优化运行方式强化锅炉低负荷稳燃调峰能力

优化运行方式强化锅炉低负荷稳燃调峰能力 梁永忠 (漳泽电力河津发电分公司山西河津 043300) 摘要:从稳定燃烧的机理出发,对锅炉低负荷阶段风量的控制、燃烧器投运方式、劣质煤强化燃烧手段、燃烧配风方式等进行了系统的优化,增强了锅炉低负荷稳燃调峰能力。 关键词:优化;运行方式;强化;劣质煤;低负荷;稳燃 1.引言 随着我国经济的迅速发展,特高压的投运及新能源技术的利用,电网容量越来越大,峰谷差不断加大,火电机组调峰深度不断加深,但由于各种原因,入炉煤的煤质状况总是很难保证.在低负荷下燃烧劣质煤的稳燃问题十分突出。本文就直吹式煤粉炉,对煤质变差后锅炉低负荷稳燃问题,根据运行实践,对风量的控制、喷燃器投运方式、一、二风的配比等方面对低负荷劣质煤的燃烧方式进行了系统优化,旨在减少煤粉着火热,促使煤粉气流着火点前移;提高燃烧器区域的断面热负荷和炉内火焰温度;促进炉内煤粉气流与高温火焰、烟气的热交换;提高火焰的稳定性和整体抗干扰能力等多种有利于稳定燃烧的技术 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ,并提出了在低负荷、煤质变差的时的注意事项,收到了满意的低负荷稳定燃烧效果。 2.系统介绍 河津发电厂2×300MW燃煤机组采用哈尔滨锅炉厂生产的HG-1056/17.5-YM21型亚临界、一次中间再热、自然循环汽包燃烟煤型锅炉。制粉系统采用正压直吹式,配有三台FW-D11D型的双进双出钢球磨,磨煤机只设容量备用。燃烧器采用四角切圆燃烧方式,整组燃烧器为一、二次风间隔布置,四角均等配风。为降低NOx的生成、减少烟温偏差、防止炉膛结焦,采用了水平浓淡煤粉燃烧器。在燃烧器顶部分别布置了两层OFA喷咀反向切入,实现分级送风和减弱烟气残余旋转。整组燃烧器可上下摆动30°(除两层OFA喷嘴外)。锅炉自下而上共布置有AA、AB、BC、BD、CE、CF六层(每台磨煤机带两层一次风喷口)共24只煤粉燃烧器及AB、CD、EF三层共12只油枪。 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 煤种为贫煤,低位发热量为20.06 MJ/kg,接收基灰份为31.46%,干燥无灰基挥发份27.87%;低稳燃负荷50%BMCR。控制系统采用美国西屋公司的DCS。 3.强化燃烧所采取的优化运行方式 劣质煤给锅炉的安全运行尤其在低负荷时造成很大威胁,此时,锅炉的稳燃是主要的。应根据入炉煤的挥发份及热值,优化运行方式,合理配风,强化燃烧,以及低负荷下注意的事项,最大程度地减少影响稳定燃烧的各种不利因素,使锅炉的稳燃能力和抗干扰能力大大提高。 3.1 低负荷下的送风量控制 风量投自动时,锅炉的总风量是根据机组负荷与锅炉燃料量相乘,并经氧量修正产生。因此,当煤质变差后,在负荷不变的情况下,锅炉燃料量增加,送风量也随之增加,但会造成炉内平均温度的下降,不利于低负荷稳燃。为此,人为改变氧量设定值来减少总风量;而当氧量设定值不明显时,可适当减小一次风量,从而减少总风量至正常范围内,相对提高炉内燃烧温度;一次风量的减少提高了煤粉浓度,进而又促进稳定着火和强化燃烧。一般低负荷为了提高燃烧效率控制氧量在5到6之间,但煤质差时不宜过高维持4到5,还是保证安全重 要。 若在手动调节时,锅炉增负荷时,一般应先增加送风量,再增加燃料量,反之亦然。在低负荷运行且煤质较差时,因炉膛中过量空气相对较多,此时可先降风量再减燃料量,加负荷时相反,锅炉风量、煤量调整应缓慢交替进行,避免大幅操作,引起风煤比失调、炉膛负压过大而产生灭火现象。 3.2 燃烧器的组合 燃烧的好坏,不仅受到配风的影响,而且与燃烧器的负荷分配及投停方式有关。合理的燃烧器的运行方式,有利于使炉内形成良好的燃烧工况。 3.2.1燃烧器的投运方式 如果2台磨运行时,尽量保持A/B(首选方式)或B/C磨煤机运行方式(四层喷燃器),避免A/C磨煤机的运行方式。