求,从而可以对机组的调峰能力进行提升,满足电网的安全调度以及正常运行的要求。
基于此,本文深入分析了1000MW超超临界二次再热机组深度调峰技术。
关键词 1000MW超超临界;二次再热机组;深度调峰技术一、深度调峰的相关概述在进行调峰之前,需详细分析不确定因素,深入了解各机组的实际调峰能力,准确把握调峰技术难点,制定合理的调峰计划,优化机组的实际调峰。
如有条件,可请相关专家实施实际调整。
一般情况下,进行深度调峰的方法主要包含:一是有效减少锅炉的热负荷,将干态转变为湿态,以使蒸汽和供水流量逐渐满足电力系统的需求。
超临界锅炉的设计要求最小水冷壁冷却工质流量为其额定蒸发量的30%。
在机组的启停过程中,干湿态转换一般控制在30%到35%的额定负荷范围内。
如果需要深度调峰的负荷超过35%的额定负荷,可以不进行湿态转换。
二是可采取保持锅炉最小燃烧负荷、启用高、中、低旁路等措施,从而能够减少蒸汽流量进入到汽轮机,有效减少机组的出力。
然而,频繁开关旁路阀可能导致阀门内部泄漏,同时在高负荷时也可能导致旁路阀后温度过高的情况。
因此,如何选择调峰方法还需根据具体机组情况来确定。
二、1000MW超超临界二次再热机组深度调峰技术1、深度调峰的操作过程为满足华东电力系统的需求,2016年2月,江苏省电力公司决定将句容发电厂1号机组列为直调电站。
该机组在负载超过400 MW时的可变负载速度达到每分钟15 MW。
锅炉燃烧的优化设计方案摘要:电能是最洁净的便于使用的二次能源,但是在生产电能的同时却消耗了大量的一次能源。
并对锅炉节能改造给出了建议和节能策略分析。
燃烧特性是锅炉运行的基础,对于锅炉设计及运行人员,必须了解锅炉燃烧的性能、特点,不断对其进行优化设计,才能保证锅炉运行的安全性,提高其经济性。
关键词:锅炉燃烧;优化方案abstract: electric energy is the most clean and convenient to use the two energy, but in the production of electric energy at the same time it consumes a lot of energy. and the boiler energy transformation is proposed and energy saving strategy analysis. combustion in boiler operation foundation, for the boiler design and operation personnel, must understand the boiler combustion performance, characteristics, continue to optimize the design, to ensure the boiler operation safety, improve its economy.keywords: boiler; optimization scheme中图分类号:r363.1+24文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)采用新型密封技术改造锅炉空气预热器。
空预器的漏风问题一直是影响锅炉燃烧,降低效率的威胁。
通过采用新型密封技术,降低空预器漏风率,不仅减少排烟损失,降低飞灰含碳量,还可以节约厂用电,降低厂用电率。
深度调峰下的锅炉燃烧优化探索摘要:本文主要针对目前火电机组长时间运行,设备性能下降;经营形势恶化,煤价高入炉煤质严重偏离设计值;新能源迅速发展,机组负荷率逐年下降,如何在新形势下保证和提高锅炉效率,保证机组稳定运行进行优化分析。
针对上述不利的客观因素,通过燃烧调整试验、达设计值分析、引入“原煤耗”等方法,解决锅炉燃烧工况偏离设计工况、设备性能劣化、煤质偏离设计值所带来的燃烧不稳、左右侧热偏差大、炉内深度缺氧、燃烧产物中CO含量高、再热器减温水量大、火焰中心上移、排烟温度高的问题,使锅炉达到安全、经济运行状态,最终达到提高锅炉效率、降低供电煤耗的目的。
关键词:设备性能;原煤耗;锅炉效率;供电煤耗一、临汾热电锅炉及燃烧系统简介山西大唐国际临汾热电有限责任公司(以下简称“临汾热电”)两台机组为300MW燃煤机组,锅炉型号为HG-1092/17.5-YM28,锅炉型式为亚临界参数、自然循环、一次中间再热、四角切圆燃烧、固态排渣、燃煤π型汽包炉。
