W火焰锅炉及制粉系统设计特点.pdf

W 火焰锅炉及制粉系统设计特点 马爱萍 西南电力设计院 四川成都 610061 摘 要 介绍了北京巴布科克 威尔科克斯有限公司 以下简称北京 B 制粉系统 设计特点 中图法分类号 TK229 文献标识码 B 文章编号 1003 6954 2004 06 0018 02 贵州黔北电厂位于贵州省毕节地区金沙县境内 规划容量为 4 300 MW 一次设计 连续建设 整个 工程由西南电力设计院负责设计 汽轮机和发电机分 别为东方汽轮机厂和东方发电机厂生产 1 2 号锅 炉为北京 B W 公司生产 3 4 号锅炉为东方锅炉 集团 股份有限公司生产 贵州黔北电厂 4 300 MW 新建工程是国家实施 西部大开发 西电东送 和 黔电入粤 的第一批重点 项目 西南电力设计院抓住历史机遇 在工期紧 时间 短 任务重的情况下 组织大量高水平的设计人员投 入该工程 实行封闭设计管理 始终信守 精心设计 科学管理 求实创新 顾客满意 的质量方针 工程于 2001 年8 月开工 1 号机组已于2003年 4 月6 日通过 168 h 试运行并网发电 性能试验于 2003 年 11 月 27 日开始 到 2003 年 12 月 3 日结束 各项指标均达到 设计值 2 3 4号机组也已相继投产发电 1 北京 B W 公司W 火焰锅炉技术特点 1 1 主要设计参数 贵州黔北电厂 1 2 号锅炉采用北京 B W 公司 从美国巴布科克 威尔科克斯公司引进技术的 W 火 焰锅炉技术生产的RBC 自然循环燃煤锅炉的标准布 置 采用自然循环 一次再热 单炉膛 W 火焰燃烧 方式 平衡通风 固态排渣 露天布置的全钢架结构形 式 1 2 W 火焰锅炉技术特点 北京 B W 公司的 W 火焰锅炉技术有三大特点 1 燃烧系统既可配双进双出磨直吹式制粉系 统 也可配中储式热风送粉系统 2 采用双调风旋流燃烧器 3 采用分级送风的拱形炉膛 其配风方式由原 型热态试验和数值模拟确定 1 2 1 制粉系统 黔北电厂制粉系统采用 4 台 BBD4062 型双进双 出磨正压直吹冷一次风系统 配 16 只浓缩型 EI XCL 双调风旋流燃烧器 该系统为北京 B W 公司在 黔北电厂首次采用 双进双出磨煤机分离器出口一 次风温为 120 煤粉细度达 89 通过 200 目筛 风 煤比较低 BMCR工况下为 1 651 表 1 锅炉主要设计参数 名 称单位数值名 称单位数值 过热蒸汽流量t h1 025再热蒸汽流量t h851 4 过热蒸汽压力MPa a 17 5再热蒸汽进口压力MPa a 3 908 过热蒸汽温度 540再热蒸汽出口压力MPa a 3 71 给水温度 272再热蒸汽进口温度 329 4 不投油最低稳燃负荷 40再热蒸汽出口温度 540 排烟温度 修正前 131空预器进风温度 20 排烟温度 修正后 125机械不完全燃烧损失 2 72 锅炉实际耗煤量t h125锅炉保证效率 按低热值 91 23 锅炉宽度mm44 400锅筒中心线标高mm54 570 锅炉深度mm38 800炉膛出口烟温 1 027 炉膛宽度mm21 900炉膛容积热负荷kW m391 6 炉膛深度 上 下 mm8 400 15 600炉膛断面热负荷 上炉膛 下炉膛 MW m24 38 2 36 燃烧器间距mm2 325最边燃烧器距侧墙距离mm2 813 18 四川电力技术 2004年第 6 期 1 2 2 双调风旋流燃烧器 双调风旋流燃烧器靠旋转气流形成的回流区卷 