13.7-HM12型锅炉燃烧运行方式的优化

13.7-HM12型锅炉燃烧运行方式的优化 13.7-HM12型锅炉燃烧运行方式的优化 第33卷第4期黑龙江电力2011年8月 HG一670/13.7一HM12型锅炉燃烧运行方式的优化 杨晓冬,李春雨 (大庆油田电力集团油田热电厂,黑龙江大庆163311) 摘要:针对大庆油田电力集团油田热电厂HG一670/13.7一HM12型锅炉在运行 中存在排烟温度,灰渣和飞灰含碳 量偏高等问题,阐述了该炉的 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 参数和试验项目,并通过进行多项燃烧优化运行 试验和对试验数据的分析,提出 了解决办法.调整前后试验数据表明,调整后的运行方式可大幅度地提高锅炉效 率. 关键词:燃烧调整;锅炉热效率;优化运行 中图分类号:TK227.1文献标识码:B文章编号:1002—1663(2011)04—0297—04 OptimalcombustionoperationforHG—-670/13.7一HM12typeboiler YANGXiaodong.LIChunyu (OilfiedThermalPowerPlantofDaqingOilfieldElectricPowerGroup,Daqing163311,China) Abstract:AimingattheproblemsofHG一670/13.7一 HM12typeboilerofDaqingOilfieldThermalPowerPlant duirngoperation,suchashighexitgastemparature,highclinkerandhighcarboncontentinflyash,whichleadto lowefficiencyofbolier,thispaperintroducesthedesignparametersandtestitemsoftheboiler.Throughthetests onoptimalcombusitonoperationandtheanalysisoftestdata,thepaperproposesthesolutionwhichiscombustion adjustment.Bycomparingthetestdatabeforeandaftertheadjustment,theadjustedoperationisprovedtobeeb fectiveinenhancingboliereffficiency. Keywords:combustionadjustment;boilerthermalefficiency;optimaloperation 0引言 大庆油田电力集团油田热电厂2号锅炉为哈 锅制造的HG一670/13.7一HM12型,超高压,一次 中间再热,单汽包自然循环,?型布置的固态排渣 锅炉,设计燃用扎赉诺尔褐煤,采用6台FM340? 820型风扇磨直吹式制粉系统.由于该锅炉在运行 中存在排烟温度,灰渣和飞灰含碳量偏高等问题, 致使锅炉效率下降.所以,为了解决这一问题,该 厂技术人员对该锅炉进行了燃烧优化运行试验,以 寻求降低炉渣,飞灰可燃物含量及寻求合理的二次 风配风方式,降低排烟温度,提高锅炉热效率. 1设计参数和试验项目 依据2号炉实际运行状况和2号锅炉主要设计 参数,如表1所示,决定对制粉系统和烟风系统进 行额定负荷下优化调整试验,试验 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 如下: a.煤粉分配器调节特性试验. b.磨煤机分离器挡板特性试验. c.给煤机出力特性试验. d.锅炉变氧量试验. e.磨煤机出口温度调整试验. f.二次风配风方式调整试验. g.降低锅炉NO排放浓度试验. 表1锅炉主要设计参数 项目设计数据 额定蒸发量/(t?h) 再热蒸汽量/(t?h) 过热蒸汽额定压力/MPa 给水温度/? 冷风温度/? 热风温度/qc 排烟温度/? 锅炉效率/% 收稿日期:20l1—03—03 作者简介:杨晓冬(1973一).男,1994年毕业于大连理工大学电厂热能 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 专业,高 级工程师. .-—— 297??—— O7O ??