锅炉制粉系统运行分析
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锅炉制粉系统运行分析
摘要：因煤种变化等原因，热电厂锅炉的磨煤单耗逐渐上升。为了找到最佳的运行工况，降低磨煤单耗，对1 号锅炉制粉系统的出力情况进行了分析研究。在保证锅炉燃烧效率的前提下，提高了制粉系统的出力，降低了磨煤单耗，提高了锅炉制粉系统运行的经济性。
关键词：电厂；制粉；出力；优化
1.引言能源与环境保护是涉及人类是否继续生存下去的大问题，而能源紧缺又是当今世界存在的普遍问题。为此，我国早已制定了“以煤为主、开源节流”的能源基本国策。研制稳燃高效低污染煤种适应性强的新型煤粉燃烧器也就势在必行。除上述原因外，下面几点因素又进一步推动了新型煤粉燃烧器的研制工作。
1）、煤粉燃烧器的点火油枪设计布置在二次风喷口内，且燃油容量偏大，在锅炉点火启动过程中，耗油量大。
2）、锅炉是按某一煤种设计的，当锅炉燃煤与设计煤种相近时，锅炉可以安全稳定运行。而电厂实际燃煤往往其变化很大，有的电厂燃煤十几种，甚至几十种，煤种的多变会使锅炉出现燃烧不稳定、结渣、过热器超温等一系列问题，直接影响锅炉的安全与经济运行。
3）、随着电网容量增加，大容量机组参加电网调峰不可避免，这就需要提供新型煤粉燃烧器确保锅炉实现低负荷断油稳定燃烧。
2 燃烧器发展情况回顾煤粉燃烧器是煤粉锅炉的重要装置，其运行好坏直接影响到锅炉的各项经济技术指标。以往煤粉燃烧器的设计是根据用户提供的煤种为依据，锅炉投入运行后，必须按照与设计煤种相近的煤种供煤，否则就会出现出力不足、达不到锅炉设计参数、锅炉结渣、燃烧不稳定等一系列问题。事实上，除少数大型电站或坑口电站外，确保按设计煤种供煤是很难做到的。为此，许多电厂锅炉不能正常运行，使有些电厂陷入了一定困境。
长期以来，许多电厂都渴望有一种能适应多煤种稳定燃烧，系统简单、操作容易、调节手段灵活的煤粉燃烧器，以达到节能降耗，安全运行的目的。为此经许多专家多年来不懈的努力，先后研制出：a）、预燃室型；b）、钝体型；c）、船体型；d）、偏置射流型；e）、扁平射流型；f）、浓淡分离型；g）、大速差型等煤粉燃烧器；h）、微油汽化点火燃烧器。为煤粉燃烧器理论研究与发展做出了贡献。经多年运行结果表明上述煤粉燃烧器仍存在一些问题：1）、可调节特性差，煤粉燃烧器煤种通用问题仍没解决。
2）、断油稳定燃烧负荷极限较高，低负荷运行幅度不大，尤其是难燃煤种更是如此。
3）、锅炉结渣、煤粉燃烧器烧损均有不同程度存在，甚至影响运行。
4）、有的只能做为辅助燃烧器，势必增加二次风、一次风管道、给粉机设备，增加了水冷壁开孔让管的工作量，同时燃烧器的磨损量增加。
3 WRKT－Ⅲ型双通道小油点火煤粉燃烧器产生与发展吉林慧盛机电设备有限公司的工程技术人员在“八五”期间承担机械工业部科技攻关项目－燃烧设备与燃烧系统研究，经过多年的煤粉燃烧器研究与开发。在总结了锅炉燃烧方面的理论和实践经验，研制了“稳燃低污染可调双通道燃烧器（以下简称WRKT－Ⅲ型双通道小油点火煤粉燃烧器）”。该项目于1995年通过国家鉴定。机械工业部科技攻关项目－燃烧设备与燃烧系统研究获1996 年度机械工业部科技进步三等奖。2002 年承担的哈尔滨科技攻关项目－高效、稳燃、低污染煤粉燃烧器获哈尔滨市科技成果奖。2005 年3 月“WRKT－Ⅲ型双通道小油点火煤粉燃烧器” 取得国家专利（ 专利号： ZL 2004 20018422.3）。并在国内技术刊物发表WRKT－Ⅲ型双通道小油点火煤粉燃烧器应用论文十余篇。2008 年“WRKT－Ⅲ型双通道小油点火煤粉燃烧器”国家确定为重点新产品（编号：2008GRB21031）。
多年来在35 t/h～1025 t/h 煤粉燃烧锅炉上都有应用。取得了令人满意的效果。