设计燃用煤种为当地烟煤,采用正压直吹式制粉系统,四角布置的切向摆动式燃烧器为浓淡分离摆动式直流燃烧器,分A、B、C、D、E五层布置。
二、目前锅炉经济运行的不利因素新能源快速发展,机组负荷率持续降低,电网调峰负荷频繁变化,深度配煤掺烧后,入炉煤热值严重偏离设计值,主要辅机设备性能偏离设计值,对锅炉稳定燃烧、经济运行带来极其不利的影响。
三、优化调整方法的应用及效果(一)原煤耗的应用1.针对煤质变化,引入原煤耗(原煤耗=总煤量/发电量),时时掌握入炉煤质变化。
根据机组不同时期运行数据统计,结合辅机出力、空冷背压情况,锅炉校核煤质、锅炉稳燃等综合因素,分季节确定入炉煤热值边界条件。
绘制出机组供热季、夏季大负荷、春秋季不同工况下的入炉掺烧边界条件。
(1)供热季入炉热值与负荷关系(2)夏季大负荷入炉热值与负荷关系负荷预期煤量计划煤量校核煤量预期热值计划热值校核热值15096.2592.5104.35370038503566180117.08111125.22365038503566210137.73129.5146.09362038503566240157.40148166.97362038503566270173.25166.5187.84370038503566300185.00185208.71385038503566(3)春秋季入炉热值与负荷对应关系2.随着煤质偏离设计值较多、辅机性能逐步下降,控制系统的变工况系数已不能满足当前需要,可在协调控制系统中引用“原煤耗”,判断煤质的情况,做到控制系统中调节性能随煤质变化动态调整。
660MW超超临界二次再热锅炉烟气再循环对锅炉运行参数影响TheeffectofFGRon600MWdoublereheatboilerparameters李江浩1ꎬ刘洋2ꎬ闫博康3ꎬ牛艳青3(1.高效清洁燃煤电站锅炉国家重点实验室(哈尔滨锅炉厂有限责任公司ꎬ黑龙江哈尔滨㊀150046ꎻ2.西安热工研究院有限公司ꎬ陕西西安㊀710054ꎻ3.西安交通大学能源与动力工程学院ꎬ动力工程多相流国家重点实验室ꎬ陕西西安㊀710049)摘要:为了探究再循环烟气对二次再热锅炉运行参数的影响ꎬ以某电厂2ˑ660MW超超临界二次再热机组为研究对象ꎮ选择450MW㊁530MW㊁600MW三组工况为基本工况点ꎬ在保证煤质㊁氧量㊁配风方式稳定的情况下ꎬ研究了负荷对烟气再循环量的影响ꎬ测量了不同烟气再循环率下锅炉各换热面汽温变化㊁高压高温再热器壁温以及飞灰和煤渣含碳量ꎮ结果表明:风机出力一定的情况下ꎬ负荷越高烟气再循环量越小ꎻ且随着烟气再循环率的增加ꎬ蒸汽通过水冷壁的温升降低ꎬ通过一㊁二级过热器和各级再热器蒸汽温升升高ꎬ对于飞灰和煤渣含碳量影响不大ꎮ关键词:二次再热ꎻ烟气再循环ꎻ主蒸汽ꎻ再热蒸汽Abstract:Inordertoexploretheeffectofthefluegasrecycled(FGR)ondoublereheatboilerꎬwestudieda2ˑ660MWultra-supercriticaldoublereheatunit.Theexperimentwasconductedwithdifferentloadsat450MWꎬ530MWand600MWwhencoalqualityꎬoxygencontentandairdistributionwerestabletoinvestigatetheeffectofloadsontheamountofFGR.ThechangeofsteamtemperatureꎬwalltemperatureofthereheaterunderhighpressureandhightemperatureandcarboncontentofflyashslagweremeasuredunderdifferentFGRratios.Theresultsshowthattherecirculationamountdecreaseswiththeincreasingload.MoreoverꎬwiththeincreaseoftheFGRratioꎬthetemperatureriseofthesteamthroughthewaterwallisimpairedwhiletherisethroughsu ̄perheatersofdifferentlevelsbecomesgreaterꎬandtheFGRhaslittleinfluenceonthecarboncontentofflyashandcoalcinder.Keywords:doublereheatꎻfluegasrecirculationꎻmainsteamꎻreheatsteam中图分类号:TK229.2㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:B㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1674-8069(2019)06-037-040㊀引言面对越来越严峻的资源气候环境压力ꎬ推广高效洁净的燃煤发电技术成为燃煤电站的发展方向ꎬ而提高蒸汽参数以及和增加再热次数是提高电站效率的有效方法[1]ꎮ国家«电力发展 十三五 规划»要求到2020年全国新建机组平均供电煤耗低于300g/(kW h)[2]ꎮ范庆伟等[3]对二次再热机组经济指标进行了计算ꎬ结果表明采用二次再热烟气再循环技术计算发电煤耗可降至255.82~256.01g/(kW h)ꎮ根据已投产的二次再热机组运行情况来看ꎬ二次再热机组的发电煤耗可以降低6~7g/(kW h)[4]ꎮ据不完全统计国内外至少有56台二次再热机组投运ꎬ而国内投入运行的二次再热机组有8台[5-6]ꎮ现阶段国内二次再热调温手段有烟气再循环㊁摆动燃烧器以及调节烟气挡板等方式[7-9]ꎮ其中烟气再循环系统简单ꎬ阻力小ꎬ对再热汽温调节特性好ꎬ因此烟气再循环技术的应用得到了逐渐推广ꎮ目前国外已经有烟气再循环与烟气挡板相结合为调温手段的成功经验ꎬ例如丹麦诺加兰德㊁日本川越二次再热机组[10]ꎮ国内安源电厂的运行结果表明ꎬ在主蒸汽压力和中间温度投入自动运行后烟气再循环和烟气挡板控制有利于系统对再热蒸汽温度的调节[11]ꎮ由于用电需求的变化ꎬ机组无法保证额定负荷运行ꎬ负荷的不同势必会影响烟气再循环对于主蒸汽和再热蒸汽的调节效果[12]ꎮ本文通过实测二次再热锅炉在不同工况下的烟气再循环量ꎬ研究再循环烟气量变化对锅炉参数的影响及规律ꎬ从而为锅炉参数的调整和优化提供实践依据ꎮ731㊀方法与试验1.1㊀试验机组概述某电厂2ˑ660MW超超临界二次再热机组为国内首台超超临界二次再热机组ꎬ锅炉为超超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统单炉膛㊁平衡通风㊁固态排渣㊁全钢架㊁全悬吊结构㊁露天布置的π型直流锅炉ꎮ锅炉主燃烧器采用四墙切圆燃烧方式ꎬSOFA燃烧器布置于主燃烧器区上方的水冷壁四角ꎮ炉膛上部沿烟气流程依次布置有一级过热器㊁二级过热器㊁三级过热器ꎬ高压高温再热器ꎬ低压高温再热器ꎻ尾部竖井采取双烟道结构ꎬ分别布置有高压低温再热器和低压低温再热器ꎮ该电厂再热器采用烟气再循环的调温方式ꎬ在SCR烟道入口布置有再循环烟气抽烟口ꎬ左右两根抽烟管道引入烟气再循环风机入口混合烟道ꎬ经扩容降尘后由三运一备的烟气再循环风机将烟气从燃烧器底部送入炉膛ꎮ1.2㊀试验工况及试验方法根据电厂的运行经验ꎬ试验选取工况参数如表1所示ꎬ每组工况的煤质㊁氧量㊁配风方式保持稳定ꎮ表1㊀试验工况试验编号T1T2T3试验负荷/MW450530660再循环风机频率/Hz40~7535~7545~60给水流量/t h-11273.81530.41856.4给煤量/t h-1169.7204.7246.8氧量/%3.4853.223.67㊀㊀试验采用省煤器出口左右两侧的烟气再循环母管直段上加装测点的方式测量烟气向的动压㊁静压以及烟气的密度ꎬ计算通过直段烟气的流速和各个工况下的总烟气再循环量ꎮ结合各个工况下的锅炉参数ꎬ分析和研究再循环烟气量变化对锅炉参数的影响及规律ꎮ2㊀结果与讨论2.1㊀负荷变化对再循环烟气量的影响设置再循环风机出力稳定ꎬ试验不同负荷下再循环风机总功率与再循环烟气量的影响ꎬ试验与拟合结果如图1所示ꎮ如图1所示ꎬ在相同烟气再循环风机总功率的情况下ꎬ负荷越低ꎬ烟气再循环量越大ꎮ这是由于在同样的风机总功率下ꎬ机组负荷越小ꎬ风机的全压越大ꎬ风机入口烟气密度越大ꎬ因此烟气质量流量也越大ꎮ在低负荷下ꎬ相同烟气再循环风机总功率对应的烟气再循环量较大ꎬ在低负荷运行中ꎬ烟气再循环量可以作为调节再热汽温的主要手段ꎻ在高负荷下ꎬ同样烟气再循环量对应的风机总功率较大ꎬ为了降低电耗ꎬ应结合多种调温方式进行汽温控制ꎮ图1㊀机组负荷变化对再循环烟气量的影响㊀㊀为方便计算并指导运行ꎬ根据各工况下烟气再循环量的综合结果ꎬ拟合烟气再循环风机总功率与烟气再循环量关系方程:y=-0.0007x2+1.044x式中:x为再循环烟气总功率ꎻy为烟气再循环量ꎮ2.2㊀烟气再循环率对汽温的影响2.2.1㊀对主蒸汽系统的影响图2为不同负荷下烟气再循环率对主蒸汽气温的影响试验结果ꎮ从图2可以看出ꎬ三种由低到高试验负荷下ꎬ经过水冷壁蒸汽温升的平均斜率分别为