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摘要:对于现代化火力发电厂的发电机组,飞灰可燃物含量高不仅影响电厂锅炉运行的经济性,还影响锅炉的安全性,可谓百害而无一利。在火电厂燃煤锅炉中,部分煤粉因各种原因未燃尽,而与飞灰混合,从而使飞灰中含有可燃烧炭粒,这就是飞灰可燃物。飞灰可燃物与粉煤灰质量有着密不可分的关系,对粉煤灰的销售和利润有着决定性影响。当然重中之重是飞灰可燃物对机组安全性的影响,假如飞灰可燃物含量较高,且在尾部烟道或者空预器中堆积,可能引起锅炉尾部烟道和空预器再燃烧,严重情况下甚至会导致机组非正常停运。
关键词:锅炉;火力发电厂;飞灰可燃物
1概述
本文研究项目为降低重庆华能珞璜电厂一、二期机组飞灰可燃物。设备基本情况:一期360MW×2、二期360MW×2;一、二期锅炉为法国STEININDUSTRIE公司生产的360MW发电机组配套锅炉,设计燃用松藻无烟煤,亚临界、中间再热、强制循环、双拱炉、固体排渣、燃煤汽包锅炉,采用“W”火焰燃烧方式。一台炉配两套普通钢球磨仓储式制粉系统。
2影响飞灰可燃物含量的理论因素及分析
2.1煤种煤质
我国煤种大致分为无烟煤、烟煤、褐煤,一般来说,这3种煤含碳量由高到低,挥发分和水分由低到高。结合珞璜电厂煤种分析,一、二期锅炉设计煤种为松藻无烟煤,挥发分9.31%,硫分4.02%,灰分30.45%,低位热量21.604MJ/kg。由于燃用高硫无烟煤,机组投产以来一直存在着排烟温度高、飞灰含碳量高(相对烟煤炉)的问题,因而锅炉效率相比燃用烟煤的机组偏低2~3个百分点。所以目前该厂采用烟煤掺烧的方法,利用合理配煤有效降低灰分可燃物含量。
2.2煤粉细度
煤粉越细越容易被完全燃烧。首先,煤粉越细,单位质量的煤粉表面积越大,煤粉与空气接触面积就越大,煤粉颗粒的挥发物释放得更快,煤粉着火速度也增快,而且煤粉越细扩散能力越强,随着炉膛空气动力场更容易被裹入炉膛火焰中心充分燃烧。珞璜电厂一、二期制粉系统为钢球磨,中间储仓式系统,其中干燥介质为热烟气,温度调节介质为热二次风和冷风。从抽煤机出口排出的废气进入磨煤机出口进行再循环,另一部分由排风机送至炉膛进行燃烧。
2.3锅炉负荷
在机组低负荷运行时,锅炉总燃料量低,锅炉热负荷低,炉膛温度整体偏低,这样对煤粉中挥发分析出不利;一、二次风量偏低,风力较弱,炉膛空气动力场减弱,不利于煤粉卷入炉膛中心燃烧,不利于煤粉着火,以至于影响后面整个燃烧过程,从而导致灰飞可燃物含量增加。从实际来讲,珞璜电厂要通过锅炉负荷来控制飞灰可燃物含量并不现实,作为调峰电厂,锅炉负荷受电网调度调控,夏季负荷、冬季负荷,甚至一天中早晚的负荷变化大,不可能把机组负荷一直控制在降低飞灰可燃物含量的最佳负荷,所以想通过控制锅炉负荷来调节飞灰可燃物的含量,对于珞璜电厂是行不通的。
2.4过量空气系数
珞璜电厂在运行低氮改造以后,由于炉膛需要“贫氧燃烧”,所以飞灰可燃物相对于之前偏高。对此该厂通过控制合理的过量空气系数,找到最佳过量空气系数来降低飞灰可燃物含量。合理优化低氮燃烧,优化分级燃烧状态。增加锅炉负荷时,应遵循先增加风量后调整的原则,防止炉内短期缺氧。在正常锅炉负荷下,调整气压时,给粉机的速度和数量应均匀增加或减少,避免调整给粉机部分。