A、B、C、D层同时运行,下层燃烧器区域的断面热负荷及火焰燃烧温度均得到大幅提高,有利于底火的着火和火焰的传播,增强着火的稳定性。同时,底层火焰良好的燃烧状态又促进了上层煤粉的着火和稳燃。 如有A、B磨检修或消缺工作,应尽量安排在煤质较好、负荷较高时段,并尽力缩短工期,检修结束后的磨煤机必须及时投运倒为正常方式。 低负荷且煤质较差时,在磨筒体压力允许的情况下,以3台磨运行为好。在煤量调整中,应控制下两层煤量较大,为基础煤量,最上层为调节煤量,用于正常的调节。控制煤量的原则是最底层最大,最上层最小。当需要切层或停磨时,一定要从上向下停运,操作应缓慢、稳定,避免一次风压大幅波动,尽量做到无扰启停磨或投切层,如操作A\B磨,应及时投AB 层小油枪稳燃。磨煤机停运后应关小其煤粉管路上旳辅助风门(如在上层开度10%,下层可关至5%)。 3.2.2喷燃器摆角的控制 运行中调整燃烧器的倾角主要是为了调整汽温,但应以不破坏稳燃为底限。如果同层的燃烧器摆动不同步,将导致四股气流配风严重失调,所以要经常核对各层风门挡板就地开度,偏差大于10%应及时处理。 高负荷时,摆角要控制水平位,使整个炉膛容积热负荷降低,断面热负荷均匀,防止水冷壁结焦和NOx的生成;低负荷与煤质差时,要求适当下倾,中部的Bl、B2、D1、D2辅助风适当关小,使燃烧能量尽可能集中、火焰中心尽可能降低,增强其稳燃能力。 3.3 一次风率的控制 对于直吹式制粉系统,当给煤量减少时,为保证风环速度和防止一次风管堵煤,一次风量并不按比例减小,而是相对变大。所以,随着负荷的降低,一次风率是增大的,此时,一次风中的煤粉浓度降低,着火热则提高,这也是锅炉在低负荷下燃烧不稳的一个重要原因。 通过适当降低一次风压,来降低一次风率,从而降低煤粉着火热,促使煤粉提前着火。同时,由于一次风率的降低,一次风中的煤粉浓度增加,对煤粉气流的着火更有利。所以,低负荷运行时,在确保一次风管不堵管的前提下,应尽量降低一次风压,推荐一次风压控制在3.5KPa左右,提高煤粉浓度,保证燃烧器区域集中燃烧。[1] 3.4 二次风的的调整 二次风中包括燃料风(周界风)、辅助风和燃尽风三部分,分别从不同的喷口进入炉膛。在总二次风量一定时,各层喷口的风量和风速也要适当的调整 3.4.1 周界风的调整 在一次风口的周围布置一圈周界风,可以增大一次风的刚性;可以托浮煤粉、防止煤粉 离析、避免一次风贴边;还可以及时补充一次风着火初期需要的氧气。 一般说来,对于挥发分较大的煤,周界风可以稍开大些,这样有利于阻碍煤粉与炉内烟气混合,使着火推迟,防止喷口过热和结渣;同时由于挥发分高而着火快,周界风可以及时补氧。但对于挥发分较低的煤,或负荷降低时而言,周界风较大的开度促使低温的二次风沿火嘴周围进入炉膛,相当于增加了一次风率,稀释了进入燃烧器中浓相煤粉的浓度,着火点后移;同时,偏大的周界风又减弱了高温烟气对煤粉气流的辐射和对流换热,对煤粉气流的着火和燃烧十分不利。 因此.在低负荷运行或煤质变差、挥发份较低时,应及时关小运行火嘴的周界风,以有效提高煤粉浓度,降低一次风率,减少着火热,增强着火的稳定性。 在调节投自动的情况下,周界风门的开度与燃料量按比例变化,每层燃料风挡板的开度都是相应层给煤机转速的 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 。自动调节的结果相当于使燃料风在二次风中所占的比例为设定值,改变燃料风门的偏置值可以改变燃料风在二次风中的比例。[2] 3.4.2 辅助风的的调整 辅助风是二次风中最主要的部分,其作用是调整二次风箱和炉膛之间的压差,从而保持进入炉膛的二次风有合适的流速,以便入炉后对煤粉气流造成很好的扰动和混合,使燃烧工况良好。 对于挥发分低的难燃煤,着火稳定是主要矛盾,应适当增大辅助风量,气流切圆旋转变强变大,使火球边缘贴近各燃烧器出口,故增大辅助风率二/一次风动量比可使出口煤粉更易着火。但这个动量比也不能过大,否则带来的是一次风偏转,及提前混入后着火热的增加。 