通过燃烧调整降低飞灰含碳量

·试验研究·

通过燃烧调整降低飞灰含碳量

霍卫民1

,梅东升1

,常　晨

3

(1.北京京能热电股份有限公司,北京100041;2.华北电力科学研究院有限责任公司,100045)

摘　要:京能热电3、4号锅炉飞灰含碳量高,严重影响锅炉的效率,经过对锅炉进行燃烧调整,诸如:调整煤粉细度和燃烧配风及减少锅炉漏风,明显地降低了飞灰含碳量,改善了锅炉的效率和经济性。关键词:燃烧调整;降低飞灰含碳量;改善锅炉效率

中图分类号:T M621.2 文献标识码:A 文章编号:100329171(2009)0420001205

Reduc i n g Carbon Con ten t i n Fly Ash by Co m busti on Adjust m en t

Huo W ei 2m in 1

,Mei Dong 2sheng 1

,Chang chen

2

(1.Beijing Jingneng Ther mal Power Co .L td .,Beijing 100041,China;2.North China Electric Power Research Institute Co .L td .,Beijing 100045,China )

Abstract:H igh carbon content in the fly ash at boilers 3and 4in Beijing J ingneng Ther mal Power Co .L td influenced seri ously the efficiency of boiler,through the combusti on adjust ment t o the boilers,such as the adjust ment of the pul 2verized coal fineness and co mbusti on 2oriented air distribution system,and reducing air leakage at boiler,the coal contained in fly ash is obviously reduced in result t o i mp r oving the efficiency and economy of boiler .Key words:combustion adjust ment;reducing carbon contained in fly ash;i mp r oving efficiency of boiler

0　引言

北京京能热电股份有限公司(下称京能热电)近年来通过有针对性的治理,机组安全可靠性已稳步提高,随着“节能降耗”工作的深入,各项经济指标的优化已经成为日常工作的重点。众所周知,飞灰含碳量的大小是影响锅炉热效率的一个重要因素,燃烧调整是提高煤粉的燃尽程度,降低飞灰含碳量的有效手段。

2008年2月京能热电2、4号炉相继出现了

飞灰含碳量偏高的问题,按照锅炉飞灰含碳量月报表的统计数据,2月份2号炉飞灰含碳量平均值达到2.59%,单日最高值达到过3.7%,4号炉月平均值达到2.98%,单日最高值达到4.6%。

经过分析认为煤粉在炉内的燃烧存在一定问题,于是对4号炉进行了有针对性的燃烧调整。经过调整,燃烧得到了显著的改善,飞灰含碳量大幅度下降,锅炉效率提高了1%以上。

1　锅炉设备情况

111　锅炉主要设计参数

京能热电4台200MW 供热机组所配锅炉由

哈尔滨锅炉厂生产,型号为HG670/140-13,为超高压、中间再热、单汽包自然循环、单炉膛、负压燃烧、固态排渣煤粉炉。锅炉燃用烟煤,燃烧器四角布置,配中速磨煤机、直吹式制粉系统5套。锅炉设计主要参数见表1。

表1　锅炉设计主要参数

项　目

参数

额定蒸发量/(t ·h -1)670汽包工作压力/MPa 15.88过热蒸汽压力/MPa 13.73过热蒸汽温度/℃540再热蒸汽流量/(t ·h -1)579.3再热蒸汽压力入口/出口/MPa 2.50/2.29再热蒸汽温度入口/出口/℃

314/540给水压力/MPa 17.64给水温度/℃249.4排烟温度/℃

142

112　锅炉燃煤情况

锅炉设计及实际燃煤煤质情况见表2。锅炉设计煤种为山西大同小峪煤和混合烟煤,发热量近20MJ /kg,实际燃煤的发热量变化较大。从近期的燃煤数据看,煤的发热量与设计煤种相比,要

低10%以上。

表2　燃料特性

项　目设计值校核煤实际燃煤近期燃煤收到基水分Mar/%8.10 3.4 6.5～8.58.40

收到基灰分Aar/%26.2430.5525～4031.23收到基碳Car/%51.4451.646.60

收到基挥发分Var/%25.34

干燥无灰基挥发分

Vdaf/%

27.1339.331～42

收到基低位发热量

Qnet.ar/(MJ·kg-1)

