火電廠鍋爐燃燒改造方案

火電廠鍋爐燃燒改造方案

在中國嚴(yán)重缺乏燃料的情況下，富源汽油廠的鍋爐燃料變得越來越緊張。尤其是在近年煤種多變和煤質(zhì)低劣同時(shí)機(jī)組調(diào)峰起停次數(shù)增加的情況下,燃燒用油已成為火電廠一筆很大的成本支出。因此,節(jié)約煤粉鍋爐燃油已成為火電廠節(jié)能方面的重要課題之一。1機(jī)組起停耗油表1為國電荊門熱電廠某年耗油情況的統(tǒng)計(jì)。該年度全廠累計(jì)耗油2942t,其中機(jī)組起停耗油達(dá)2084t,占總耗油量的70.85%。可見,要降低電廠燃油耗用量,主要在于降低機(jī)組起停用油量。2燃燒及主要技術(shù)狀態(tài)荊門熱電廠5號鍋爐系哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG670/140-8型單汽包中間再熱自然循環(huán)煤粉爐,于1983年11月投產(chǎn),是我國早期的200MW燃煤機(jī)組。該爐制粉系統(tǒng)采用鋼球磨中間儲倉式乏氣送粉,設(shè)計(jì)燃煤為貧煤,采用平衡通風(fēng)、固態(tài)機(jī)械除渣方式,配水膜除塵器。燃燒器四角布置,?1200mm,?600mm雙切圓燃燒,每角燃燒器分為上下兩組,各布置2層一次風(fēng)噴口、1層油配風(fēng)口、3層二次風(fēng)噴口。其中下層油配風(fēng)口分別安裝有一條輕油槍和一條重油槍,上層油配風(fēng)口安裝有一條重油槍,油槍均為機(jī)械壓力霧化式。16個(gè)一次風(fēng)噴口分別由16臺給粉機(jī)供應(yīng)送粉。鍋爐爐膛深11.66m,爐膛寬13.66m,爐膛高36.7m,燃燒器標(biāo)高22.1005m,凈高8.7m。2001年2月,為滿足低負(fù)荷要求,將上組燃燒器的C,D層改為濃淡燃燒器,燃燒器布置如圖1所示,該爐的主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。荊門熱電廠5號爐重油、輕油系統(tǒng)并存,輕油主要用于點(diǎn)火,重油主要用于助燃。表3為油槍配置及輕、重油消耗情況。鍋爐冷態(tài)點(diǎn)火起動(dòng)一次耗輕油約6t、重油約55t,停爐一次耗輕油約4t、重油約18t。3低負(fù)荷燃燒加煤粉技術(shù)要降低機(jī)組起停用油,必須減少機(jī)組在起停中的投油時(shí)間和單位投油量,為此,對荊門熱電廠5號鍋爐燃燒器采用了小油槍直接點(diǎn)煤粉技術(shù)進(jìn)行改造,具體改造方案如下。3.1小油槍燃燒設(shè)備布置拆除B層燃燒器,安裝小油槍燃燒器。根據(jù)現(xiàn)場條件,結(jié)合一次風(fēng)管的走向,對爐膛1,2,3,4號角小油槍燃燒器分別采取了兩種不同型式的布置,四角整體布置見圖2。3.2小油槍燃燒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小油槍燃燒器是一種供煤粉鍋爐點(diǎn)火和穩(wěn)燃用的節(jié)油裝置,其基本原理是在煤粉燃燒器內(nèi)裝置一小型油燃燒器(簡稱小油槍),并且小油槍火焰位于煤粉射流根部中心,由于此處煤粉濃度大,有火焰?zhèn)鞑ツ芰?故能在冷爐條件下用較小的油火焰點(diǎn)燃噴出的全部煤粉。圖3為小油槍燃燒器結(jié)構(gòu)圖。