2.5配风方式与炉内空气动力场
在一次、二次风收敛良好的条件下,只有合理分配一次、二次风量才能组织燃烧过程。如果主风速过高,大颗粒可能通过燃烧区由于太多的动能和不能烧坏,导致飞灰可燃物含量的增加和减少高温烟气承载能力,从而导致不完全燃烧。结合珞璜电厂实际,根据机组实际情况合理调整二次风A排、B排,燃尽风的开度,既要使炉膛中心有充足的助燃空气,也要向尾部燃烧提供足够氧气,并保证炉膛内合理的空气动力场。全面调整使所有给粉机一次风气动挡板就地真实开度为100%,保证喷入炉膛时一次风压足够。
2.6热风温度
目前,提高一、二次风温的方法就是通过空预器对一、二次风加热,但是空预器加热是有限的,因为不能使排烟温度降得太低,不然会使空预器表面受到低温腐蚀,进而发生堵塞,还会影响脱硫浆液品质。因此,珞璜电厂新增了WGGH系统,其中包括了一、二次风暖风器,通过热媒水在烟气和辅汽加热器中吸热来加热一、二次风,从而提高一、二次风温。
2.7燃烧工况
炉温和火焰中心的变化会改变煤粉燃烧的外部条件,不可避免地影响粉煤灰的可燃性。当炉温较低,火焰中心较高时,飞灰燃料含量增加;当炉温较高,火焰中心适宜时,飞灰燃料含量降低。结合珞璜电厂实际,在保证气温不低和冷灰斗温度不高的前提下,向下调整下三次风,使炉膛火焰中心向下移动,让煤粉颗粒在炉膛内停留时间更长,使其充分燃烧。炉底漏风会引起炉温下降,火焰中心上升,所以须加强炉底渣水系统的检查巡视,發现炉低漏风并及时向炉底水封补水。炉膛内敷设卫燃带,提高炉膛温度。
3降低飞灰可燃物含量的重点应对措施
在飞灰可燃物含量持续偏高的1#、2#炉中选1台炉进行调整,逐项查找影响因素,进行有针对性的调整;对飞灰可燃物较好的二期3#、4#炉持续关注,发现异常数据时要及时分析调整。2019年6月开始,西安热工院专家对一期锅炉进行燃烧诊断、调整。根据西热专家指导建议,对一期锅炉运行进行如下调整。
1)做好各个负荷段的氧量和CO控制,特别是控制加负荷过程中欠氧的程度,加负荷一定要先加风后加煤;高负荷在保证NOx排放的前提下合理提高运行氧量,适当压低OFA风,减少CO,增加供上风比例,促进煤粉下射和一、二次风混合。
2)加强制粉系统细度监测和调整,以R90=12%为控制目标。
3)2#锅炉炉膛温度比1#炉要低约100℃,煤粉在炉膛内停留时间有限,入炉煤掺配减少难燃尽的无烟煤,增加贫瘦煤的掺烧比例。2#炉膛温度比1#炉要低,后期考虑恢复2#锅炉部分卫燃带,提高2 #炉的温度,增加煤粉的有效停留时间,强化燃烧器着火,为火焰下射创造条件,进一步降低飞灰可燃物含量。
结语
经过对飞灰可燃物含量影响因素的理论分析并结合设备实际情况,笔者找到了可能造成飞灰可燃物含量升高的各种因素。由于其中很多影响因素既是相互联系又是相互制约的,所以在实际的运行操作中,应根据实际情况全面综合考虑影响因素,根据各个机组的性能及具体情况试验调整的方式,以真正实现锅炉的高效运行。
参考文献
[1]王成忠.锅炉飞灰可燃物含量偏高的分析[J].化学工程与装备,2020(11):275-277.
[2]史修立.145MW循环流化床锅炉降低飞灰可燃物含量的燃烧调整试验分析[J].山东电力技术,2020,47(03):77-80.