-0.0924㊁-1.2656㊁-0.9798ꎮ各负荷试验下普遍的规律是随着烟气再循环率的上升ꎬ经过水冷壁的蒸汽温升降低ꎬ这是由于烟气延缓了燃烧过程ꎬ使得火焰上升ꎬ在水冷壁处烟气的平均温度降低ꎬ因此换热量随着烟气再循环率的升高而降低ꎬ继而导致经过水冷壁的蒸汽温升降低ꎻ但各负荷下蒸汽经过水冷壁温升的下降速度有差异ꎬ负荷越高ꎬ下降越快ꎬ这是由于随着锅炉负荷增加ꎬ炉膛内温度上升ꎮ烟气出口温度变化不大且低于炉膛温度ꎬ相同烟气再循环率下再循环烟气对于高负荷下炉内温度的影响更大ꎬ因此提高相同的烟气再循环率ꎬ高负荷下水83冷壁内蒸汽的温升下降更快ꎮ一级过热器和二级过热器为辐射式过热器ꎬ随着烟气再循环率的提高ꎬ火焰高度升高ꎬ二者附近的温度升高ꎬ换热增强ꎬ故随着烟气再循环率提高ꎬ通过二者的蒸汽温升提高ꎮ研究蒸汽经过省煤器温升的变化规律可知ꎬ烟气再循环率升高ꎬ烟气量也随之增大ꎬ提高了对流受热面的换热效果ꎬ同时ꎬ负荷越高ꎬ省煤器温升的上升越快ꎬ根据实测数据可知ꎬ烟气再循环率从5%升高到30%时ꎬ省煤器温升可上升大约10ħꎮ由于三级过热器为半辐射过热器ꎬ温升变化并不完全随着烟气再循环率的变化而产生有规律的变化ꎮ2.2.2㊀对再热器系统的影响研究烟气再循环率对再热系统的影响ꎬ结果如图3所示ꎮ从图3可知ꎬ烟气再循环率变化对高压低温再热器㊁低压低温再热器温升变化较为明显ꎬ由实测数据可知ꎬ烟气再循环率从5%上升到30%时ꎬ高压低温再热器温升可上升大约15ħꎬ低压低温再热器温升可上升大约5ħꎬ高压低温再热器的变化更为敏感ꎮ整体上ꎬ高压高温再热器㊁高压低温再热器㊁低压高温再热器和低压低温再热器均为对流式ꎬ随烟气再循环率升高ꎬ温升加大ꎮ2.3㊀烟气再循环率对壁温均匀性的影响试验选择450MW㊁600MW作为工况点ꎬ考察在不同烟气再循环率下对壁温均匀性的影响ꎮ图4所示为不同工况下高压高温再热器各屏第6根壁温分布情况ꎮ从试验数据计算可得ꎬ锅炉负荷为450MW时较高烟气㊁较低烟气再循环率下壁温标准差分别为8.2975㊁9.3136ꎻ锅炉负荷为600MW时较高烟气㊁较低烟气再循环率下壁温标准差分别为7.9901㊁10.4320ꎮ由此可见ꎬ随着烟气再循环率的提高ꎬ沿着炉膛宽度方向ꎬ壁温趋向于均匀ꎬ这是由于烟气再循环率的提高致使炉膛烟气量增加ꎬ炉膛烟气充满度上升ꎬ使炉膛上部及水平烟道烟气分布更为均匀ꎮ图2㊀不同负荷下烟气再循环率对主蒸汽气温的影响图3㊀不同负荷下烟气再循环率对再热气温的影响932019年李江浩等:600MW超超临界二次再热锅炉烟气再循环对锅炉运行参数影响第6期2.4㊀烟气再循环率对燃尽的影响试验选择530MW㊁660MW作为工况点ꎬ考察在不同烟气再循环率下对飞灰和煤渣含碳量的影响ꎮ图5所示为不同工况下飞灰和煤渣含碳量的检测分析结果ꎮ从图5可以看出ꎬ飞灰与炉渣含碳量随着烟气再循环率的增加变化不大ꎮ图4㊀不同负荷下高压高温再热器第6根管道壁温分布图5㊀飞灰和炉渣含碳量3㊀结语(1)在低负荷情况下ꎬ烟气再循环可作为调节再热汽温的主要手段ꎻ而在高负荷下ꎬ应结合其他调温方式进行汽温控制ꎮ随着烟气再循环率的上升ꎬ水冷壁中介质温升降低ꎻ而一㊁二级辐射式过热器中气温温升随烟气再循环率升高而升高ꎮ对于其他对流受热面(如各级再热器)而言ꎬ烟气再循环率提高ꎬ通过受热面的蒸汽温度均上升ꎮ(2)烟气再循环对于提高受热面壁温均匀性有一定效果ꎬ而在稳定工况下ꎬ烟气再循环量对飞灰和煤渣含碳量影响不大ꎮ参考文献:[1]马帅ꎬ蒋金忠ꎬ张浩.超超临界锅炉低氮燃烧器改造后汽温特性优化调整[J].工业加热ꎬ2017ꎬ46(5):11-16.[2]龙辉ꎬ黄晶晶. 十三五 燃煤发电设计技术发展方向分析[J].发电技术ꎬ2018ꎬ39(1):13-17.[3]范庆伟ꎬ王伟ꎬ杜域超ꎬ等.二次再热机组经济指标计算方法对比[J/OL].热力发电ꎬ2018(11):13-17[2018-11-05].https://doi.org/10.19666/j.rlfd.201801044.[4]李官鹏ꎬ刘义达ꎬ安强ꎬ等.1000MW超超临界二次再热机组系统比较及经济性分析[J].电力勘测设计ꎬ2018(5):52-55+61.[5]王月明ꎬ牟春华ꎬ姚明宇ꎬ等.二次再热技术发展与应用现状[J].热力发电ꎬ2017ꎬ46(8):1-10+15.[6]李永生ꎬ黄宣ꎬ徐星ꎬ等.超超临界二次再热1000MW汽轮机性能及优化建议[J].电力科技与环保ꎬ2018ꎬ34(5):43-45.[7]郭馨.600MW超超临界二次再热锅炉调温策略研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学ꎬ2017.