卵:螽掰 Vo1.33No.4HeilongjiangElectricPowerAug.2011 续表 项目设计数据 一 次风速/(m?s) 二次风速/(in?8) 侧二次风速/(Ill?s) 一 次风率/% 二次风率/% 周界风率/% 16.33 50.0O 3O.5 15.53 68.96 5.37 2制粉系统优化试验 2.1煤粉分配器调节特性试验 在原运行过程中,煤粉分配器挡板方式为下层 全开,中层开85%,上层开5O%.经测试,该煤粉分 配器挡板方式的中层燃烧器煤粉量最大,上层燃烧 器和下层燃烧器煤粉量最小,中层燃烧器的煤粉量 分别是上层燃烧器,下层燃烧器的1.65倍,煤粉分 配不均匀.为此,保持下层挡板不动,改变上层,中 层挡板位置,进行了3种方式下的试验,煤粉分配 挡板试验数据如表2所示. 从表2中数据可知,煤粉分配器位置处于组合 方式2时,3层燃烧器煤粉量接近,煤粉分配最均 匀,而且磨煤机阻力较小,由此该方式被确认为煤 粉分配器最佳组合方式. 表2煤粉分配挡板特性试验数据 2.2磨煤机分离器挡板特性试验 保持磨煤机出力43t/h不变,改变分离器挡板 开度,分别测定煤粉细度R90和R200值.绘制分 离器开度与煤粉细度特性曲线,具体试验数据如表 3所示. 从表3试验数据可以发现:挡板处于3格位置 时,煤粉最细(29.76%),而处于0格时煤粉最粗; 从燃烧效率的角度出发,分离器挡板处于3格为最 佳,此时煤粉细度最细,而且对应磨煤机单耗较低, 为13.45kW?h/t.0格挡板磨煤机单耗最高为 l5.75kW?h/t;6格挡板磨煤机单耗最低为l3.15 kW?h/t. 2.3给煤机出力特性试验 通过测量给煤机刮板运行速度,煤层厚度以及 原煤的堆积密度测定给煤机出力,试验数据如表4 所示,从表4试验数据可知,5号给煤机的出力低于 其它给煤机出力,但能维持日常锅炉运行,可在5 号给煤机检修时处理. 表4给煤机数据对照表 3锅炉燃烧优化运行试验 3.1变氧量调整试验 锅炉氧量的改变会直接影响过量空气系数的 大小.一般情况下,过量空气系数过大,排烟量,排 烟热损失就会增大;过量空气系数过小,燃烧不充 分,飞灰炉渣含碳量就会增加.同时,过量空气系 数大小还影响着炉膛温度,受热面的玷污和结焦. 因此,需要确定1个合理的过量空气系数.在额定 负荷下进行了3.5%,4.2%,4.8%工况的变氧量试 验,测量各工况下的排烟温度等各项参数,数据如 表5所示. 表5变氧量调整数据表 由表5可知,氧量由3.5%升至5.O%,排烟温 度升高了2.69cI二,同时排烟量增加,继续提高炉膛 表3l号磨煤机分离器挡板特性试验结果 一 298— 第33卷第4期黑龙江电力2011年8月 出口氧量会使排烟温度升高,排烟热损失增加. 排烟热损失公式为 一.%, 式中Q,为排烟带走的热量,kJ/kg;Q,为燃料带人 锅炉的热量,kJ/kg. 正常情况下,不采用外来热源加热空气,也不 用蒸汽雾化燃油稳燃.因此,忽略燃料的物理显热 后Q,=Q上式排烟热损失可转化为 ,t-, tPy—to q21py+2,—_i' 式中Q为燃料收到基低位发热量,kJ/kg;k,k 为简化函数,对褐煤k:3.62,k2:0.90;为排烟 过量空气系数;t.为排烟温度,?;t.为基准 温度,qC. 由此可见,额定负荷时炉膛出口氧量保持在 3.5%左右最佳.另外,2号炉630t/h负荷下二次 风门开度在80%以上时,送风机接近最大出力,氧 量保持4%以上较困难,该厂规定的氧量不得低于 3.5%是合理的. 3.2磨煤机出口温度调整试验 试验在额定负荷下按磨煤机出口温度9O?, 110?,130?工况进行,测量每种工况的主要参 数,并进行分析对比.首先,将磨煤机出口温度由 9O?提升至110?,排烟温度的变化不明显;其 次,试图将磨煤机出口温度提高到120?时,磨煤 机出口温度上升期间煤粉自燃,因此终止了试验. 该项试验 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 目前配置的制粉系统磨煤机出口温 度控制在110?以内运行是安全的,继续提高出口 温度存在煤粉自燃和爆炸的危险. 3.3二次风配风方式调整试验 二次风配风方式可以改变炉内燃烧动力场,影 响煤粉着火时间,燃烧状况,结焦等方面.此项试 验的目的是找到排烟损失小,锅炉效率高的最佳二 次风配风方式.二次风配风试验方式及实验数据 如表6所示. 