吸高温烟气来点燃煤粉气流 煤粉的着火基本上是在 二次风尚未混入的情况下进行的 即处在煤粉浓度 高 所需着火热较小的情况下进行的 因而点火比较 容易 这种燃烧器的一次风管外围设有两个分别控 制内外二次风比例和旋流强度的调风器 内调风器起 促进着火和稳燃的作用 外调风器起着在火焰下游供 风以发展燃烧的作用 燃烧器形成的火焰 其核心是 还原性的 在其下游逐步混入二次风 由于内外二次 风比例和旋流强度可调控 因此该燃烧器具有既能降 低NOx又可保证燃烧效率的双重功能 每台燃烧器自身构成一个独立的燃烧单元 其 内 外二次风形成良好的空气动力场 卷吸着火稳燃 所必需的高温烟气 并适时补充燃烧所需的氧气和产 生必需的空气扰动 当锅炉负荷变化时 通过调整燃 烧器的风粉供给量或切 投燃烧器的数量 使燃烧器 总能在接近其设计工况下工作 燃烧器的内外二次风均采用 XCL 型的轴向调节 叶片 在冷 热态下均可灵活调节 表 2 出力及停运燃烧器数量和位置 锅炉负荷 投运燃烧器数 停运燃烧器数 单台燃烧 器出力 停运燃烧器位置 B MCR16 0109 8 BRL16 0100 75 BRL12 4103 A B C D 磨中任一 台磨对应的 4 台燃烧 器 50 BRL 8 8 或 10 6 110 6或 88 5 B D 或 A C 磨对 应的 8 台燃烧器 A B C D 磨中任一台半 磨对应的 6 台燃烧器 40 BRL8 892 5 B D 或 A C 磨对 应的 8 台燃烧器 表 3 磨煤机与燃烧器的对应关系 B1A1B3A3D3C3D1C1 C2D4C4D4A4B4A2B2 34343434 A 磨B 磨C 磨D 磨 12121212 由此可见 任何一台磨煤机的投 停均不会影响 沿炉膛宽度热负荷的均匀分配 即便有一台磨煤机单 侧出粉 仍可保证工作燃烧器沿炉膛宽度方向热负荷 的均匀性和对称性 1 2 3 炉膛配风方式 燃烧设备布置在下部拱型炉膛 由燃烧器 大风 箱 乏气管 分级风管和点火装置组成 其相对位置根 据原型热态试验和数值模拟确定 相对位置和配风 方式的确定综合考虑了着火 稳燃 燃尽 防结焦 防 高温腐蚀和清洁燃烧 在下炉膛前后墙适当位置布 置的分级风采用风墙的形式引入炉膛 形成水冷壁四 周的富氧气氛 分级风不仅用来补充燃尽所需空气 而且起到托举火焰 引导气流转折的作用 以防火焰 中的固体颗粒分离而甩向水冷壁引起结焦 分级风 的控制与对应燃烧器的投 停相联系 实现分级燃烧 2 制粉系统设计特点 2 1 BBD 双进双出磨正压直吹式制粉系统设计特点 1 系统简单 本工程燃用金沙无烟煤 制粉系统 未设计惰化和灭火消防系统 2 适于磨制本工程较难磨的煤 哈氏可磨系数 43 3 煤粉细度较高 额定负荷下煤粉细度达 89 通过 200 目筛 低负荷下煤粉细度更细 且系统风煤 比低 有利于煤粉的着火和锅炉低负荷稳燃 4 磨煤机可实现半台磨运行 当锅炉在 50 BRL 负荷下或一台磨煤机的单侧给煤机出现故障时 磨煤机可单侧出粉或单侧进煤 运行灵活性很大 5 磨煤机的负荷调节方便灵活 调节范围大 对 机组调峰运行适应性较强 6 一台炉设一套密封风系统 2 运 1 备 系统运 行可靠方便 7 磨煤机筒体内料位采用电耳控制和压差控制 分别用于磨煤机启动和正常运行工况 由微机联锁实 现自动控制 2 2 原煤系统设计特点 原煤通过自动控制给煤速度的给煤机 经过混料 箱 给煤管道进入磨煤机两端的原煤入口 借助螺旋 