[8]姚向昱ꎬ蒋德勇ꎬ朱佳琪ꎬ等.二次再热锅炉再热器调温方式对机组热经济性的影响[J].电力勘测设计ꎬ2016(3):8-15.[9]高伟ꎬ宋宝军.烟气再循环在二次再热锅炉中的应用探讨[J].电站系统工程ꎬ2015ꎬ31(3):79-80+82.[10]李永生ꎬ谭锐ꎬ徐星.1000MW超超临界二次再热机组滑压运行优化[J].电力科技与环保ꎬ2018ꎬ34(3):53-55.[11]赵志丹ꎬ郝德锋ꎬ王海涛ꎬ等.二次再热超超临界机组再热蒸汽温度控制策略[J].热力发电ꎬ2015ꎬ44(12):113-118.[12]殷亚宁ꎬ黄莺ꎬ于景泽ꎬ等.二次再热机组多种汽温调节耦合控制策略研究及验证[J].锅炉制造ꎬ2018(5):5-7.收稿日期:2019 ̄02 ̄23ꎻ修回日期:2019 ̄03 ̄21作者简介:李江浩(1984 ̄)ꎬ男ꎬ广西藤县人ꎬ工程师ꎬ从事锅炉调试㊁试验工作ꎮE-mail:lijh-gys@hbc.com.cn042019年12月电㊀力㊀科㊀技㊀与㊀环㊀保第35卷㊀第6期。
百万千瓦二次再热机组的优化配置摘要:随着我国经济的快速发展,国家能源政策对火电行业节能减排的要求不断提高,加热系统进行了改革,与目前大多数的加热装置相比,二次加热装置更加经济高效。
兆瓦超超超超临界加热装置采用了更多单线U型高压管式加热器。
对于百万千瓦超超临界二次加热器,由于其设计参数的提高,加热器的设计压力增加到45MPa左右,单线U型高压加热器无法满足设计要求,因此国内采用二次加热装置放置在两列U型高压加热器管中。
随着目前高压蛇管加热器设计和制造技术的提高,单线高压加热器可用于百万千瓦超超临界二次加热装置。
关键词:百万千瓦;二次再热机组;应用;优化配置引言我国的国土辽阔,面临着“多煤、少油、缺气”的资源,以充足数量的燃煤发电机组作为区域电网的能源支撑点,满足用户的电力需求和区域电力供应的安全是非常需要的。
随着环保和碳排放要求的日益严格,特别是在提出“双碳”目标之后,煤电机组在新能源系统中的定位逐渐发生变化,其高质量的发展道路将不可避免地朝着更高的发电效率、更低的煤耗、更高的节能参数、高容量机组的技术路线发展。
目前,我国燃煤发电机组的发展已进入百万千瓦级别,主要可用的技术路线是再热和二热。
1研究背景与意义能源是人类生存和发展的重要物质基础,随着全球经济快速增长,能源需求逐渐增长,能源问题已成为影响经济和国家安全的重要战略问题。
长期以来,中国的能源结构主要是煤炭,污染了大量排放,导致大气污染和温室效应增加,气候灾难增加,能源和环境问题增加。
面对日益严重的资源短缺和环境退化,进一步提高蒸汽参数、提高个别机器容量、开发次生再生设备、提高生产力和清洁发电,已成为当今发电厂发展的重要方向。
大型热力机组获得了良好的经济和环境效益,改善了蒸汽参数,增加了容量,提高了机组人员的热效率,降低了单位成本。
由于高温材料(特别是高温合金和焊接技术)的使用有限,额外的改进参数不能在短期内大规模使用,而二次加热技术已经成为机组人员效率提高的一个阶段,减少了煤炭消耗和污染排放。
锅炉制造BOILER MANUFACTURING第1期2021年01月No. 1Jan.2021某百万II 型二次再热锅炉 再热器壁温偏差调整董亮,郭森,郭拯(高效清洁燃煤电站锅炉国家重点实验室(哈尔滨锅炉厂有限责任公司),黑龙江 哈尔滨150046)摘 要:某百万双切圆r [型二次再热锅炉试运过程中高/低压末级再热器壁温沿炉宽方向存在壁温偏差大的问 题,限制两级再热汽温达到设计值。
通过烟气再循环喷口反切和燃尽风喷口反切,减小了高/低压末级再热器 的壁温偏差,为两级再热汽温达到设计值打下了基础。
关键词:百万II 型二次再热锅炉;再循环喷口反切;燃尽风喷口反切;再热器壁温偏差中图分类号:TK223 文献标识码:A 文章编号:CN23 -1249(2021)01 -0001 -04Adjustment of Reheater Metal Temperature Imbalances of a1000MW II Type Secondary Reheat BoilerDONG Liang, GUO Sen, GUO Zheng(State Key Laboratory of Efficient and Clean Coal-fired Utility Boilers(Harbin Boiler Company Limited) , Harbin 150046 ,China)Abstract : There is a problem of