燃烧调整及低负荷稳燃报告
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项目名称:华能沁北电厂一期工程2×600MW机组2号机组启动调试合同编号: TPRI/T8-CA-001-2004A
报告名称:华能沁北电厂一期工程2×600MW机组2号机组燃烧调整及低负荷稳燃报告
项目承担单位:西安热工研究院有限公司
锅炉专业负责人: 王红雨
主要工作人员:王红雨周广仁佟强赵景涛
项目起迄时间:2004年3月~2005年1月
报告编写:王红雨
报告校阅: 周广仁
审核: 李续军
批准:
摘要
本报告主要叙述华能沁北电厂2号机组锅炉燃烧优化调整及低负荷稳燃试验的情况。
经过对煤粉细度、过量空气系数(氧量)及喷燃器一、二次风率及二、三次风门等因素的调整,2号锅炉炉内燃烧稳定、不结渣、不超温,运行方式合理,锅炉达到设计参数并带满负荷进入168小时试运行。
调整后,入炉煤煤质灰份偏高,热值偏低的情况下,投入C、D、E、F四台偏置磨煤机,2号锅炉维持303MW连续运行4小时,炉膛压力和炉内燃烧工况基本稳定。
关键词:燃烧调整投油低负荷稳燃
目录
1.概述
2.主要设备技术规范
3.试运中的燃烧调整
4.低负荷稳燃试验
5.结论
1 概述
华能沁北电厂一期工程2×600MW 超临界机组锅炉系东方锅炉(集团)股份有限公司与日本巴布科克-日立公司及东方-日立锅炉有限公司合作设计、联合制造的DG1900/25.4-II1型单炉膛、一次再热,超临界本生直流锅炉。
机组进入整套试运行带负荷后,着手对2号锅炉进行了初步燃烧优化调整。调整后2号锅炉炉内燃烧稳定、不结渣、不超温,锅炉达到设计参数并带满负荷进入168小时试运行。利用锅炉带低负荷的机会,断油全烧煤运行,进行了锅炉不投油最低稳燃负荷试验。不投油最低稳燃负荷试验试验于2004年11月23日2:08至6:08进行,平均负荷303MW,锅炉连续运行4小时,运行中炉内燃烧基本稳定。
2主要设备技术规范
2.1系统简介
一期工程锅炉系DG1900/25.4-II1型单炉膛、一次再热,超临界本生直流锅炉。锅炉全钢构架,固态排渣,平衡通风,露天布置。
炉膛宽19419.2mm,深15456.8mm,高度67000mm。炉膛四周为全焊式膜式水冷壁,由下部螺旋盘绕上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁组成。沿烟气流程依次布置屏式过热器、高温过热器、高温再热器。竖井为双烟道结构,前/后烟道深分别为6604/8331.2mm,前烟道布置低温再热器、后烟道布置低温过热器和省煤器,其后布置三分仓回转式空气预热器。
锅炉设计主要参数见表1。锅炉设计燃用晋南、晋东南地区贫煤、烟煤的混合煤种,煤质及灰成分特性见表2。燃烧器布置图见图1。
2.2燃烧系统及燃料
锅炉采用ZGM113型中速磨正压直吹式制粉系统,每台锅炉配6台磨煤机,其中1台备用。配24只HT-NR3低NOx燃烧器,采用前后墙对冲燃烧方式。燃烧器分三层布置在炉膛前、后墙上,上部布置有12只燃烬风(SAP和AAP)喷口,每台磨煤机对应前墙或后墙的一层燃烧器。燃烧器设计参数见表3。设计煤粉细度为200目筛通过率80%(R75=20%)。
锅炉设24只简单机械雾化点火油枪,12只蒸汽雾化启动油枪。燃油为轻柴油,燃油特性见表4。点火油枪位于三次风通道,出力250kg/h,每只HT-NR3燃烧器装有1支点火油枪用于点火。启动油枪位于煤粉燃烧器的中心,出力3200~4700 kg/h,锅炉前墙中、下层和锅炉后墙中层装有启动油枪用于暖炉和低负荷稳燃。每只油枪配有自身的高能点火器,锅炉不投油最低稳燃负荷不大于45%B-MCR。