输送装置将原煤送入正在旋转的筒体内进行碾磨 原煤的流量取决于通过磨煤机的一次风量 磨煤机的 一次风量的大小又取决于锅炉负荷 下转第 35页 19 四川电力技术 2004年第 6 期 丝材电弧喷涂 因原管子磨损沟痕较深 涂层局部易 起皮脱落 因而防磨效果不明显 经过一段时间的运 行 又出现了爆管泄漏 又采用了第一层管子加装防 磨护瓦 并在通往省煤器的烟气通道内加了一圈导流 板 以改变烟气的流向 实践证明 效果显著 至今未 发生爆管事故 1 4 炉本体的晃动问题 演马电厂 BG 130 3 82 M 型 CFB 锅炉 于 2002年 11 月投入运行 该炉总重量 821 t 炉体构架 为悬吊式构架 向下膨胀量为 114 mm 投运后 发现 随负荷的增大 其锅炉本体悬吊部分的晃动量增大 下部水冷壁集箱的晃动量严重超标 晃动值大致如 下 前后方向晃动值约为 15 20 mm 这一问题的出 现 将影响吊杆的疲劳寿命 影响各部位连接管的稳 定性 存在着极大的安全隐患 1 4 1 原因分析 一次风量偏离设计值 过剩空气系数偏大 锅炉结构设计问题 一次风进风风道位于锅炉前 竖井后侧 导致锅炉送风对前竖井具有推动作用 锅炉在侧性梁和钢架之间设置了导向装置 因 安装方面原因 间隙过大 1 4 2 解决措施 调整燃烧 减少过剩空气量 降低一次风量 与 锅炉厂协商后 减小了导向装置的预留间隙 整改 后 本体悬吊部分的晃动问题大幅度地降低 改造前 前后方向晃动值为 15 20 mm 改造后前后方向晃动 值为 4 5 mm 2 结束语 作为采用引进技术设计 国产的 CFB 锅炉 在运 行实践的基础上经过部分改进后 在一定程度上减少 了锅炉运行故障率 延长了运行周期 降低了维修费 用 从而提高了锅炉的安全性 可靠性和经济性 收稿日期 2004 08 04 上接第 19页 当锅炉负荷变化时 通过改变磨煤机 入口一次风混合风管道上的风门开度来调节一次风 量 同时随之改变给煤机转速来调节给煤量 2 3 一次风系统设计特点 一次风的冷 热风管道在进入磨煤机前混合形成 混合风管道 分两路进入磨煤机的两端 每一端的混 合风再分成两路 一路通过磨煤机中空轴内的热风道 进入磨煤机 另一路作为旁路风进入混料箱 进入磨 煤机的热风干燥筒体内的原煤并携带煤粉进入分离 器进行分离 被分离器分离出来的不合格煤粉通过分 离器内锥体返回磨煤机筒体内进一步碾磨 细度合格 的煤粉则通过煤粉分配器出口接出的 2 根煤粉管道 输送至燃烧器喷入炉膛 进入混料箱的旁路风一方 面干燥原煤 一方面用于调节煤粉管道的流速 以使 低负荷下煤粉管道流速在规定范围内 4 台磨煤机 共 16 根送粉管道接至锅炉的前后拱燃烧器接口 送 粉管道管径为 508X10 设计流速26 5 m s 2 4 密封风系统设计特点 密封风系统包括两部分 一部分是磨煤机大小齿 轮罩密封风 由磨煤机厂提供的安装在齿轮罩上的密 封风机提供 另一部分是设置单独的密封风机向磨煤 机绞龙轴承 中空轴 给煤机等提供密封风 每台炉 配2 台 100 容量离心式风机 风量为 21 378 m3 h 风压为 15 kPa 型号 G6 45 11No 15F 1 运 1 备 密封风机的压头高于磨煤机进口一次风压 4 kPa 采 用就地吸风 2 5 磨煤机主要技术参数 磨煤机型号 BBD4062 磨煤机台数 台 4 入料粒度 30 磨煤机筒体有效内径 mm 3 950 磨煤机转速 r min 16 6 磨煤机筒体有效长度 mm 6 340 磨煤机最大