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劣质煤的燃烧问题及其调整技术探讨 (金山热电厂,内蒙古 呼和浩特 010106) 摘 要:文章分析了劣质煤的燃烧特性,通过集中燃烧, 调整一,二次风,以保证机组安全稳定运行。 关键词:劣质煤;集中燃烧;一次风;二次风 中图分类号:TK227.1 文献标识码:A 文章编号: 10076921(XX)06031102 我国的劣质煤储量丰富,开发和利用劣质煤是我国一 项重要的能源政策。 劣质煤的特点:水分高,灰分大,发热量低,挥发份 低,着火点高等。 火力发电厂在燃用劣质煤时,一方面,锅炉燃烧不稳, 易引起锅炉灭火放炮事故;另一方面,为稳定燃烧需投油 助燃,浪费了大量的燃油。同时,飞灰含碳量增大,锅炉 效率降低,经济性差。此外,还存在燃用劣质煤,使锅炉 易结焦,各受热面磨损严重,锅炉运行各参数不稳,运行 人员调整工作量增大等问题。 丰镇发电厂 670T/H 锅炉燃煤种类较杂,初期燃用乌海 煤并掺烧大同小窑煤;准格尔煤田开发后,燃用准格尔煤。 由于近年来煤源紧张,有时不得不燃烧劣质煤。下面就四 角直流燃烧器锅炉在燃烧劣质煤时影响燃烧的因素和调整 技术作初步探讨和研究。 1 采用集中燃烧有利于提高炉膛温度,有利于劣质煤 着火燃烧 1.1 集中燃烧是烧好劣质煤的有效措施,理由是: 增加了煤粉的浓度,集中了燃烧的挥发物。降低了着火 区的过量空气。燃烧中心集中,使火焰温度水平升高。 煤愈差,一次风比例就越小,分散送风、送粉会使射 流刚性变差,燃烧不易稳定,集中一次风布置后,气流射 流刚性变强。 1.2 以上这些都有利于劣质煤的着火和燃烧,但一次 风集中布置也带来两个问题:由于煤粉高度集中,可能出 现着火、燃烧初期氧量不足的问题,在一次风喷嘴内加周 界风量解决。 1.3 集中布置后喷口截面增大,不但喷嘴机械强度变 差,易发生变形,同时也易出现速度不均,气粉分层等不 良现象,可通过在喷嘴内加纵向或横向隔板来解决,由于 隔板把一次风分割成多个小股射流,使气流扰动增强,有 利于着火燃烧稳定。 2 控制好一次风量有利于劣质煤的燃烧 一次风量的大小对燃烧的着火影响较大,直流燃烧器 煤粉着火,主要是依靠射流卷吸周围高温烟气对一次风的 气粉混合物进行加热,一次风量愈大,要求加热至着火所 需热量愈多,对着火不利。实践证明:当一次风量增加时, 喷嘴出口附近火焰温度明显降低,着火推迟,再加上劣质 煤着火温度本来就较高,因此在调整时,对劣质煤在煤粉 管道不积粉堵管的前提下,应尽可能降低一次风比例,这 样就有利于劣质煤的燃烧。 3 调整好一次风速有利于劣质煤的燃烧 燃烧劣质煤时,一次风速过高或过低都是不合适的, 一次风速过高,会推迟着火,引起燃烧不稳定,而且较粗 的煤粉因惯性过大易穿过剧烈的燃烧区而落下或逸走,形 成机械不完全燃烧损失,有时甚至喷射到炉墙上引起结焦, 一次风速过低亦是不利的。原因在于:煤粉气流刚性削 弱,气流稳定性变差扰动又不强烈,火焰容易摆动,切圆 形成不佳。抽吸周围高温烟气量减少,降低煤粉气流着 火前的加热强度。易产生气粉分层和气粉分布不均,堵 塞一次风管等不良现象。燃料如能着火,则因着火点距 离喷嘴较近,容易燃坏喷嘴。因此,对于低挥发份烟煤宜 选择低限来调试,以选择最佳一次风速。 4 控制好二次风与一次风交汇点有利于劣质煤燃烧的 稳定性 采用一次风集中送粉的措施后,二次风往往有如下布 置形式:一次风下设置二次风,一次风上设置中二次风及 上二次风,根据着火三角形原理,二次风应该在煤粉火焰 边缘着火后和一次风相交,以实现分段送风的目的,煤种 愈差,就愈难着火,交点相应要推迟。