big metal temperature imbalances in high/low pressure final reheaterduring the trial operation of a 1000MW 11 type secondary reheat boiler, which limits the reheat steam temperature to reach the design value. The metal temperature imbalances of high/low pres sure final reheater is reduced by adjusting the horizontal angle of recirculation flue gas nozzle andsofa nozzle , which lays a foundation for high/low pressure reheat steam temperature to reach the de sign value.Key words : a 1000MW II type secondary reheat boiler ; adjusting the horizontal angle of recircu lation flue gas nozzle ; adjusting the horizontal angle of sofa nozzle ; reheater metal temperature im balances0引言燃煤发电过程中环境污染及温室气体排放问题日益突出,大力发展高参数机组,提高机组发电 效率是未来煤电发展的主要方向,二次再热技术是公认的一种可以提高煤电机组效率的有效方 法⑴。
百万二次再热π型锅炉炉内受热面安装技术研究与应用发布时间:2021-09-06T13:36:26.829Z 来源:《中国电力企业管理》2021年5月作者:鞠万坤[导读] 百万二次再热π型锅炉具有热效率高,能耗低的特点,更符合节能减排、绿色环保的要求,但百万二次再热π型锅炉在单件重量增大的同时,布置更加紧凑,按照原有的普通吊装机械及传统安装方法,无法安全高效地完成安装。
针对二次再热Π型锅炉炉内受热面在安装过程中,所遇到的一些安装技术难题进行了研究与探讨,通过现场实际研究,设计出管屏吊装往复装置、吊杆组合专用装置、管屏三角倒钩装置等多套专用装置与方案,促进了受热面高效、安全的安装,并形成一套具有实际可操作的安装方法。
中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司鞠万坤山东济南 250100摘要:百万二次再热π型锅炉具有热效率高,能耗低的特点,更符合节能减排、绿色环保的要求,但百万二次再热π型锅炉在单件重量增大的同时,布置更加紧凑,按照原有的普通吊装机械及传统安装方法,无法安全高效地完成安装。
针对二次再热Π型锅炉炉内受热面在安装过程中,所遇到的一些安装技术难题进行了研究与探讨,通过现场实际研究,设计出管屏吊装往复装置、吊杆组合专用装置、管屏三角倒钩装置等多套专用装置与方案,促进了受热面高效、安全的安装,并形成一套具有实际可操作的安装方法。
关键词:百万二次再热π型锅炉;汽车吊炉顶布置技术;管屏吊装往复装置;三角倒钩装置;吊杆组合专用装置。
引言近年来国家随着国家政策改变,放缓经济增长,促进工业转型升级,电力行业的发展重心放在了调整电源结构和技术升级两个方面。
火电板块,关停了一大批耗能高、污染严重的小机组,逐渐淘汰落后的产能,大幅增加火电高参数、大容量机组比重,随之而来的大批百万机组工程进入制造安装。
高参数机组相比于传统小型机组,由于设备组成复杂,体积重量巨大,传统的安装技术逐渐无法满足现场实际施工要求,本项目依托与国内首台百万二次再热Π型锅炉机组,针对二次再热Π型锅炉受热面安装的技术难题,以降低安全风险、提高安装效率、控制安装成本为目的,开展技术研究,结合现场实际安装情况,摒弃以往传统经验施工方法,根据百万二次再热π型锅炉的结构特点,总结出可用性吊装方案,结合传统吊装方案,筛选方案优点,整合创新采用新型方案,结合吊装过程中有可能的问题分析、策划,列出控制要点,完善技术方案,提出一套可适应行业的成熟的百万二次再热π型锅炉炉内受热面安装技术方案。
百万二次再热锅炉燃烧运行优化分析摘要:介绍了百万二次再热超超临界锅炉磨煤机和燃烧器的特点。
