不同燃烧器和制粉系统在国内W型火焰锅炉上的应用

不同燃烧器和制粉系统在国内W型火焰锅炉上的应用 不同燃烧器和制粉系统在国内W型火焰锅 炉上的应用 2000年第4期 临滤件’ 河北电力技术 刘糸壤悻札 第l9卷 不同燃烧器和制粉系统在国内 W型火焰锅炉上的应用 薛国琪T,6 (华能上安电ii—陉000)I 摘要:文章对国内已投产发电的w型托焰锅炉的燃烧嚣及 制粉系统分类做了简要舟绍.并对引进和国产w型火焰锅 炉的运行实绩进行了分析比较,提出了选用时的椎荐意见. 关键词:w型火焰;双拱锅炉;燃烧嚣;制粉系统;结焦 Absad:FNspaperbrieflyintroducesvarlcc~burnersandcod pulverizingSyst~usedindoubledonnashotflringboilersin ~rvlceinChina,andandanalyzestheactualachieve— menrsofimpomedandd~aestlcmadeboiLersofthiskind. suggestiGnsforequipment~-]ectionarepr.p?ed. Kevw0r1cb:d0ubledown—shotfiring;doublearchboilers;bum— ers;realpulverizings目ns;mk~ng 中国分类号:TK2232 文献标识码:A 文章编号:1001—9898(2000)04—00叭一04 目前我国投产发电的w型火焰锅炉有引进和 国产2类.前者是80年代中期华能国家电力公司 引进的6台机组(350-362MW),分别安装在河北 上安,湖南岳阳和重庆珞璜3座电厂,以及90年代 河南南阳鸭河口电厂引进的法国阿尔斯通公司锅 炉;后者是由东方锅炉厂1992年引进美国Fw公司 技术生产的上安电厂二期 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 ,山西阳泉二电厂,贵 州安顺电厂各2台300MW机组锅炉,以及北京 B&w公司(巴威公司)引进美国B&w技术制造的 阳泉二电厂2台300MW机组锅炉.到1999年底, 全国共投产17台w型火焰锅炉,详见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1.虽然 锅炉制造厂家不同,但是采用的燃烧器型式基本上 分为直流式和旋流式;制粉系统分为中速磨正压直 吹式,双进双出球磨正压直吹式和钢球磨中间储仓 式3类.下面分别予以介绍. 1不同燃烧器的应用 11Fw公司的双旋风筒燃烧器 燃烧器由煤粉进口管,煤粉均分器,双旋风简壳 体,煤粉喷口,乏气管,乏气挡板等组成,特别适用于 直吹式制粉系统.燃烧器错列布置在前,后拱上. 燃料燃烧所需空气只有很少部分从拱上送入,大部 分通过拱下前,后墙上的3层二次风口分层送入炉 膛.这种布置能保证二次风在煤粉着火后及时补充 燃烧所需空气,因而能适应燃烧反应发展缓慢的低 挥发分燃料.分级送风还有利于降低N的生成. 该型燃烧器的主要特点是: a.锅炉负荷的增加通过改变一次风量来实现. b.具有多种调节火焰的手段,如改变乏气挡板 深度,改变消旋叶片在喷嘴中插入深度等. C.锅炉低负荷运行燃烧稳定,投2台磨煤机运 行时达到50%EcR(额定连续出力)不投油稳燃. d.NO排放量在国内同类机组中相对较低. e.对煤质变化比较敏感,反映在低负荷或煤质 差时,炉膛负压渡动较大. 1.2B&W公司的双调风旋流燃烧器 B&W公司w型火焰锅炉的优势是与直吹系 统和中间储仓式制粉系统都能匹配.