TPRI貧煤鍋爐摻燒煙煤技術(shù)全面介紹

1、TPRI貧煤鍋爐摻燒煙煤技術(shù)全面介紹一、背景資料1）300MW機組地位下降2）貧煤供應(yīng)成本和安全3）貧煤鍋爐NOx和SO2控制4）摻燒安全性、經(jīng)濟性和環(huán)保性二、摻燒的目的主要目的： 1）拓寬鍋爐煤種適應(yīng)范圍，提高燃煤供應(yīng)安全； 2）降低燃煤成本。其他目的： 1）提高貧煤鍋爐的效率； 2）降低鍋爐環(huán)保性能（NOx、SO2）。三、摻燒成功的特征主要條件： 1）出力和汽水參數(shù)達(dá)到要求，保持較高爐效； 2）符合相關(guān)安全規(guī)程，特別是制粉系統(tǒng)安全規(guī)程、煤粉輸送和燃燒的相關(guān)規(guī)程；其他條件： 1）可靠的聯(lián)鎖保護，事故工況具有足夠的安全保護； 2）運行相對簡單，可容許適度的運行錯誤； 3）允許較寬范圍范圍內(nèi)的煤

2、質(zhì)波動，不明顯降低制粉干燥出力； 4）正常運行時避免大量冷風(fēng)進入制粉系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)。四、技術(shù)改造前分析的對象1）煤質(zhì)與爐膛2）燃燒器和一次風(fēng)粉管道3）制粉系統(tǒng)（煤倉、磨煤機、粉倉、輸粉絞龍、排粉機）4）汽水系統(tǒng)5）吹灰系統(tǒng)6）風(fēng)煙系統(tǒng)7）控制系統(tǒng) 五、摻燒的困難和注意事項不同煤種的摻燒易于面臨如下矛盾：爐內(nèi)著火、燃盡和結(jié)渣、噴口燒損；制粉系統(tǒng)干燥和防爆。1）大跨度煤種摻燒（無煙煤貧煤和煙煤褐煤摻燒）安全性、經(jīng)濟性和環(huán)保性易受影響。2）通常鍋爐性能單燒優(yōu)于摻燒，因此優(yōu)先考慮擴大鍋爐單燒煤種的范圍（擴燒）；3）中間倉儲熱風(fēng)送粉系統(tǒng)應(yīng)特別注意防爆、一次風(fēng)粉管的燒損和制粉系統(tǒng)干燥出力的下降；4）墻式旋

3、流燃燒器特別需要注意防止噴口結(jié)渣導(dǎo)致燒損，以及煤質(zhì)下降導(dǎo)致的燃燒不穩(wěn)。中間旋流燃燒器燃燒不能觀察，極易結(jié)渣燒損，并帶來嚴(yán)重后果。5）貧煤鍋爐燃用煙煤時需要注意爐膛結(jié)渣導(dǎo)致掉渣滅火和減溫水增加；6）中間倉儲系統(tǒng)摻燒煙煤和褐煤應(yīng)特別注意防止事故停爐后的防自燃措施，考慮棄粉設(shè)施；7）相差較大的煤種摻燒需要完善配煤手段，原煤倉和粉倉的煤種界限宜清晰。六、摻燒技術(shù)措施分類1）直接摻燒（制粉系統(tǒng)摻入冷風(fēng)、限制一次風(fēng)溫度）2）簡單改造（一次風(fēng)系統(tǒng)摻冷風(fēng)改造）3）推翻性改造（改造成直吹系統(tǒng)）4）折中性改造（熱風(fēng)送粉改造成乏氣送粉）5）兼顧性改造（爐煙干燥乏氣熱風(fēng)復(fù)合型送粉系統(tǒng)）七、TPRI鍋爐煤摻燒技術(shù)條件1