该煤粉燃烧器初期设计思想源于1987 年，首次用于410 t/h锅炉上。在稳燃效果方面优于原来传统式煤粉燃烧器。但该燃烧器没有腰部二次风。该煤粉燃烧器称为I、Ⅱ型。后来经过一定试验研究工作后，推出了WRKT－Ⅲ型双通道小油点火煤粉燃烧器，结构如图1 所示，与I 型相比，增加节能点火小油枪、增加腰部二次风。上一次风喷口延伸至出口300mm 处，该型燃烧器进一步改善了调节特性。根据需要上、下一次风口中加装了稳燃钝体，当燃用难燃煤时，提高了煤粉燃烧器的燃烧稳定性和低负荷断油稳燃能力。
其主要改进有：? 增加了节能点火小油枪，大幅度降低锅炉点火启动用油。
? 改变了原有的燃烧室轴向尺寸，对易燃煤更加合理。
? 增加了射流、浓淡富集等稳燃措施。
? 增加一次风刚性，加强后期混合。
? 增加防结渣侧边风，对减轻锅炉结渣更为合理。
? 增加降低NOx 措施，确保达到国家环保标准中规定的NOx 排放标准。
多年的实践运行结果表明：由于小容量锅炉抗干扰能力差，35 t/h、65 t/h 级锅炉采用I 型煤粉燃烧器受到限制。我们经过五年的研究，在原基础上研究了WRKT－Ⅲ型双通道小油点火煤粉燃烧器。其稳定燃烧能力较强，经过六年运行考验，效果极佳。至此，WRKT－Ⅲ型双通道小油点火煤粉燃烧器在35t/h～1025
t/h 锅炉上应用已形成系列。
4 WRKT－Ⅲ型双通道煤粉小油点火燃烧器结构和特性4.1 WRKT－Ⅲ型双通道小油点火煤粉燃烧器结构WRKT－Ⅲ型双通道小油点火煤粉燃烧器本体是由上、下一次风喷口、两侧腰二次风、上、下一次风浓度富集器和中心小油枪组成，其结构见图1。
图1 WRKT－Ⅲ型双通道小油点火煤粉燃烧器结构示意图4.2 WRKT－Ⅲ型双通道小油点火煤粉燃烧器的特性4.2.1 WRKT－Ⅲ型双通道小油点火煤粉燃烧器的节油特性传统煤粉燃烧器的点火方式往往是在下二次风喷口布置设计点火油枪，点火油枪的热容量约为锅炉额定负荷的20%～30%左右，即所谓“大油枪”。在锅炉点火阶段，首先由大油枪提高炉膛高温烟气温度，高温烟气再通过对流将热量传递给一次风射流，对于单一的煤粉喷嘴来说，大油枪中大约1/4 的发热量参与其一次风煤粉射流的对流换热，所以大油枪点火的效率不高。这种点火方式点火时间长、耗油量大。
WRKT-Ⅲ型双通道小油点火煤粉燃烧器节能小油枪的点火工作原理就是将油枪布置在一次风的喷嘴中，该油枪的发热量全部用于一次风煤粉气流的升温，因此，这样的油枪稳燃效果最好，容量可以比放在二次风喷嘴中的大油枪小的多，称之为“小油枪”，这种燃烧装置在锅炉的启动阶段或稳燃阶段用用小油枪火炬点燃一次风煤粉射流燃烧。由于油火焰燃烧稳定，小油枪热负荷的设计满足煤粉气流的着火热，煤粉气流就可以稳定充分着火，这样形成了煤粉火焰与油火焰的相互支持，从而产生了以煤代油的燃烧效果。中心小油枪的燃油热负荷仅占一次风煤粉喷嘴热负荷的6%～10%，不会引起燃烧器的烧坏与结渣。现有煤种情况下降低磨煤单耗是可行的。并通过调整试验和数据统计，找到了运行中影响制粉系统出力的瓶颈问题，通过调整制粉系统的运行方式，优化运行参数，在保证锅炉燃烧效率的前提下，提高了制粉系统的出力，降低了磨煤单耗，提高了锅炉制粉系统运行的经济性。 参考文献：[1] 李韫韬. 浅谈制粉系统的出力问题[J]. 科技创业家.2014（01）[2] 王高波. 白城电厂锅炉制粉系统送粉管道补偿器的应用分析及改造过程[J]. 中国新技术新产品. 2012（01）[3] 王德元. 大型磨煤机衬板磨损的原因及对策[J]. 电站辅机. 2010（03）[4] 刘林波，周忠涛，刘海明，杨杰. 300MW 机组锅炉制粉系统性能诊断及优化调整试验[J]. 电站系统工程. 2010（01）