通过制粉系统优化调整试验,得到动态煤粉分离器转速、磨煤机通风量、风门挡板特性和磨煤机出力特性;通过调整锅炉氧量、SOFA风门开度及水平摆角、磨煤机组合、再循环风量等运行参数,有效调整锅炉汽温偏差,优化了锅炉燃烧系统的运行参数。
关键词:作者简介:雷州电厂1000MW机组锅炉型号为HG-2764/33.5/605/623/623-YM2,该锅炉为二次中间再热、超超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的直流锅炉、单炉膛双切圆的π型锅炉。
锅炉设计参数见表1。
表1 锅炉设计参数项目单位数值主蒸汽流量t·h-12683.8主蒸汽出口压力MPa32.60主蒸汽出口温度℃605给水温度℃328给水压力MPa36.51高压再热蒸汽流量t·h-12378.5高压再热蒸汽出口压力MPa10.502高压再热蒸汽出口温度℃623低压再热蒸汽流量t/h2036.2低压再热蒸汽出口压力MPa 3.208低压再热蒸汽出口温度℃6231 锅炉燃烧系统设备概况1.1 燃烧器布置炉膛为长方形结构,前后墙各布置四角燃烧器。
八角燃烧器均为摆动式燃烧器,在炉膛内部形成反向双切圆,在炉膛的左、右半部分中心分别形成顺时针旋向和逆时针旋向的两个直径稍有不同的假想切园,见图1。
其中主燃烧器分为两组,根据各风室的高度布置喷嘴,油风室中间布置有带稳燃叶轮的喷嘴。
图1 燃烧器平面布置1.2 燃烧器结构燃烧器采用MPM低氮燃烧技术。
出口中心浓外围淡的气流能有效防止煤粉气流的离析、贴壁,保护燃烧器区域水冷壁的安全使用。
一次风喷口出口气流设计为中心浓淡,在一次风喷口出口处加装十字花形扩散器,浓淡燃烧除可降低NO x,同时对煤粉稳燃、提前着火有积极作用。
二次风喷嘴可作上下各摆动30°,一次风喷嘴可作上下各摆动20°,以此来改变燃烧中心区的位置,调节炉膛内各辐射受热面的吸热量,从而调节再热汽温,燃烧器煤粉喷嘴结构见图2。
图2 煤粉喷嘴及其摆动机构锅炉最大连续负荷(BMCR)工况时燃烧器的主要设计参数见表1。
作者简介:表2 燃烧器的主要设计参数项目单位数值一次风率%23.2一次风温℃68二次风率%71.8二次风温℃330一次风喷嘴间距mm14334.51.3 受热面布置锅炉过热器系统为三级布置,分别为分隔屏、后屏、末过,均布置在炉膛上部,采用煤水比调节;再热器系统采用烟气再循环、尾部烟气挡板和燃烧器摆动的组合式调温方式,锅炉受热面布置见图3。
图3 锅炉受热面布置示意图2 冷态试验与制粉系统运行优化2.1 冷态一次风调平对6台磨分别开展冷态一次风速调平,各粉管风速见表3。
调平后的各层燃烧器粉管风速均满足偏差小于5%的要求。
表3 一次风调平数据磨煤机编单位A B C D E F号调平前最大风速m/s28.527.128.227.225.330.6最小风速m/s23.824.72524.821.826.5最大偏差%10.18.56.75.29.612.5调平后最大风速m/s27.426.827.427.224.230.1最小风速m/s25.324.926.225.322.428.8最大偏差%4.23.74.53.63.94.12.2 磨煤机入口风道改造及风门挡板特性试验磨煤机入口风道冷、热风混合距离极短,流场分布整体偏移较大,局部产生紊流或涡流现象,导致磨入口风量测量存在较大偏差,部分磨煤机冷热风门无法正常投入自动运行,并且风量显示与风门挡板调节出现“倒挂”现象。
运行人员无法有效监控磨煤机风量及一次风粉管风速,实际运行过程中一次风速可能过大,造成粉管磨损及飞灰含碳量偏大。
对磨煤机入口风道进行如下改造:增加冷风扩口及冷风风箱,将冷风气流分隔为多股,加强冷风的均布性以及与热风的混合;在风道90°转角处布置导流板,增加导向作用;在风量测量元件上游布置均流板,对气流起到均布作用,改造后的风道示意图见图4。
风道改造后开展入口风量标定测试,风量及风门卡杜变化见图5。
风量在线测量数据准确,风量与风门开度跟踪性好,无风量“倒挂”现象。
图4 磨煤机入口风道改造示意图图5 改造后磨煤机风门挡板特性曲线2.3 制粉系统运行优化(1)动态分离器调节性能试验控制磨煤机出力在65t/h、85t/h工况下,磨煤机进口一次风量按设计风煤比曲线自动控制,分别调整动态分离器转速为450r/min、480r/min及510r/min进行试验。
煤粉细度R90与分离器转速的关系见图6,煤粉细度R90随分离器转速升高明显降低,在低转速时转速对细度影响较大;在高转速时转速对细度影响降低。
图6 不同分离器转速下煤粉细度变化(2)磨煤机出力特性试验分离器变频器转速控制在470 r/min,磨煤机出力在90.6~110.5t/h进行4个工况的试验。