对不同的制粉 系统采用不同的旋流燃烧器,均能获得较高的一次 风混合物温度和煤粉浓度,有利于低挥发分煤的着 火和燃烧. i2iEI—XCL型燃烧器 用于w型火焰锅炉时,这种燃烧器可与中间储 仓式制粉系统配合,提高一次风混合物温度和煤粉 浓度.其一次风管外围设有内外二次风的调风器. 内调风器设置1组轴向布置的可动叶片,主要功能 是促进着火和稳燃;外调风器设置2组叶片,1组可 动,1组固定,其作用是均衡流动.调整叶片角度可 以改变二次风进入炉膛的角度,从而控制旋流强度. 调风器采用一个可滑动的风简来控制进入二次风区 域的二次风量,从而调节进入内外区的风量比.风 量调平后,日常运行时一般不再进行调整.该型燃 烧器的主要特点是: a配有双层强化着火的轴向调风机构,可调旋 流来控制二次风的混合和高温烟气的回流. b.二次风的旋流强度可调. ? ‘? 2{】00年第4期 景 Ll 量誊景誊 三暑善蚤基 ,景 - 2? 河北电力技术 2导;弱i毫 i弱i暑 饕:兰重量袅 ;;i景 !墨曼!弱毫__,’【 第19卷 一IE.昌.(J00z”霉皿准一 一66一 孚0寸 0 孚寸 lq00 666I【l666l【I卜6666一一_I66 一?66?66一966l口66一一66一 孚n叶—v苫孚导邑—匣孚0寸孚0寸孚一nn0 o6磊o6器o6g.o6磊露 0一. 0. —目导 .06l 06l 孚0寸 ?00 靶卿刊拭 牲誓讴擎嚼辱 孚\醉蒜魁蠡摹 .葛0? 悄丰.坷孥 匡}骘静 寸.【J0(IP=I 艟酱壬睦制睦 寸.9一?凸臣叶.誊昌H苫寸.n互?凸臣.葛雾闰叶.割西寸 粕街 州封磋倒盛街壤氍肄趄霸-寺 j,橱蠲器 幄趄霸-毒 p,嗫蒜 p,穗警黼寝犀 . 旨亡口疆《挺培郴丽 孚求糊霞 孚\隶蝇鞲郴囔 蟥4} L稍器器难 ?l/删楫器犟 每醉霄ll;$苫? 亡棚蟪椎鞲曜 每*霄凝基 蒋基 L?奢窭L肇L鼙 ###,一# ?躇旺L舔懈L芷L皿 糍#鼎雹懈牝蠖饕j拜瞄粤剜;匪雠群 2000年第4期河北电力技术第19卷 c.内层二次风用作引燃煤粉,外层二次风用于 补充煤粉燃烧所需的空气. d.内调风器主要用于控制高温烟气的回流量 及回流区形状的大小;外调风器主要用于控制下喷 及后期混合和燃烧. e.分级风布置在燃烧器正下方,即下炉膛前后 墙中部位置,从风箱底部引出进入炉膛以补充二次 风,增强煤粉的后期混合,有利于火焰的下冲. f.每台燃烧器自身构成一个独立的燃烧单元, 其内外二次风形成的良好空气动力场卷吸着火稳燃 所需的高温烟气,并适时补充燃烧所需的氧气和产 生必需的气流扰动.前后墙上的大风箱由彼此隔离 的分隔风仓构成. g.虽然燃烧器建立了回流区,有利于一次风粉 的着火,但是若 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 参数选取不当,则有可能出现射 流俯冲能力不足而引起火焰短路上飘.若提高一次 风速,增大二次风旋流叶片的开度,则可增加火焰在 下部炉膛的穿透深度,改善火焰充满度.另据了解, 当用于w型火焰锅炉时,该型燃烧器的设计参数不 同于对冲燃烧. 1.2.2PAX型燃烧器 用于w型火焰锅炉时,这种燃烧器可与直吹式 制粉系统配合,提高一次风混合物温度和煤粉浓度. 该型燃烧器是B&W公司双调风旋流燃烧器的一 种,它是靠一次风置换来提高一次风温,因而又称双 风一次风交换燃烧器.早期用于上安电厂#l,#2 炉上,配中速磨正压直吹式制粉系统. 