4、）專利技術(shù)：爐煙干燥乏氣熱風(fēng)復(fù)合送粉制粉統(tǒng)適應(yīng)多煤種制粉系統(tǒng)2）專利技術(shù)：DSB旋/直流燃燒器多煤種適應(yīng)性低氮燃燒器3）動力用煤數(shù)據(jù)庫及煤質(zhì)全套分析設(shè)施4）受熱面改造設(shè)計技術(shù)5）風(fēng)煙系統(tǒng)改造設(shè)計技術(shù)6）熱工控制改造設(shè)計7）運行優(yōu)化技術(shù)八、爐煙干燥乏氣熱風(fēng)復(fù)合送粉制粉統(tǒng)主要內(nèi)容：1）爐煙干燥系統(tǒng)；2）制粉乏氣轉(zhuǎn)移系統(tǒng)；3）壓力冷風(fēng)系統(tǒng)；4）鄰爐放粉系統(tǒng)；5）相關(guān)熱工改造和完善；6）相關(guān)電氣系統(tǒng)改造。技術(shù)特點：1）抽爐煙干燥，滿足制粉防爆要求；2）部分乏氣轉(zhuǎn)移至一次風(fēng)降低風(fēng)粉混合溫度，保護了燃燒器噴口；3）制粉燃燒系統(tǒng)不需摻入冷風(fēng)，保證了較高的爐效；4）提高了制粉系統(tǒng)干燥出力，防止粉倉返潮，改善了

5、粉倉防爆性能；5）建立煙氣再循環(huán)：減緩了爐膛結(jié)渣、改善了對流受熱面的吸熱，降低了NOx排放；6）保留原有系統(tǒng)，可恢復(fù)原運行方式。九、DSB低氮旋流燃燒器1）創(chuàng)新核心技術(shù)：在燃燒器內(nèi)部實現(xiàn)一次風(fēng)稀相向二次風(fēng)擴散，使得一次風(fēng)速可調(diào)，極大地提高了燃燒穩(wěn)定性、煤種適應(yīng)性和NOx控制能力；2）雙調(diào)風(fēng)：一般低NOx旋流燃燒器的特征；3）多種調(diào)節(jié)手段，適應(yīng)各種爐膛、煤質(zhì)和燃燒工況。4）抗燒損、磨損和結(jié)渣能力。5）多煤種適應(yīng)性（無煙煤褐煤）。DSB燃燒器核心技術(shù)（一）一次風(fēng)伸縮套筒拉桿位置的影響一次風(fēng)伸縮套筒調(diào)節(jié)試驗（核心技術(shù)檢驗）DSB燃燒器核心技術(shù)（二）與不同燃燒器的比較燃燒器種類一次風(fēng)量風(fēng)粉濃度中心風(fēng)一

6、次風(fēng)旋流內(nèi)二次風(fēng)量內(nèi)二次風(fēng)旋流外二次風(fēng)量外二次風(fēng)旋流噴口穩(wěn)燃裝置NOx 降低機理華能德州燃燒器可調(diào)可調(diào)可調(diào)可調(diào)可調(diào)可調(diào)有空氣分級北鍋EI-DRB燃燒器無可調(diào)可調(diào)無空氣分級DSB燃燒器可調(diào)可調(diào)可調(diào)可調(diào)可調(diào)可調(diào)可調(diào)有空氣分級、燃料分級DSB燃燒器NOx控制機理1）二次風(fēng)分級/一次風(fēng)粉濃淡分布：中央稀、邊緣 2）深度空氣分級：可顯著降低一次風(fēng)率，整體提高一次風(fēng)煤粉濃度 為DSB燃燒器所獨有3 ）燃料分級：部分煤粉顆粒預(yù)先分散到內(nèi)二次風(fēng)里，降低了一次風(fēng)區(qū)附近的氧濃度，一次風(fēng)粉遠(yuǎn)離二次風(fēng)氣流更為明顯 很少燃燒器所有煤種和爐膛適應(yīng)性1）DSB具備多種調(diào)節(jié)手段，對煤種和爐膛的適應(yīng)性很強2）在來流氣流不變的情