a)油槍布置在一次風(fēng)中,燃油介質(zhì)為輕油,以煤帶油、煤油混燃,節(jié)油效果明顯。b)油槍布置在一次風(fēng)中,煤油混燃,為一次風(fēng)的燃燒提供了穩(wěn)定的根部火焰,更利于熱態(tài)點(diǎn)爐和低負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行。c)小油槍燃燒器噴口具有良好的穩(wěn)燃作用,不但可以穩(wěn)燃煤粉,對小油槍也有很好的穩(wěn)燃效果。d)在燃燒器噴口和一次風(fēng)箱中給小油槍設(shè)計(jì)專用通道,避免小油槍和一次風(fēng)的接觸,解決了小油槍的磨損問題,保證了小油槍的使用壽命。e)在小油槍套管中加裝調(diào)節(jié)風(fēng),調(diào)節(jié)風(fēng)解決了小油槍的冷卻、著火距離的控制問題,又解決了油燃燒用風(fēng)問題,避免了煤油搶風(fēng)而造成飛灰可燃物增加。用調(diào)節(jié)風(fēng)來調(diào)整橫置“V”型體形成的回流區(qū),保護(hù)燃燒器噴口和小油槍噴嘴不被燒壞。3.3b層燃燒噴口a)1,2號角小油槍燃燒器為垂直折向式結(jié)構(gòu),入口端上折,為錯(cuò)開上下部二次風(fēng)道的空間,小油槍燃燒器的水平段長度達(dá)到2300mm,總長3300mm,見圖3。b)3,4號角小油槍燃燒器為水平折向式結(jié)構(gòu),入口端內(nèi)折,即向爐前偏折,小油槍燃燒器的水平段長度1700mm,總長2700mm,見圖3。c)調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)從甲乙送風(fēng)機(jī)出口聯(lián)通管引出,甲乙側(cè)各引一根,直徑為219mm,并分別接至1,4號角和2,3號角,入口安裝手動(dòng)隔斷總門,各角安裝手動(dòng)調(diào)節(jié)分門。d)為配合小油槍的安裝,對B層四角共四支一次風(fēng)管分別進(jìn)行了移位處理。其中1,2號角(鍋爐前墻)是將一次風(fēng)管彎頭仰角加大約4.5°,從而使出口端平面垂直上移500mm;3,4號角(鍋爐后墻)是將一次風(fēng)管水平前移(往爐前)500mm。e)B層燃燒器噴口采用帶小油槍的雙回流燃燒器噴口,圖4為雙回流燃燒器噴口圖。雙回流燃燒器噴口是在燃燒器噴口利用橫置鈍體和豎置鈍體,卷吸水平和豎直兩個(gè)方向上的高溫?zé)煔?強(qiáng)化一次風(fēng)與高溫?zé)煔獾耐牧骰旌?同時(shí)強(qiáng)化了著火后濃淡兩股氣流的混合,使煤粉氣流升溫快,著火更容易。小油槍從燃燒器噴口的橫置“V”型體中伸出,油槍用套管固定,套管及“V”型體中送調(diào)節(jié)風(fēng),調(diào)節(jié)風(fēng)一方面起到冷卻油槍的作用,控制著火距離,另一方面還可以起到給油槍根部送風(fēng)的目的。同時(shí)橫置“V”型體又起到了穩(wěn)定油槍著火的目的。4煤粉點(diǎn)火及燃燒系統(tǒng)5號爐小油槍燃燒器在第一次正式投運(yùn)時(shí),首先點(diǎn)燃1,3號小油槍,10min后點(diǎn)燃2,4號小油槍,現(xiàn)場觀察,小油槍油壓1.75MPa,火焰不長。隨后起動(dòng)2號排粉機(jī)(B層),風(fēng)壓2300Pa,投5,7號給粉機(jī)(B層1,3號角),10min后投6,8號給粉機(jī)(B層2,4號角),起動(dòng)后給粉機(jī)轉(zhuǎn)速為150r/min,逐步調(diào)整到200r/min,250r/min,300r/min?？