早期的该燃烧器叶片是采用连杆齿轮传动进行 调节,运行时间长后,出现传动齿轮卡涩现象.进而 造成叶片磨损和传动机构烧损,表现为低负荷燃烧 不稳,易结渣,飞灰古碳量增加.这主要是由于燃烧 器布置在风箱内长时间受炉膛热辐射影响,以及运 行中备用燃烧器冷却风不足引起的.1995年和 1998年上安电厂在美国B&W公司总部的帮助下 将这种燃烧器全部更换为轴向调节带推拉结构的 PAX—XCL型,并且进行了全烧无烟煤的试验.改 后试验证实达到了预期效果:汽温汽压稳定;炉膛负 压十分平稳,尤其是低负荷燃烧不稳,结渣现象明显 好转,飞灰含碳量大幅度降低. 1.3直流缝隙式燃烧器 直流缝隙式燃烧器由一组矩形喷VI组成,煤粉 和空气分别由不同喷口喷进炉膛.由于流过介质不 同可分为一,二,三次风口.一,二次风口布置在前 后墙拱上呈交错布置.在每只一次风煤粉喷VI中间 (或侧边)装有一个点火油枪,喷VI为长方形,有较大 的周界比,有利于着火. 英国BEL公司为华能岳阳电厂设计制造的直 流缝隙式燃烧器,为了提高煤粉浓度,改善着火条 件,在燃烧器上加装了旋风分离器.约有50%的空 气通过旋风分离器从煤粉中分离出来,并从燃烧器 上面的通风孔上流出,煤粉和剩余的一次风气流主 要从旋风分离器的底部流出,然后垂直向下流出燃 烧器的主喷嘴.当煤种改变而导致挥发分变化时, 可调节抽气调节挡板改变从旋风分离器上部抽出的 风量,使得煤粉气流达到最佳着火条件.挥发分越 低,从旋风分离器上部抽出的风量越大.该燃烧器 一 次风口和二次风口问隔布置,三次风口布置在下 炉膛前后炉壁的底部,助燃空气主要由炉拱处引入 二次风,三次风仅用来为与灰斗斜管接角的边缘火 焰提供足量空气以防其熄灭.根据岳阳电厂锅炉的 运行经验:三次风会缩短火焰行程,对燃尽不利,应 尽可能避免采用三次风. 法国阿尔斯通公司为华能珞璜电厂生产的直流 缝隙式燃烧器较为简单,没有旋风分离装置. 2不同制粉系统的应用 2.1双进双出球磨正压直吹系统 东方锅炉厂制造的300MW的w型火焰锅炉 均采用该系统,其特点为: a.结构紧凑,可靠性高,煤种适应范围广. b.适应锅炉负荷变化能力强,低负荷能维持煤 粉细度稳定,并获得较低的风煤比. c.不受燃煤中”三大块”的影响. d.双进双出球磨,双旋风筒燃烧器与w型火 焰锅炉配套使用,被称为”三位一体”的最佳选择. e.磨煤机初投资费用高,设备国产化程度低, 电耗高,噪音大. 2.2中速磨正压直吹系统 B&W公司采用该系统应用于上安电厂l,2 炉,其特点为: a.磨煤机与分离装置配成一个整体,结构紧 凑,占地少. b.设备投资低,噪音小,运行电耗低,磨煤机运 行较灵活,可低负荷运行,经济性最佳.据了解,这 种磨煤机在磨制可磨度低的无烟煤时,为提高煤粉 细度必须加装带有旋转叶片的分离器.转速高时煤 粉细度可达到R90=6%.这种结构的分离器经受 了lOa的连续运行考验,技术和机械性能可靠. ? 3? 2000年第4期河北电力技术第19卷 c结构较复杂,需严格定期维修和更换易耗部 件.对燃料中的”三大块”比较敏感,不易排除,有时 需停磨煤机处理. d.上安电厂l,2炉制粉系统存在磨煤机煤 粉细度与出力不匹配的问题.至今3台磨煤机长期 运行,煤粉细度奶达不到设计值. 2.3钢球磨中间储仓式系统 如华能珞璜电厂l,2炉采用的钢球磨中间 储仓式抽炉烟干燥制粉系统,北京B&W公司提供 的山西阳泉二电厂3,4炉钢球磨中间储仓式热 风送粉制粉系统.该系统的特点为: a.国内运行经验丰富.因钢球磨不宜低负荷 运行,故采用了粉仓. b.钢球磨的设备成本远低于双进双出球磨. C.