[3]王承亮.循环流化床锅炉飞灰可燃物高诊断及燃烧优化调整[J].科技创新导报,2019,16(12):58-60+62.
[4]郭超民,华璐.降低电厂锅炉飞灰可燃物含量的措施[J].山东工业技术,2018(10):186.
[5]解立锋.降低锅炉飞灰可燃物的综合应用[J].中国高新区,2017(21):11+91.
关键词:锅炉;火力发电厂;飞灰可燃物
1概述
本文研究项目为降低重庆华能珞璜电厂一、二期机组飞灰可燃物。设备基本情况:一期360MW×2、二期360MW×2;一、二期锅炉为法国STEININDUSTRIE公司生产的360MW发电机组配套锅炉,设计燃用松藻无烟煤,亚临界、中间再热、强制循环、双拱炉、固体排渣、燃煤汽包锅炉,采用“W”火焰燃烧方式。一台炉配两套普通钢球磨仓储式制粉系统。
2影响飞灰可燃物含量的理论因素及分析
2.1煤种煤质
我国煤种大致分为无烟煤、烟煤、褐煤,一般来说,这3种煤含碳量由高到低,挥发分和水分由低到高。结合珞璜电厂煤种分析,一、二期锅炉设计煤种为松藻无烟煤,挥发分9.31%,硫分4.02%,灰分30.45%,低位热量21.604MJ/kg。由于燃用高硫无烟煤,机组投产以来一直存在着排烟温度高、飞灰含碳量高(相对烟煤炉)的问题,因而锅炉效率相比燃用烟煤的机组偏低2~3个百分点。所以目前该厂采用烟煤掺烧的方法,利用合理配煤有效降低灰分可燃物含量。
2.2煤粉细度
煤粉越细越容易被完全燃烧。首先,煤粉越细,单位质量的煤粉表面积越大,煤粉与空气接触面积就越大,煤粉颗粒的挥发物释放得更快,煤粉着火速度也增快,而且煤粉越细扩散能力越强,随着炉膛空气动力场更容易被裹入炉膛火焰中心充分燃烧。珞璜电厂一、二期制粉系统为钢球磨,中间储仓式系统,其中干燥介质为热烟气,温度调节介质为热二次风和冷风。从抽煤机出口排出的废气进入磨煤机出口进行再循环,另一部分由排风机送至炉膛进行燃烧。
2.3锅炉负荷
在机组低负荷运行时,锅炉总燃料量低,锅炉热负荷低,炉膛温度整体偏低,这样对煤粉中挥发分析出不利;一、二次风量偏低,风力较弱,炉膛空气动力场减弱,不利于煤粉卷入炉膛中心燃烧,不利于煤粉着火,以至于影响后面整个燃烧过程,从而导致灰飞可燃物含量增加。从实际来讲,珞璜电厂要通过锅炉负荷来控制飞灰可燃物含量并不现实,作为调峰电厂,锅炉负荷受电网调度调控,夏季负荷、冬季负荷,甚至一天中早晚的负荷变化大,不可能把机组负荷一直控制在降低飞灰可燃物含量的最佳负荷,所以想通过控制锅炉负荷来调节飞灰可燃物的含量,对于珞璜电厂是行不通的。
2.4过量空气系数
珞璜电厂在运行低氮改造以后,由于炉膛需要“贫氧燃烧”,所以飞灰可燃物相对于之前偏高。对此该厂通过控制合理的过量空气系数,找到最佳过量空气系数来降低飞灰可燃物含量。合理优化低氮燃烧,优化分级燃烧状态。增加锅炉负荷时,应遵循先增加风量后调整的原则,防止炉内短期缺氧。在正常锅炉负荷下,调整气压时,给粉机的速度和数量应均匀增加或减少,避免调整给粉机部分。
2.5配风方式与炉内空气动力场
