锅炉燃烧器节油技术改造及经济分析

1、 锅炉燃烧器节油技术改造及经济分析 摘要锅炉燃烧器节油技术改造及经济分析，分析燃烧器需要改造的原因及改造的可行性研究，并对改造前后进行实际运行状况和经济比较。在有利于运行控制的前提下，达到节能的目的。关键词 锅炉；燃烧器；节油改造；可行性分析；经济分析1、锅炉设备与燃料简介300MW机组配套锅炉系上海锅炉厂生产的SG-1025/17.4-M847型亚临界自然循环、单汽包、型布置、平衡通风、固态排渣、四角切圆悬浮燃烧煤粉炉，钢球磨、仓储式、热风送粉。燃烧器采用ABB-CE公司波纹扩锥摆动式直流煤粉燃烧器，燃烧器自上而下依次布置为：2-2-3-3-2-1-2-1-2-2-2-1-2-1-2除下部及

2、顶部二层二次风为手动调节外，其余喷口均采用电动调节方式摆动。1.1锅炉额定工况主要设计参数名 称单 位锅炉最大连续出力（BMCR）锅炉额定出力（100%）过热蒸汽蒸汽流量出口蒸汽压力出口蒸汽温度T/hMpa102517.5540901.917.31540再热蒸汽蒸汽流量蒸汽压力 出/进蒸汽温度 出/进T/hMpa849.63.72/3.9540/327753.43.31/3.46540/314给水温度277269一次热风温度346341.7二次热风温度352.8347.8排烟温度131.7127.8炉膛效率%94.9892.22炉膛深度12.8m炉膛宽度11.89m炉顶中心标高60m1.2、燃

3、烧器设计参数如下表名称风率(%)风速(m/s)风压(Pa)一次风15624500二次风636421000三次风1695026001.3燃料燃料以贫煤为设计燃料。设计煤种为郑州矿务局统配煤；校核煤种1为密县地区矿煤；校核煤种2为河南混煤。煤质资料分析见表：131 设计煤种应用基低位发热值QDWy21523KJ/Kg（5141kcal/kg）工业分析 (重量)元素分析（重量）应用基全水分WY7.92碳CY 56.65分析基水分Wf0.47氢HY 2.51可燃基挥发分Vr15.98氧OY 3.62应用基灰分AY28.21氮NY 0.81硫SY 0.28可磨性系数KkmBTU1.21灰分特性变形温度t

4、11320软化温度t21440熔化温度t31460灰分析（干燥基重量）SiO253.74K2O1.53Al2O326.53Na2O0.35Fe2O36.06MgO1.68CaO5.14SO31.92TiO20.98其它2.07灰的比电阻:温度100时 1.4109 cm温度150时 2.061011 cm温度120时 2.27109 cm温度180时 5.091012 cm 校核煤种校核煤种校核煤种应用基低位发热值QDWy18823KJ/kg(4496kcal/kg)23113 KJ/kg(5520kcal/kg)工业分析 (重量) 应用基全水分 WY9.48.3分析基水分 Wf1.481.6

5、9可燃基挥发分 Vf11.4619.74应用基灰分 AY35.3721.64元素分析（应用基）碳 CY 49.2061.26氢 HY 2.453.08氧 OY 1.974.42氮 NY 0.990.85硫 SY 0.620.45可磨系数KkmBTU1.321.48灰分特性变形温度 14631280软化温度 15001330熔化温度 1450灰分析（干燥基重量）SiO258.5550.01Al2O325.4129.85Fe2O34.025.47CaO3.544.36K2O1.380.95Na2O0.280.20MgO0.813.95SO32.712.50P2O52.711.05其 它 0.271

6、.4点火及助燃用燃料锅炉点火采用二级点火，即高能电弧点火器点燃轻油，轻油点燃煤粉，点火轻油特性如下：油种：0#轻柴油十六烷值 50%恩氏粘度（20时） 1.21.67E灰分 0.025% 机械杂质 无水分 1%闭口闪点 65凝点 0低位发热值Qnet.ar 4103141870KJ/kg1.5燃烧器布置风室层号名 称火焰检测风室高度(mm)备 注15顶部二次风OFA2540手动摆动14顶部二次风OFA1540手动摆动13三次风喷嘴F810手动摆动12三次风喷嘴 E810手动摆动11带油枪二次风喷嘴DE440电动摆动10一次风煤粉喷嘴D710电动摆动9二次风挡板CD440电动摆动8一次风煤粉喷嘴

7、C710电动摆动7带油枪二次风喷嘴BC3440电动摆动6二次风挡板BC2440电动摆动5二次风挡板 BC1440电动摆动4一次风煤粉喷嘴B710电动摆动3带油枪二次风喷嘴AB390电动摆动2一次风煤粉喷嘴A710电动摆动1底部二次风AA390手动摆动1.6锅炉运行条件：锅炉从点火到带满负荷运行的时间为：冷态启动 68小时温态启动 34小时热态启动 1.52小时锅炉负荷变化速度定压运行 5%分滑压运行 3分锅炉炉膛的设计压力 5248Pa瞬间最大承受压力 8730Pa2、目前锅炉运行状况及存在问题机组自投产以来，锅炉运行状况基本良好，各主要热力参数基本能达到设计值，能达到50%锅炉负荷时脱油稳燃