低负荷以及煤质差时,要控制二次风箱差压不低于0.25KPa,亦即保证了进入炉膛的二次风速,能有效增加切圆的旋转强度,大大加强换热,提高了炉膛燃烧的稳定性,延长了煤粉气流在炉内的停留时问,有利于煤粉的燃尽。 低负荷以及煤质差时,特别是A/C磨方式运行时,下层AA辅助风挡板应适当关小,上层F1辅助风适当开大压住火焰,并关小中层B1、B2、D1、D2辅助风挡板开度,使炉膛火焰集中,以提高炉膛温度使燃烧稳定。 [3] 3.4.3燃尽风的调整 过燃风(最顶端的OFA-1,OFA-2)的使用相当于采用了分段燃烧。由于避免了高的温度与高的氧浓度这两个条件的同时出现,因而减少NOx的生成。 锅炉燃用较差煤种时,过燃风的风率也应减小。否则,大的过燃风量会使主燃烧区相对缺风,燃烧器区域炉膛温度降低。另外,燃用易结焦煤时,随着过燃风率的增加,主燃燃烧器区域的温度降低,这对减轻炉膛结焦是有利的;但由于火焰区域呈较高的还原气氛,又会使灰熔点下降,这对减轻结焦是不利的。 适当增加过燃风量还可使燃烧过程推迟,火焰中心位置提高,有利于保持额定汽温。反之,则可使汽温下降。 因燃尽风与假想切圆反切,因而具有减弱炉膛出口的残余旋转、减少热偏差的作用。但与此同时,对燃烧工况必然产生不利影响。因为对于直流燃烧器而言,维持足够大小和旋转强度的切圆是保证煤粉着火和良好燃烧的基础,而反切的结果无疑削弱了这一基础,所以在在低负荷及煤质差时应谨慎使用。 [3] 3.5低负荷时注意的事项 3.5.1加强对送风机、引风机、一次风机、磨煤机、给煤机、辅助风挡板、燃烧器、油枪等设备的检查和重要参数的监视。 3.5.2维持炉膛负压在-30~-50Pa,尽量减少锅炉漏风,特别是火嘴看火孔处、炉膛底部水封,以及停运磨挡板不严的漏风。 3.5.3加强与脱硫人员的联系,特别是加、减负荷前后应加强联系,防止炉膛压力大幅波动 引起锅炉MFT动作。 3.5.4底部的AB层小油枪能做到随时备用,当燃煤挥发分较低、燃烧不稳时,应投入油枪助燃,以防止可能出现灭火。 3.5.5严密监视火检情况,发现火检与就地燃烧状况不相符,应联系炉控人员及时清理探头,确保火检能真实反映炉内燃烧工况,避免保护误动。 3.5.6对自然循环炉,在低负荷时,加强汽包水位控制,维持主汽压力稳定,变化平稳。水位大幅波动时立即切手动控制,防止因汽包缺水、满水造成锅炉灭火。 3.5.7根据煤中的挥发份和水分大小,适当提高磨煤机出口温度,增加了制粉的干燥出力,使经过空预器的空气量增大,烟气换热加强,降低了排烟温度;另一方面出口温度提高还使得煤粉着火热减少,使燃烧更稳定。 3.5.8充分利用好风粉监测仪来监视一次风管中的煤粉浓度和一次风速。一般一次风速通常选取为20—29m/s,煤粉浓度通常为0.5~0.6kg/kg。 3.5.9加强原煤仓人配煤和上煤。可能的话,下层磨应烧挥发份或热值较高的煤;在来煤较粘、较湿、上煤困难的情况下,应采用单侧上煤方式,保证每个原煤仓均有煤位,防止两个原煤仓同时蓬煤。 3.5.10低负荷时、煤质较差时,停止炉膛的吹灰工作。在燃烧稳定允许的条件下,水冷壁吹灰应逐只进行,或投油或在负荷较高时进行,并注意严密监视炉膛负压及炉内燃烧情况,防止锅炉灭火。 4.结论 由于优化了锅炉运行方式,采取了多种强化和稳定燃烧的技术措施,使锅炉在低负荷阶段的稳定性和抗干扰能力大大增加。在煤种多变、煤质较差的情况下,仍能达到50%McR 的调峰能力,相信对同类型锅炉的低负荷稳燃调峰有借鉴作用。 参考文献: [1]西安热工研究院.发电企业节能降耗技术.[M].北京:中国电力出版社出版,2010. 67–76 [2]中国电力企业联合会科技服务中心,华中科技大学能源与动力工程学院.锅炉机组节能.[M].北京: 中国电力出版社出版,2008.45–58. [3]李青,高山,薛彦廷.火力发电厂节能技术及其应用. [M]北京:中国电力出版社出版,2007.250–270. 作者简介: 梁永忠,男,1969年生,山西稷山人,大学学历,电力技术工程师,集控专业高级技师,长期从事火电厂集控运行工作。 联系电话:139********