在一次、二次风收敛良好的条件下,只有合理分配一次、二次风量才能组织燃烧过程。如果主风速过高,大颗粒可能通过燃烧区由于太多的动能和不能烧坏,导致飞灰可燃物含量的增加和减少高温烟气承载能力,从而导致不完全燃烧。结合珞璜电厂实际,根据机组实际情况合理调整二次风A排、B排,燃尽风的开度,既要使炉膛中心有充足的助燃空气,也要向尾部燃烧提供足够氧气,并保证炉膛内合理的空气动力场。全面调整使所有给粉机一次风气动挡板就地真实开度为100%,保证喷入炉膛时一次风压足够。
2.6热风温度
目前,提高一、二次风温的方法就是通过空预器对一、二次风加热,但是空预器加热是有限的,因为不能使排烟温度降得太低,不然会使空预器表面受到低温腐蚀,进而发生堵塞,还会影响脱硫浆液品质。因此,珞璜电厂新增了WGGH系统,其中包括了一、二次风暖风器,通过热媒水在烟气和辅汽加热器中吸热来加热一、二次风,从而提高一、二次风温。
2.7燃烧工况
炉温和火焰中心的变化会改变煤粉燃烧的外部条件,不可避免地影响粉煤灰的可燃性。当炉温较低,火焰中心较高时,飞灰燃料含量增加;当炉温较高,火焰中心适宜时,飞灰燃料含量降低。结合珞璜电厂实际,在保证气温不低和冷灰斗温度不高的前提下,向下调整下三次风,使炉膛火焰中心向下移动,让煤粉颗粒在炉膛内停留时间更长,使其充分燃烧。炉底漏风会引起炉温下降,火焰中心上升,所以须加强炉底渣水系统的检查巡视,發现炉低漏风并及时向炉底水封补水。炉膛内敷设卫燃带,提高炉膛温度。
3降低飞灰可燃物含量的重点应对措施
在飞灰可燃物含量持续偏高的1#、2#炉中选1台炉进行调整,逐项查找影响因素,进行有针对性的调整;对飞灰可燃物较好的二期3#、4#炉持续关注,发现异常数据时要及时分析调整。2019年6月开始,西安热工院专家对一期锅炉进行燃烧诊断、调整。根据西热专家指导建议,对一期锅炉运行进行如下调整。
1)做好各个负荷段的氧量和CO控制,特别是控制加负荷过程中欠氧的程度,加负荷一定要先加风后加煤;高负荷在保证NOx排放的前提下合理提高运行氧量,适当压低OFA风,减少CO,增加供上风比例,促进煤粉下射和一、二次风混合。
2)加强制粉系统细度监测和调整,以R90=12%为控制目标。
3)2#锅炉炉膛温度比1#炉要低约100℃,煤粉在炉膛内停留时间有限,入炉煤掺配减少难燃尽的无烟煤,增加贫瘦煤的掺烧比例。2#炉膛温度比1#炉要低,后期考虑恢复2#锅炉部分卫燃带,提高2 #炉的温度,增加煤粉的有效停留时间,强化燃烧器着火,为火焰下射创造条件,进一步降低飞灰可燃物含量。
结语
经过对飞灰可燃物含量影响因素的理论分析并结合设备实际情况,笔者找到了可能造成飞灰可燃物含量升高的各种因素。由于其中很多影响因素既是相互联系又是相互制约的,所以在实际的运行操作中,应根据实际情况全面综合考虑影响因素,根据各个机组的性能及具体情况试验调整的方式,以真正实现锅炉的高效运行。
参考文献
[1]王成忠.锅炉飞灰可燃物含量偏高的分析[J].化学工程与装备,2020(11):275-277.
[2]史修立.145MW循环流化床锅炉降低飞灰可燃物含量的燃烧调整试验分析[J].山东电力技术,2020,47(03):77-80.
[3]王承亮.循环流化床锅炉飞灰可燃物高诊断及燃烧优化调整[J].科技创新导报,2019,16(12):58-60+62.
[4]郭超民,华璐.降低电厂锅炉飞灰可燃物含量的措施[J].山东工业技术,2018(10):186.
[5]解立锋.降低锅炉飞灰可燃物的综合应用[J].中国高新区,2017(21):11+91.