耒阳电厂W火焰锅炉技术特点VIP

耒阳电厂W火焰锅炉技术特点 胡纪元1 伍绍钢2 (1. 湖南省电力勘测设计院,湖南长沙410007;2.湖南耒阳电厂,湖南耒阳421800) 摘 要 耒阳电厂燃用超低挥发份无烟煤,为确保锅炉安全经济运行,在设计上采取了 一些措施。对其技术特点进行了分析介绍。 关键词 锅炉 特点 超低挥发份无烟煤 1 前 言 湖南耒阳电厂二期 (2 300MW机组)工程是 世界银行贷款项目,采用机、炉分岛方式招标,锅 炉岛由美国B不投油稳燃负荷(BM CR)不大于60%; NOx排放(含氧量 6% ) 不大于900mg?Nm 3。锅炉 主要设计指标为:保证效率(低位热值计、TRL工 况)不低于91. 66%;不投油稳燃负荷(BM CR)不 大于60%; NOX排放(含氧量 6% ) 不大于900 mg?Nm 3。 锅炉燃用的耒阳混煤属于超低挥发份无 烟煤,其着火、稳燃、燃烬均较困难,属于极难燃 烧的煤种,为国内外所少见,对锅炉的设计具有一 定的挑战性。为此在锅炉着火及稳燃方面采取了相 应措施。 2 煤质特性 耒阳电厂二期工程以白沙、嘉禾、栖凤渡三大 煤矿向电厂供煤数量按比例进行掺混后的混煤作为 设计煤种,设计煤粉细度R90= 6%。煤质特性见表 1和表2。 3 锅炉设计的技术特点 3. 1 炉膛设计 耒阳无烟煤具有极难着火、极难燃烬和中等结 渣的特点。基于此,锅炉采用双拱炉膛,燃烧器布 置在前后拱上,下射式喷射,火焰呈“W”形。 表1 煤质分析 项 目设计值变化范围 收到基碳Car?%62. 29 收到基氢Har?%1. 08 收到基氧Oar?%2. 83 收到基氮Nar?%0. 42 收到基硫St . ar?%0. 38+ 0. 1, - 0. 05 收到基灰份Aar?%24. 89+ 4. 5, - 4. 5 全水份Mt?%8. 11+ 1, - 2 空气干燥基水份Mad?%2. 20 干燥无灰基挥发份Vdaf?%6. 19+ 1. 5, - 1 可磨性系数HGI68+ 6, - 5 磨损指数Ke1. 58 收到基发热量Qnet . v . ar?kJkg- 121 248+ 1 254, - 2 091 表2 灰渣特性 序号项 目符 号数 据 1二氧化硅?%Si O255. 93 2三氧化二铝?%A l2O323. 98 3三氧化二铁?%Fe2O34. 81 4氧化钙?%CaO3. 40 5氧化镁?%M gO1. 33 6三氧化硫?%SO34. 00 7氧化钾?%K2O1. 92 8氧化钠?%Na2O1. 20 9二氧化钛?%Ti O21. 49 10五氧化二磷?%P2O50. 20 11灰变形温度? DT1 260 12灰软化温度? ST1 315 13灰熔化温度? PT1 415 14煤灰比电阻? 8cm 303. 4108 802. 9109 1002. 721010 1209. 31010 1501. 51011 1806. 41010 85 安全与综合湖 南 电 力第23卷?2003年第2期 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. “W” 形火焰可使煤粉气流尽可能多地接触高温回流 热烟气并获得充分的扰动和混合,有利于煤粉的着 火和稳燃;同时,“W”形火焰使燃料颗粒在燃烧区 内有足够行程和停留时间,可提高无烟煤的燃烬率 和燃烧效率。 全炉膛容积8 420m 3, 全炉膛容积热负 荷98. 8 kW?m 3, 下炉膛断面热负荷2. 45MW?m 2, 均较为合适。 下炉膛宽深比为1. 35,宽深比较小,前 后拱U型火炬相互干扰小些,火焰充满度好,这对 W火焰燃烧方式的对称性和稳定性是有利的。上下 炉膛深度比为0. 54,其值偏大,炉内上升气流较通 畅,也可减少上炉拱结渣的倾向。全炉膛高度(从 灰斗开口到炉膛顶部)45. 12m ,上炉膛高度 26. 251m。 根据煤种特性, 燃烧器拱区和下部炉膛 四周敷设了749m 2 的卫燃带,以提高炉内的火焰温 度,稳定燃烧。 3. 2 燃烧技术 燃烧器布置在炉膛的前后拱上,并垂直于前后 拱,前后拱各有8只燃烧器,每台锅炉共有16只燃 烧器。 耒阳电厂的设计煤种为超低挥发份无烟煤,有 极难着火和燃烬的特点,采用浓缩型E I- XCL双调 风旋流燃烧器可有效解决着火、燃烬两大难题,而 且在防止结渣及低NOx排放方面具有独到的优越 性。 来自磨煤机的一次风煤粉气流在经过浓缩型 E IXCL燃烧器弯头前,先通过一段偏心异径管加 速,大多数煤粉由于离心力作用沿弯头外侧内壁流 动,在气流进入一次风浓缩装置之后,使50%的一 次风和10%15%煤粉分离出来,经乏气管垂直向 下引到乏气喷口喷入炉膛燃烧,其余的50%一次风 和85%90%的煤粉由燃烧器一次风喷口喷入炉 内燃烧。浓缩后一次风的煤粉浓度提高到1. 15 (煤 粉? 