表1 锅炉设计主要参数(设计煤种)
图1 燃烧器布置图表2 煤质及灰成分特性
表 3 燃烧器设计参数
表4 燃油特性
每台锅炉配置2台成都电力机械厂生产的轴流式引风机,上海鼓风机厂有限公司生产的2台轴流式送风机和2台一次风机。由刮板捞渣机将炉渣先输送至渣仓,然后由汽车运输的方式除渣。采用人工小车接取磨煤机石子煤。设置两台双室四电场干式静电除尘器,采用密相正压气力输送方式除灰。
3 试运中的燃烧调整
启动调试过程中,通过对带负荷后锅炉进行初步燃烧调整,使煤粉细度合格,省煤器出口氧量在正常范围,燃烧器喷口着火良好,炉内燃烧稳定、不结渣,受热面管壁不超温,锅炉达到设计参数并带满负荷进入168小时试运行。
调整主要围绕以下几方面展开:
(1)煤粉细度的调整。
(2)过量空气系数 (氧量)的调整。
(3)燃烧器一、二次风率及二、三次风门调整。
(4)各燃烧器的负荷分配调整。
3.1 煤粉细度调整
煤粉细利于燃烧,但会影响磨煤机出力,制粉电耗也会增加;煤粉粗,磨煤机出力增大,电耗虽小,而不利于燃烧,甚至引起炉内结渣。为求得炉内燃烧的经济与安全性,应维持合理的煤粉细度。就2号锅炉所燃用的煤质,设计煤粉细
度R
75=20%(R
90
≈13%)。
2号锅炉磨煤机启动前,根据1号锅炉煤粉较细的情况, 将各磨煤机出口分离器折向挡板由45°均调至50°。由于磨煤机振动,磨辊加载力按设计曲线手动加载,加载力等于或小于设计值。满负荷试运阶段对E磨进行了煤粉取样,分析结果如下:
12月7日 E磨出力33.7t/h,R
200=0.1% R
90
=4.9%;
12月10日 E磨出力42.6t/h, R
200=0% R
90
=4.5%;
12月14日 E磨出力54.7t/h, R
75=10.3%(R
90
≈5.3%)。
随着磨煤机出力增加,煤粉细度未有明显变化,目前的取样装置取样位置不甚合理,取样是否有代表性有待确认。
3.2 过量空气系数的调整
过量空气系数过大,排烟热损失及Nox排放量会增加,过小则固体未完全燃烧热损失和化学未完全燃烧热损失会增大。一定负荷应对应一适宜的过量空气系
数,使 ( q
2 + q
3
+q
4
) 最小。参照设计值,试运期间600MW负荷时锅炉省煤器
出口氧量维持2.8~3.0%。
3.3燃烧器一、二次风率及二、三次风门调整
本锅炉燃烧器设计为前、后墙对冲的HT-NR3低NO
X
燃烧器。试运中磨煤机通风量维持55~60kNm3/h,据估算,600MW负荷省煤器出口氧量维持2.8~3.0%时,一次风率略低于设计一次风率,实际上二次风率增大了,这也符合该燃烧器的设计思想。
运行中二、三风门及风箱各层风门的调整原则:
(1)燃烧器二次风手动叠置挡板全开,维持入炉总风量或省煤器出口氧量前提下,不同层二次风量依据各层燃料量大小由大风箱各层风门控制。根据过热汽温情况,适当调整上下层燃料量分配,进而调整不同层大风箱风门开度。
(2)燃烧器三次风门按设计的煤位/油位设定(投煤/油时)。
(3)就地风门已按设计初步调好,大风箱燃烬风门开度依汽温及Nox排放控制,须保持一定开度,满负荷时开度会增大。
(4)停运磨煤机层大风箱二次风门仅留约5%开度。
2号锅炉飞灰可燃物(灰库取样)和炉渣可燃物分别为:
12月10日,C fh=5.54/5.88%,C lz=0.69%;12月12日,C fh=5.31/4.6%。
炉渣可燃物较小,飞灰可燃物略偏大。
3.4 各燃烧器的负荷分配
试运中各喷燃器的负荷分配调整依据的原则:
(1)汽温许可的情况下,各层燃烧器的出力力求均匀,避免局部热负荷集中及各水冷壁管间过大的壁温偏差。
(2)依汽温情况适当调整上下层燃烧器的热负荷分配。