7、況下，僅通過調(diào)節(jié)燃燒器自身調(diào)節(jié)機構(gòu)，可構(gòu)建三種正常的出口氣流形態(tài)：漸擴型、梨型和球型，以適應(yīng)不同煤種燃燒。 煤種和爐膛適應(yīng)性（二）漸擴型（行程長、剛性大）煤種和爐膛適應(yīng)性（三）梨型（行程長、剛性大）華能北京燃燒器出口形態(tài)煤種和爐膛適應(yīng)性（四）球型一般燃燒器很難實現(xiàn)TPRIDSB燃燒器的其它性能（二）防燒損和磨損：1）外二次風(fēng)旋口采用水冷壁高溫骨料敷設(shè)；2）中心風(fēng)、一次風(fēng)和內(nèi)二次風(fēng)噴口及其引入管采用2520板材，長期許可應(yīng)用溫度超過1100；3）防磨涂料。1）俄羅斯2320MW超臨界機組鍋爐；2）墻式燃燒方式，對沖布置16只旋流燃燒器；3）原設(shè)計采用鋼球磨中間倉儲制粉熱風(fēng)送粉系統(tǒng)；4） 原設(shè)計燃

8、燒晉東南貧煤Vdaf=13%-16%。5）2005、2007-2008年DSB低氮旋流燃燒器改造，NOx排放從1300mg/m3降低到700mg/m3；6）2009-2010年爐煙干燥乏氣熱風(fēng)復(fù)合送粉系統(tǒng)改造。十、華能南京擴燒煙煤改造改造設(shè)計主要依據(jù)：1）火力發(fā)電廠制粉系統(tǒng)設(shè)計計算技術(shù)規(guī)定（DL/T5145-2002）2）電站磨煤機及制粉系統(tǒng)選型導(dǎo)則（DL/T466-2004）3）火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計技術(shù)規(guī)程（DL/T5121-2000）4）火力發(fā)電廠煤和制粉系統(tǒng)防爆設(shè)計技術(shù)規(guī)程（DL/T5203-2005）主要設(shè)計（運行）參數(shù)：1）改造設(shè)計煤質(zhì)：大同煙煤Vdaf=37.8%， Mt 1

9、2.3%，Qnet,ar；2）實際運行煤質(zhì)：煙煤與褐煤（1：1）的摻混煤Vdaf=40.0%，Mt25.0%，Qnet,ar；3）磨煤機型式及臺數(shù)：鋼球磨370/850,2臺；4）干燥介質(zhì):熱風(fēng)(358 )+熱爐煙（360）冷爐煙（120 )再循環(huán)風(fēng)；5）磨煤機出口溫度：7085 ；6）制粉系統(tǒng)末端氧含量：12%14；改造主要內(nèi)容：爐煙干燥系統(tǒng)；制粉乏氣轉(zhuǎn)移系統(tǒng)；一次風(fēng)壓力冷風(fēng)系統(tǒng)；鄰爐放粉系統(tǒng)；蒸汽吹灰系統(tǒng)；相關(guān)熱工改造和完善；相關(guān)電氣系統(tǒng)改造。其他完善改造：粉倉及輸粉絞龍系統(tǒng)完善；磨煤機蒸汽滅火系統(tǒng)完善；一次風(fēng)系統(tǒng)嚴(yán)密性治理；制粉系統(tǒng)防爆門校核及增補；增加子母式高效細(xì)粉分離器；尾部煙道嚴(yán)密性治理；送粉管道部分更換。改造后情況：1）1號爐09年6月，2號爐10年6月投產(chǎn)，2）改后燃用煙煤90萬噸（累積150萬噸），褐煤40萬噸；3）單燒煙煤、1：1摻燒褐煤，可恢復(fù)單燒貧煤；4）飛灰2%，爐效92.5-93%提高12個百分點,降低煤耗；5）NOx排放300400mg/m3，降低約50；6