空气)左右,从而降低了煤粉着火所需的吸热量, 有利于煤粉的着火与稳燃;旋流引入的内外二次风 可及时卷吸高温热烟气并适时补充燃烧所需的空 气,有利于煤粉的着火与燃烬。燃烧所需空气除了 从拱上通过燃烧器内、外二次风引入炉膛外,在下 炉膛前后墙适当位置还布置了分级风,分级风采用 风墙的形式引入炉膛,形成了水冷壁四周的富氧气 氛,分级风的控制与燃烧器的投入和停运相关联,实 现分级燃烧,既可有效地抑制NOx的生成,也能防 止水冷壁的结焦。 浓缩型E I- XCL燃烧器上配有双层强化着火 的轴向调风机构,从风箱来的二次风分2股分别进 入到内层和外层调风器,内层二次风产生的旋转气 流可卷吸高温烟气引燃煤粉,外层二次风用来补充 煤粉进一步燃烧所需的空气,使之完全燃烧。旋流 强度可以通过调整轴向叶片的设置角度而改变。采 用这种分级送风的方式,不仅有利于煤粉的着火和 稳燃,增强燃烧器对煤质变化的适应能力,同时也 有利于控制火焰中NOx的生成。 燃烧器采用较低的一次风率和风速,有利于低 挥发份煤及时着火。因是旋流式燃烧器,故一次风 速又可高一些。 燃烧器主要参数见表3。 表3 燃烧器主要参数 一 次 风 风率?%7. 858 风速?ms- 122. 1 风温? 140 二 次 风 风率?%60. 884 风速?ms- 130. 2 风温? 367 分 级 风 风率?%22. 6 风速?ms- 145. 6 风温? 367 乏 气 风率?%7. 858 风速?ms- 123. 7 风温? 140 3. 3 制粉系统 制粉系统为双进双出钢球磨煤机配冷一次风机 正压直吹式系统。该系统具有系统简单、设备部件 少、制粉管路阻力小、制粉电耗低、维护方便、运 行灵活可靠、负荷响应快等特点。系统采用较高的 煤粉细度,以增加氧、碳接触面积和紊流度,提高 了无烟煤着火、燃烧的能力;当出力减少时,煤粉 细度提高,尤其是此时煤粉中的粗粒显著减少,这 对低挥发份煤的低负荷稳燃有利。煤粉初温是影响 着火的重要条件之一,一次风风温为150,虽然比 其它类型双进双出磨煤机高,但比中间储仓制热风 送粉系统的却低得多。每台锅炉配有4台14X18 型双进双出钢球磨煤机,共计16只燃烧器,可满足 锅炉最大出力,磨煤机最大出力41 t?h。 燃烧器与磨煤机的匹配关系既考虑了部分磨煤 机甚至半台磨煤机停运时,运行燃烧器沿炉膛宽度 方向的均匀性和对称性,又考虑了同台磨煤机的送 95 第23卷?2003年第2期湖 南 电 力安全与综合 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 机械化采制样机的应用及改进 周立峰 (湖南株洲电厂,湖南株洲412005) 摘 要 机械化采制样机是一种新开发的产品,其依据的标准与采样原理都尚待完善。 对 此进行了初步的探讨,并介绍了机械化采制样机在株洲电厂的开发与改进。 关键词 机械化采制样机 随机采样 煤样的代表性 螺旋采样头 粉管道长度的一致性,以确保炉膛出口烟温和气流 的均匀分布以及各燃烧器之间风粉分配尽量均匀。 燃烧器与磨煤机之间的匹配示意图如图1。 后 拱 CCDDAABB AABBCCDD 前 拱 图1 燃烧器与磨煤机匹配示意图 5 结 语 通过上述锅炉设计技术特点的分析,锅炉经过 调试、稳定运行之后,预计锅炉主要设计指标是可 以达到的,这对于锅炉燃用超低挥发份无烟煤有着 十分重要的意义。 收稿日期:2002208216 改回日期:2003202228 0 前 言 煤占燃煤电厂发电成本的70%以上,而采制样 造成的误差占了煤质化验结果误差的96%以上。人 工采制样越来越不适应市场经济的需要:一是煤样 的代表性差;二是市场信誉度差;三是劳动强度大, 在汽车和火车上作业很不安全。 机械化采制样是发展的必然趋势,火力发电厂 按入炉煤量正平衡计算发供电煤耗的办法中明确 指出:机械采制样是唯一能采制到具有代表性样品 的手段。 1 机械化采制样机的技术要求及结构 原理 1. 1 技术要求 传统的人工采样方法是按照对角线法来采样。 在商品经济的模式下,一些不法商贩采用装点盖面 的方法,将好煤装在对角线区域,这样继续按照对 角线法来采样,对买方而言,显然是不公平的。近 几年来,按照“随机采样”的理论,参照国外的标 准,国内已陆续有一些标准出台,如GB47521996 商品煤样采取方法 及原电力部 发电用煤机械采 制样装置验收导则等已对机械化采制样机提出了 明确的要求。 1台合格的采制样机应具备以下基本条件: a. 采制样具有代表性,符合有关标准的精确度要求且 不存在系统偏差; b. 设备运行可靠。 1. 2 结构及工作原理 株洲电厂于1999年11月和2000年4月分别 投运1台QC250?3型桥式汽车采样机和1台 MLC60?5型门式火车采制样机,运行2年多来情况 良好。 该采制样机由大车、小车、采样头及动力箱与 制样系统4大部分组成。其中采样头由钻杆、螺旋 轴套,心轴及采样筒4部分组成(见图 1) 。 采样开始前,采样机通过“光眼”确定采样范 围,采样程序启动后,电脑随机产生