煤种适应能力强,能磨制可磨度低的硬质 煤. d.由于有粉仓,磨煤机可在经济负荷下长期运 行,并能获得较小的一次风率和煤粉细度. e.可采用较高温度的热风输送煤粉,以获得较 高的一次风温,它对无烟煤的着火,稳燃和燃尽都十 分有利. f.系统运行可靠性高;但系统复杂,设备较多, 给运行和维修增加一定的负担,也增加了系统漏风 的机会. 3引进w型火焰锅炉的特点及存在问题 3.1珞璜电厂锅炉 从有关统计数据来看:目前国内引进的6台锅 炉在安全和经济运行方面都比较好,而燃烧性能和 经济效益领先的是珞璜电厂锅炉,其特点为: a.采用了较适宜的炉膛轮廓设计. b.采用了钢球磨中间储仓式抽炉烟干燥制粉 系统. c.煤种比较单一,煤粉细度维持较好,R9o平均 为5%. 除上述特点外,该厂还通过加强运行管理,使得 经济性不断提高.飞灰含碳量日平均为2%--4%, 在机组额定出力下测试值为3.8%,未燃尽碳热损 失为1.6%.因此锅炉燃烧比较稳定,燃尽性能也 比较好. 锅炉也出现过一些问题,如因高温腐蚀严重,对 水冷壁燃烧中心区域的管子采取过喷涂处理;燃烧 带运行3a即有损坏脱落等. 3.2上安与岳阳电厂锅炉 ? 4? a.岳阳电厂燃用混煤,煤种较杂,人炉煤质变 化较大. b煤粉细度偏粗,尤其是上安电厂锅炉的煤粉 细度居高不下. C.高负荷时,空气供应量不足,空气预热器漏 风率偏高. d燃烧器一次风/煤粉分配明显不均匀.上安 电厂燃烧器出口射流扩展角偏大,以致火焰扫在侧 墙上造成结渣. e.燃烧器布置问题.上安电厂3台磨煤机运 行,燃烧器一侧7只,另一侧8只,造成两侧负荷不 均匀;岳阳电厂燃烧器沿炉宽布置相对集中,一次风 喷口排列总长度不够,因此造成火炬相对密集,容易 造成局部高温区壁面结渣. f.炉膛容积热负荷偏大.岳阳电厂炉膛全容 积热负荷和下炉膛容积热负荷分别是珞璜的1.16 和1.19倍.上安电厂全炉膛容积热负荷虽低于珞 璜电厂,但受煤粉细度影响,燃尽水平也居下游. 4国产w型火焰锅炉的特点及存在问题 目前我国w型火焰锅炉的制造厂家只有东方 锅炉厂与北京B&W公司.虽然两家生产的w型 火焰锅炉运行时间还比较短,但是根据有关性能考 核试验,亦能发现各自特色. 4.1上安电厂4炉 该炉是东方锅炉厂制造的300MW的w型火 焰锅炉中的典型,从安装,调试到试生产始终正常运 行,锅炉未发生过较大故障,安全和经济性在同型炉 中名列前茅.其特点为: a.锅炉整体性能良好,汽温,汽压等主要参数 正常率较高.锅炉效率超过设计值(试验煤质较设 计煤质好是原因之一). b锅炉最大连续出力和额定出力时,过热器, 再热器压降及各级受热面沿炉膛宽度热偏差都达到 设计保证值. c.锅炉No排放量相对较低. 锅炉存在的主要问题有:过热器喷水量偏大;冷 态启动时,锅炉排污时间过长(指达到汽水品质合 格);低负荷或煤质变差时,炉膛负压波动较大. 4.2阳泉二电厂3炉 a.该炉是北京B&W公司生产的首台w型火 焰锅炉,也是国内首次采用中间储仓式热风送粉制 粉系统,锅炉一次通过168h试运. 2000年第4期河北电力技术第19卷 径向浓淡旋流燃烧技术在燃用贫煤锅炉上的应用 查勇,白青-Z-,边疆,黄宣,郭景州,黄国成,付建忠,张国g3,李农强—’’——-—一?——,-一’ .?剐蚴黼獭堂3般050041)?;T’2.石家庄热电厂,河北石家庄.r2.厶1?’.7 摘要:在乏气送粉燃用贫蝶的马头发电总厂5锅妒上.采用 径向浓淡分离技术将其双蜗壳燃烧器改为径向浓淡旋流煤 耪燃烧器,提高了锅炉额定负荷时的热效率,低负荷稳燃能. 