8、能力，排烟温度比设计值稍低。存在的主要问题是锅炉启停过程油耗较高，以降低启停油耗为目的提出锅炉燃烧器、油枪改造问题。3、改造的可行性分析300MW机组配套锅炉均采用角置切圆燃烧、波纹扩锥摆动式直流煤粉燃烧器，典型的CE管道布置。煤粉直接点火燃烧器是基于四角切圆燃烧锅炉设计，已在其他锅炉成功应用，因而在技术上是可行的。典型的CE管道布置特点，弯头与燃烧器直接相连，使得进入喷口段的煤粉气流流态真正适合于WR燃烧器，这种紧奏布置方式也使改造显得简单，因为喷口连同弯头一体更换为点火燃烧器，省去管道改动的麻烦，弯头本身形成了小油枪、点火枪安装位置及方便的检修空间，所以从安装位置空间上也是可行的。热工控制

9、方面的可行性分析：点火燃烧器顾名思义就是将点火枪、油枪与燃烧器结合在一起的意思，改造后将增加一层油枪及配套的点火装置，提出热工接口问题，为了解决增加热工接口的麻烦，办法是将AB油层的控制回路全部移至新装的点火燃烧器油层，而AB层仅留油枪备用在紧急状况下使用。关于火检可利用AB层原火检下倾一定角度监测点火燃烧器油层，也可以把AB层火检下移至点火燃烧器油层，但都能满足要求，所以热工方面也是可行的综上所述，节油燃烧器的改造，从技术适用性、成熟程度、布置空间及热工控制火焰监测几方面分析均是可行的。4、煤粉直接点火燃烧器介绍煤粉直接点火燃烧器就是将燃烧器与油枪有机结合的一种特殊燃烧器，它能在启动过程中以

10、少油完成点火启动过程，而在正常工况做一次风喷口，俗称小油枪。此技术开发于80年代中期，目前已发展到第六代，可以针对锅炉容量、燃用煤质、燃烧器结构型式、管道布置特点、制粉系统方式进行选型。随着该技术的不断推广应用，这一思路已逐渐被行业认同，于是也有一些厂家加入到这个技术行列，需要提醒的是小油枪只是一个俗称，并不是只将油枪出力改小就可以达到节油的目的，也不是照搬式的在一次风喷口中简单加装一层油枪就能解决问题的。对于安装有DCS控制系统的大型锅炉，DCS接口、点火初期的燃烬度、燃烧强度、火检能满足灭火保护要求，都需要考虑。煤粉直接点火燃烧器利用特殊的结构和先进的机理，解决了点火初期灭火保护动作问题，

11、几家大型锅炉成功应用，证明此技术先进合理可行。 该结构充分考虑原燃烧器结构特点及气流流态，利用特殊结构在喷口前部形成适合煤粉气流着火燃烧的高温高浓度区域，选用短距高强度点火燃烧器专用油枪，将有限的能量全部用于加热局部高浓度煤粉，即使在点火初期也可形成足够强度煤粉燃烧为主的火炬，实现小油枪带粉单独完成点火启动过程，达到节约燃油的目的。新的点火燃烧器内部附件全部采用流线体顺流结构，其增浓方式依靠气流的巧妙组合完成，解决了以前存在的磨损问题，保证了点火燃烧器作为主火嘴运行所要求的使用寿命。5、具体改造方案：1） 将B层煤粉燃烧器从弯头入口至喷口段更换为点火燃烧器2） 将AB层油枪点火枪控制回路全部移

12、至B层新装油层，AB层油枪变为手动备用，只在制粉系统异常情况下投入3） AB层火检适当下倾一定角度，用于监测B层新装油层火焰4） 改造前后燃烧器喷口布置方式不变6、改造后经济效益预测A层燃烧器改造为煤粉直接点火燃烧器后预期可取得的效益分析如下：点火燃烧器小油枪出力根据煤质、单只喷口热功率可大致初定为600kg/h（根据锅炉的使用情况，可以考虑热功率为500kg/h），每小时点火燃烧器总喷油量2400 kg /h,在粉仓有粉条件下，点火燃烧器带粉可单独完成点火启动过程，按启动过程8小时计，总蚝油量为约20T/次，假设改造前按每次冷态启动油耗100T计，则改造前后每次节约燃油80T,考虑设备异常及操作因素按每次节油70T除去多烧的煤粉140T，以目前油价3000元/吨、煤粉价按300元/吨计算，每次可取得净经济效益16.8万元，启动3-4次即可收回投资，加之温态启动、热态启动的节约，经济效益相当可观。 7、改造后实际运行结果硕果累累 自从机组大修应用少