傮w上看,爐內(nèi)燃燒情況可以分為三個(gè)階段:第一階段,點(diǎn)火到并網(wǎng)階段,只有部分煤粉著火,爐膛負(fù)壓穩(wěn)定,沒有燃燒的煤粉往冷灰斗掉、往尾部煙道走的情況比較嚴(yán)重;第二階段,0～20MW負(fù)荷階段,煤粉燃燒不完全,爐膛負(fù)壓波動(dòng)大,給粉量不能多;第三階段,20MW負(fù)荷以上,煤粉燃燒完全,爐膛火焰光亮,負(fù)壓穩(wěn)定。起動(dòng)過程中,測得油壓1.8MPa時(shí),小油槍出力380～390kg/h。起動(dòng)全過程從點(diǎn)火到油槍解列約9h,消耗輕油約14t,折合重油約28t,大大低于日常冷態(tài)起動(dòng)耗重油50～60t/次的水平。小油槍改造后,系統(tǒng)的安全性也大幅提高,輕油的可燃性好且便于運(yùn)輸,著火及燃燒穩(wěn)定性強(qiáng),輕油系統(tǒng)布置也較簡單且不須復(fù)雜的蒸汽伴熱系統(tǒng),因此比重油系統(tǒng)更加穩(wěn)定、安全、可靠。同時(shí),小油槍布置在一次風(fēng)中,更有利于煤粉著火和穩(wěn)定燃燒,可縮短鍋爐起動(dòng)及機(jī)組并網(wǎng)時(shí)間。5加強(qiáng)對小油槍點(diǎn)火的保護(hù)a)點(diǎn)火初期,煤粉燃燒不完全,大量煤粉被帶入尾部煙道,捕滴器下煤粉較多,但無油跡。分析認(rèn)為,點(diǎn)火初期煤粉燃燒不完全的現(xiàn)象是難以避免的。但是,油的燃燒是完全的,不會有油煤混合到尾部煙道的情況。b)空氣預(yù)熱器吹灰汽源僅由汽機(jī)高壓缸排汽(即二段抽汽)供給,在鍋爐起動(dòng)初期及低負(fù)荷運(yùn)行階段,空氣預(yù)熱器缺乏可靠的蒸汽吹灰汽源。為做好尾部煙道再燃燒的預(yù)防措施,在本爐蒸汽推動(dòng)母管上接入一路汽源作為空氣預(yù)熱器蒸汽吹灰常用汽源(推動(dòng)母管蒸汽為0.8～1.3MPa常供汽源)。c)由于煤粉倉漏風(fēng),鍋爐停運(yùn)后,粉倉溫度高,粉倉存粉不能過多,小油槍點(diǎn)火時(shí)無足夠的粉量供給。對粉倉用煙霧彈作氣密試驗(yàn),查找漏點(diǎn),消除漏風(fēng),保證停爐后粉倉能夠繼續(xù)保存一定的煤粉,滿足下一次點(diǎn)火起動(dòng)的需要,最大限度地發(fā)揮小油槍的節(jié)油優(yōu)勢。d)輕油出力過小,油管中的金屬雜質(zhì)易堵塞油槍頭。將輕油環(huán)形母管由直徑32mm更換為直徑42mm的20G鋼管,并將母管上原Dg20手動(dòng)分門更換為Dg32的手動(dòng)門,Dg50手動(dòng)總門不動(dòng)。改進(jìn)后,單根輕油槍出力可達(dá)600kg/h,流量有調(diào)節(jié)裕量。在油母管上安裝2個(gè)濾網(wǎng),定期清洗油濾網(wǎng),保證顆粒度小于0.1mm。經(jīng)過上述改進(jìn)后,5號爐冷態(tài)點(diǎn)火,點(diǎn)燃1,2,3,4號4支小油槍,霧化較好,著火正常,火炬無黑邊,燃燒比較完全,煙囪無黑煙。4支油槍投運(yùn),油壓1.7MPa,每支油槍出力550kg/h,小油槍著火正常后即可投粉,無需延時(shí)。整個(gè)起動(dòng)時(shí)間