19.67819.67817～2517.46 113　锅炉燃烧系统

每台锅炉配有5台ZG M95G型中速磨煤机和20只煤粉燃烧器,燃烧器分5层布置,磨煤机主要设计参数见表3。锅炉燃用设计煤种时,在BMCR工况下的燃煤量为103t/h,按设计3台磨运行即可满足出力需要。但由于实际燃煤煤质较差,导致单台磨煤机的实际出力低于设计值较多,机组额定负荷时常需投运4台磨煤机,燃煤量约110～130t/h,煤粉细度R90为25%～30%。

表3　磨煤机主要数据汇总表

名称数据磨煤机(型号)ZG M95G

设计研磨出力/(t·h-1)设计煤种41.82校核煤种45.48

入口一次风量/(kg·s-1)16.75通风阻力/kPa 6.38

磨前静压/kPa9.81

磨煤机电耗量/(k W h·t-1)5～10

原煤发热量/(MJ·kg-1)16～31表面水分/%<18

可燃质挥发份/%16～40

原煤颗粒/mm<40

磨辊加载力/kN110～150 2　锅炉燃烧调整试验情况

211　一次风量和风速的调整

对不同的煤质,为使煤粉燃烧完全,需要控制不同的一次风量,而煤粉细度的大小与入磨风量有一定关系,因此燃煤煤质发生变化后,必须对一次风量做出相应的调整,使进入锅炉的煤粉细度符合燃烧要求。另外进入磨煤机的一次风量的大小还取决于燃烧所需的风煤比(即一次风与煤的质量比),对于不同的煤质,需要控制不同的风煤比。一次风量对煤粉气流着火速度和着火稳定性有很大影响。一次风量越大,煤粉气流加热至着火温度所需吸收的热量就越多(即着火热越大),着火速度也就相对越慢,煤粉气流着火点距离燃烧器出口就越远。一次风量过高,会导致煤粉在炉内的有效燃烧时间减少,导致燃烧不完全,飞灰含碳量增大。显然,这时炉膛出口烟温也会升高,有可能引起炉膛出口的受热面结渣,以及过热器或再热器超温等一系列问题,严重影响锅炉安全、经济运行。

对于不同的燃料,由于它们的着火特性差别较大,所需的一次风量也就不同。煤质变差时,为满足着火和燃尽的需要,应尽可能使用较低的一次风量,但一次风量过低,会导致煤粉在一次风管内发生沉积,造成一次风管堵塞事故。因此对一次风量控制的要求是,既不能控制得太高以满足煤粉着火需要,又不能控制过低以满足向锅炉输送煤粉的需要。

按照上述原理,首先对磨煤机入口一次风量以及煤粉细度进行了调整。试验时根据煤质情况进行了一次风量调整试验,在保证磨煤机出力达到额定值时,尽可能降低磨煤机入口的一次风量,并保证不出现磨煤机满煤、输粉管堵塞的情况。观察磨煤机石子煤数量及热值,石子煤的可燃物含量控制在18%以下,以保证排出的煤渣中不能有过多的原煤,。

在磨煤机一次风量调整合适后,在保证磨煤机出力达到额定值的前提下,通过调整磨煤机出口折向挡板开度对煤粉细度做出进一步调整。经过多次的调整和试验得出的结论是:对于目前燃用的煤种,一次风风煤比宜控制为1∶1.6,即1t 煤对应1.6t风,并将煤粉细度控制在R

90

为20%～28%的范围内。调整后的一次风量与给煤量对应数据见表4。在飞灰含碳量的调整过程中,始终严格按照上述风煤比数值控制磨煤机的入口一次风量。从实际运行情况看,风量能够满足制粉系统正常运行的需要,但是在煤质变差或磨煤机出口温度无法达到70℃的情况下,应根据实际需要适当增减风量的正偏置。

为了有效控制煤粉细度,增减风量偏置的主要依据是通过综合分析磨煤机电流、磨煤机出入口差压以及排渣情况,如磨煤机排渣量较大,应及时化验排渣箱中石子煤的热值,不应单纯为了减少排渣量而一味地提高一次风量。调整后的风煤比关系见表4。