由表6可知,二次风配风方式对锅炉排烟温度 的变化是有影响的.二次风采用均等配风方式排 烟温度最低为176.35?,倒塔方式排烟温度为 177.33oC,腰鼓配风排烟温度最高为179.40?. 配风方式由均等配风变为腰鼓配风,排烟温度将升 高3.05?.可见,2号炉二次风最佳方式为均等配 风,此工况下锅炉热效率最高(91.61%).这与锅 炉的燃烧理论吻合(褐煤典型特性是挥发分高,容 易着火,着火点早,需及时补充二次风来满足煤粉 充分燃),而均等配风又恰能及时补充二次风. 表6二次风配风方式 配风方式二1聊%排度锅率 锅炉效率计算公式为 0. 叼bl==100%一(q2q3.}q4+q5), r 式中叼为锅炉效率;Q,为锅炉有效利用热量, kJ/kg;Q,为燃料带入锅炉的热量,kJ/kg;q:为排烟 热损失,%;q为化学未完全燃烧热损失,%;q4为 机械未完全燃烧热损失,%;q为灰渣物理热 损失,%. 3.4降低锅炉No排放浓度试验 在不进行设备改造的前提下,采用"分级送风" 的原理并适当改变燃料分配的方式,增大上,下部 配风,减少炉膛中部供氧量,避免出现中间区域高 温,高氧燃烧情况,从而减少热力型NO的生成. 增大上部供氧量有利于燃料碳的燃烬;增加下部二 次风速能托住较大的煤粉颗粒,也利于燃烬,减少 了机械未完全燃烧损失.不同配风方式条件下NO 浓度如表7所示.从表7可以看出,日常运行工况 NO排放浓度为631.87mg/m;经过调整,NO排 放浓度明显下降.其中4,6,7工况锅炉NO排放 浓度降幅相对较大,NO排放浓度为449.58— 480.58mg/m.工况6(煤粉分配器最佳组合方式 工况)二次风配风方式为近似"倒塔"式,锅炉的 NO排放量最小为449.58mg/m.2号锅炉NO 排放降低约28.8%.另外,炉膛出口氧量对NO的 排放量有很大影响.随着炉膛出口氧量的降低, NO排放量呈下降趋势. --—— 299.-—— Vo1.33No.4HeilongjiangElectricPowerAug.2011 表7不同工况下锅炉NO排放数据 4采取的措施及实施效果 通过上述燃烧调整试验,对2号炉运行状况和 特点的分析,认为优化2号炉燃烧运行应采取如下 方式: a.磨煤机分离器挡板应位于3格位置,煤粉最 细(R90为29.76%),对应磨煤机单耗也较小 (13.45kWh/t). b.一次风煤粉分配器位置为上50%,中50%, 下1o0%. e.炉膛出口氧量保持在3.5%左右. d.二次风采用均等配风方式. e.在保证磨煤出力的前提下,磨煤机出口温度 维持在110?以下. 优化2号锅炉燃烧运行试验前后技术经济指 标完成情况,如表8所示.从表8中数据可知,优化 后2号锅炉效率可从90.76%提升到91.61%(效率 提高0.85%),机组供电煤耗降低约1%.按供电 煤耗376g/(kwh)计算,则可降低供电煤耗3.76 g/(kWh),则年降低 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 煤耗2632t,减少燃料费 支出124万元. 表8试验前后技术经济指标完成情况 参考文献: [1]岑可法,周吴.大型电站锅炉安全及优化运行技术[M].北 京:中国电力出版社,2003. [2]孙学信.燃煤锅炉燃烧试验技术与方法[M].北京:中国电力 出版社,2000. I责任编辑侯世謇) (上接第286页) 均值达到70J/cm,要高于导则要求的41J/cm. 焊后高温回火热处理对硬度值和金相组织同样有 明显的改善作用,焊缝布氏硬度的平均值为277 HB,达到了标准要求的上限值(即母材硬度+ 100,而且?350HB),焊缝组织呈现回火马氏体 形态. 5结论 a.SA213一T91小径管在焊后进行导则要求 的高温回火热处理,起到了改善焊接接头综合性 ??—— 300..—— 能,稳定焊缝组织,消除焊接应力的作用. b.由于受现场安装和检修环境的限制,焊后热 处理的实施难度较大,保温和温度控制往往达不到 要求,在误差范围内的高温回火热处理基本起到了 改善焊接接头综合性能,稳定焊缝组织的作用. 参考文献: [1]电力行业电站焊接标准化技术委员会.DL/T869—2004火力 发电厂焊接技术规程[s].北京:中国电力出版社,2004. [2]国家电力公司电源建设部.T91/Pgl钢焊接工艺导则[S].北 京:中国电力出版社,2002. 1责任编辑侯世春)