控制二次风和一次 风相交的手段是:二次风嘴的角度、风速及一、二次风嘴 间的距离,在燃烧器结构一定的情况下,可用控制二次风 速的大小来调节一、二风的交点距离,至于一、二次风喷 嘴的距离它对燃烧影响颇大,间距太近时,对一、二次风 干扰太大,一、二次风相交提前,影响稳定燃烧,此时只 好降低二次风速运行,因而容易造成炉膛空气过量系数偏 低现象,这会影 响锅炉出力及效率,因此,对挥发份较低的无烟煤在 结构一定情况下,燃烧不稳时,应将距离一次风速较近的 二次风速降下来,以不至于一、二次风相交过早而造成燃 烧不稳。 5 合理分配各层二次风有利于劣质煤稳定燃烧燃烬 在燃烧劣质煤的实际运行调整中,由于中二次风一般 离相邻的一次风距离较小,当其风量过大,风速过高时, 该气流将过多地与一次风气流相混合,影响煤粉着火燃烧。 另外,由于该喷燃口与相互间距较小的一次风口紧密连在 一起,当风量风速过大时,将使燃烧器出口气流屏的背火 面补气条件更差,加剧一次风煤粉偏转靠墙,促使煤粉离 析,所以适当降低中二次风的风量,风速有助于提高燃烬 度,降低炉渣可燃物。 在燃烧劣质煤的实际运行调整中,电负荷在 140160MW 时,第四层火嘴全停运,投一、二、三层火嘴 情况下,保持上上二次风较小,上下二次风较大的配风方 式较好,其上下二次风率约为上上二次风率的 2 倍,分析 认为,由于第四层火嘴停运,使得上下喷口的二次风到一 次风的距离增加较多,在上下均等配风工况下,该喷口风 量、风速相应减少,其动量较弱,使一、二次风混合过迟, 当采用上小下大的配风方式时,随着上下层喷口风量、风 速的提高,将使着火后的煤粉气流及时同二次风相混合, 加速扩散燃烧,提高燃烬度,飞灰炉渣可燃物下降,因此, 在 140160MW 时,上排二次风采用上小下大的配风方式有 利燃烧稳定和燃烧完全。 6 燃用劣质煤时要时刻注意防止锅炉结焦 燃用劣质煤时,必须采取一定措施,防止炉膛结焦: 下、中二次风量可关小些,上二次风可开大些,使下部 气流贴边少,上部扰动增强。在保证炉膛温度情况下, 合理布置卫燃带位置,一般情况应将卫燃带布置偏下,并 分割成许多小块,这样可以有效地避免炉膛上部黏结大焦 而掉下对燃烧造成强烈扰动,甚至造成 锅炉灭火的发生。燃用劣质煤时,在需要投油稳燃 时,常常存在煤、油混燃的工况,如果煤、油在同一燃烧 器上混燃,常常会出现严重结焦现象,这是由于油的燃烧 性能好,着火后很快放出大部分热量,使火焰中心温度升 高,另一方面是因为一次风大部分都被油燃烧消耗掉,使 煤粉的不到着火所需要得一次风量,即所谓的“油枪风” 现象,其结果使煤粉燃烧推迟,飞灰可燃物含量增加,并 且在炉膛的局部地区产生还原性气氛,使灰的熔点降低, 使该处的结焦可能性大大增加。由于上述原因,如果需要 稳定燃烧投油时,应尽量避免在同一只燃烧器上进行煤、 油混烧,而宜投入煤粉燃烧器下面的油枪进行稳定煤粉的 着火燃烧,从而避免煤、油混烧而产生的局部结焦现象的 发生。 7 燃用劣质煤时,要注意控制过热器的超温 锅炉在燃用高灰分、低挥发份的劣质煤时,由于以下 原因易使过热器超温和超温爆管:劣质煤着火迟,使火 焰延长。因烧劣质煤时,投粉量大,使得磨煤机系统难 以适应,煤粉往往变粗,这也会使火焰拖长。多灰煤粉 所需的燃烬时间较长。劣质煤的水分较高时,制粉所产 生的三次风量增大。劣质煤结焦性强时,造成水冷壁吸 热减少,炉膛出口烟温偏高。 以上

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