力也有7显着提高.l怏 关键词:蝶锅炉;棼流式燃烧器;调峰能力;稳定燃烧… Abs打acI:Fortxaler5inMatouGeneralPowerPlant.a】ean— coal—ftredb(Iwithextmttstedearcoal—powderfeeding. the thermaleffici~mcyacratedloadandtheabilityofstablecombus. tionatlowloadaresignificantlyI1Dr.vedbyusln~thickthin separationtechnologytotransformdoublevolutebtLrne~sinto radialthlckthinvortexburners Keywo~ds:?al一{唰bdle~s;vortexh皿ers;pe丑kloadcycling ability;stablemmbmtion 中图分类号:TK223.23 文献标识码:B 文章编号:1001—9898(2000)04—0005—03 随着电阿峰谷差的增大,电厂调蜂任务的加重, 锅炉负荷变化范围不断增大,马头发电总厂(以下 简称”马头电厂”)5锅炉现有燃烧器已不适应机组 b.在168h试运期间燃烧设计煤种低氧量 (2.5%--3.5%,设计值4.4%)运行,煤粉细度未达 到设计值,飞灰含碳量仍在4.596.因客观因素影 响,性能考核试验未能达到168h试运期间的水平. c.锅炉燃烧稳定,负荷波动平稳,炉膛温度分 布均匀,低负荷(149M’W)运行和煤质变化时,燃烧 仍较稳定. d.锅炉过热器,再热器运行良好,再热器压降 (0.15Mea)低于设计值,各级对流受热面均未出现 超温现象. e.制粉系统能满足3台磨煤机运行,1台备用 的要求,制粉系统出力达到设计要求. 该炉存在的主要问题有:锅炉火检信号在低负 荷时检测效果差,影响负荷进一步降低;制粉系统的 4个粉仓用绞龙联系,因绞龙运行不可靠而影响锅 炉运行. 4.3燃烧器和制粉系统的选择 两家在同型炉设计时采用不同燃烧器和制粉系 统,显示出各自的独特风格.在选用w型火焰锅炉 时,应充分考虑安全可靠性和经济性,锅炉燃煤特 性,设备投资费用.据笔者以上分析,从安全,经济 角度考虑,采用钢球磨中间储仓式制粉系统比较符 合中国国情. 5对炉膛结渣的看法 上安,岳阳,珞璜3家电厂的燃煤结渣特性多属 于中等水平,投产至今已运行3,8a,从炉膛实际结 渣倾向来看,珞璜电厂锅炉结渣比较轻微,岳阳电厂 其次,上安电厂较严重. 珞璜电厂锅炉下炉膛前后墙燃烧带常粘附一定 厚度的渣层,角隅也时有灰渣积结,但运行至今未发 生过因结渣或大渣塌落砸坏水拎壁管的事故. 岳阳电厂锅炉前后墙燃烧带时有挂渣,一般不 影响运行;但也曾出现因燃烧调整不当而导致的大 面积挂渣,流渣,并致大块落渣堵塞排渣口,锅炉被 迫降负荷甚至停炉处理. 上安电厂1,2炉两侧墙结渣比较严重. 1993--1998年曾发生5次侧墙燃烧带上掉大渣砸 坏水冷壁管被迫停炉处理事故.结渣严重的原因归 结如下: aW型火焰锅炉下炉膛烟温普遍较高,为结渣 提供了条件. b.煤粉过粗,易于从旋流中分离出来粘附在炉 壁上. c.燃烧器出口射流扩展角可能偏大,以致火焰 扫到侧墙上. d.燃烧带敷设过多,岳阳和珞璜电厂敷设的燃 烧带较上安电厂少. e.东方锅炉厂按Fw技术设计的锅炉下炉膛 过于狭小,造成下炉膛容积热负荷过高,易于导致结 渣. (收稿日期~2000—03—31) ? 5?