煤粉细度R90与出力呈直线变化关系,R90随出力增加而升高,但与其他配静态分离器的磨煤机相比较,煤粉细度受出力的影响相对较小;磨煤机电流与出力基本呈直线关系,出力增加约20t/h,电流增加9.9A;进出口差压也随出力增加而升高。
图7 不同出力下磨煤机参数3.燃烧优化调整3.1 运行氧量优化试验在1000MW工况下,针对不同运行氧量开展优化试验,分别在炉膛出口氧量2.5%、2.7%、2.9%、3.1%工况下进行测试,各参数变化情况见图8。
运行氧量从2.5%提高到3.1%,排烟温度变化较小,飞灰含碳量降低。
但由于烟气量的增加,排烟损失q2将明显升高;飞灰含碳量随着氧量的提高有所降低,但是机械不完全燃烧损失q4与排烟热损失相比要小得多;烟气中CO浓度下降,在氧量2.5%工况下部分位置CO浓度最大值达600μL/L;氧量提高时,引风机电流上升明显。
图8 不同运行氧量下锅炉性能参数3.2 燃尽风门开度试验在1000MW负荷下,磨煤机组合为BCDEF,分别对SOFA风开度为30%、50%、70%开展试验,NO x浓度随SOFA风门开度增加而升高。
图9 不同SOFA风门开度下NO浓度x3.3 磨煤机组合试验在1000MW负荷下,进行三种磨煤机组合试验ABCDE、ABCDEF、BCDEF,不同磨煤机组合运行方式下锅炉性能参数见图10。
试验结果表明,当下5层磨煤机运行时,飞灰可燃物含量偏低,NO x排放浓度较高;上5层磨煤机运行时,飞灰可燃物含量偏高,NO x排放浓度降低。
图10 不同磨煤机组合运行方式锅炉性能参数3.4 再循环风量调整试验对再循环风机风量进行优化试验,即通过调整再循环风机运行数量与风机运行转速改变再循环风量,图11是应用理论热力计算的方法研究烟气再循环率对主蒸汽温度、再热蒸汽温度的影响。
计算结果显示,随着烟气再循环率的升高,炉膛理论燃烧温度下降、屏底温度变化较小;辐射受热面吸热量下降,对流受热面吸热量增加;分离器出口及主汽温度降低,高压、低压再热蒸汽温度提高。
图11 烟气再循环率对蒸汽温度的影响在1000MW负荷,磨煤机组合BCDEF工况下,保持高压再热烟气侧挡板开度10%、低压再热烟气侧挡板开度100%不变,对四台运行再循环风机开展转速调整试验,记录调整过程中再热汽温变化情况。
结果表明,再循环风量对再热汽温调节作用明显,再循环风机转速从450r/min提高至750r/min,高压、低压再热汽温显著升高。
图12 不同再循环风机出力下再热汽变化3.5 汽温偏差调整为减弱炉膛内气流的残余旋转,减少炉膛出口两侧烟温偏差,SOFA燃烧器喷口设计有水平摆动功能,各燃烧器喷口可做±10°水平摆动。
在SOFA燃烧器与煤粉燃烧器水平摆角一致时,从水冷壁顶棚集箱到汽水分离器出口均存在B侧高于A侧约10~15℃的汽温偏差。
在完成各磨煤机粉管一次风调平、消除粉管风速对汽温偏差的影响后,分别调节SOFA燃烧器水平摆角至-5°及-10°反切位置(摆角0°代表与煤粉燃烧器摆角相同),不同角度及汽温情况见下表。
通过调整SOFA燃烧器水平摆角,汽温偏差减小明显,水冷壁顶棚集箱入口汽温偏差从17.4℃减小至2.4℃,分离器出口汽温偏差从10.4℃减小至1.7℃。
表4 不同SOFA燃烧器水平摆角下汽温变化SOFA燃烧器水平摆角测点位置水冷壁顶棚集箱入口汽温(℃)后烟道集箱入口汽温(℃)分离器入口汽温(℃)分离器出口汽温(℃)0°A442.8454.8453.6451.8 B460.2471.1468.2462.2-5°A445.3458.1457.8457.7 B452.6466.2464.5463.8-10°A447.1461.7459.7457.6 B444.7463.4461.6459.34 结论(1)磨煤机动态分离器转速对煤粉细度调节作用明显,当锅炉燃用煤种或出力变化时,应及时调整分离器转速;随着转速升高,分离器转速变化对煤粉细度影响降低。
(2)磨煤机入口风道改造后磨煤机入口在线风量测量准确,风量与风门挡板开度跟踪性好。
(3)运行氧量提高时,排烟温度变化较小,飞灰含碳量降低,引风机电流上升明显。
(4)NO x浓度随SOFA风门开度增加而升高;下5层磨煤机运行与上五层对比,飞灰可燃物热含量降低,NO x排放浓度升高。
(5)随着烟气再循环率的升高,高压、低压再热蒸汽温度提高,再循环风机对再热汽温调节作用明显。
(6)SOFA燃烧器水平摆角调整至反切位置,能够有效减小水冷壁至分离器汽温偏差。
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