郑州热电厂670t/h锅炉双稳燃宽调节浓淡煤粉燃烧器的应用(1)

北极星电力网技术频道作者:佚名 2008/1/23 19:46:06

关键词: 锅炉燃烧器 670t/h锅炉

0　前言

　　郑州热电厂670t/h锅炉原最低稳燃负荷为160MW，1994年改为船体稳燃器后可达140MW，根据调度要求200MW机组调峰能力要达到25～45。在此负荷下机组运行极不安全，同时又要耗费大量助燃用油。由于我国燃油气资源紧缺，价格上涨，为降低发电成本，节约助燃用油，电厂也一直在寻求低负荷下煤粉的稳燃技术，提高低负荷稳燃能力及运行的安全性和经济性。
　　国产670t/h锅炉普遍存在低负荷稳燃能力差的情况，从锅炉厂出厂的锅炉配套燃烧器大多经过改造，曾改造过预燃室、大速差、钝体、双通道等，虽在一段时期内取得过良好的效果，但现已不能满足更低调峰负荷时稳燃的生产实际要求。目前，各科研单位正在研制各种新型燃烧器，以满足低负荷稳燃、高效、低NO_x燃烧，然而，我国目前电站锅炉燃用煤种往往偏离设计煤种，并且煤质变化较大，对锅炉运行带来很大困难，煤质差时，低负荷稳燃能力差；煤质好时高负荷着火过于提前，造成燃烧器出口温度偏高，以致引起燃烧器喷口结焦，甚至烧坏，因而要求燃烧器具有广泛的煤种适应性。
　　我厂4号炉投产后，煤种变化频繁，随之带来燃烧调整困难，稳定性差的问题，并常发生喷口烧坏情况，特别是在低负荷时，要投油稳定燃烧，虽经努力使锅炉可以120MW断油运行，达到了船体的最好水平，但仍不能满足调峰需要，影响了机组安全经济运行。
　　我厂经过广泛调研后，决定采用浙江大学热能工程研究所研制的双稳燃宽调节浓淡煤粉燃烧器，双稳燃可调浓淡煤粉燃烧技术在低负荷时采用浓缩煤粉及翼形稳燃器，在高负荷及煤质变好时，调节煤粉浓淡比，直至不浓缩，并采用中心调节风防止喷口结焦及烧坏，同时配以喷口超温报警系统。

1　设备概况

　　型号：WGZ670/13.7-2型，中间再热、自然循环、燃煤汽包炉；汽包压力：15.33MPa。
　　过热蒸汽流量：670t/h；出口蒸汽压力：13.7MPa；出口蒸汽温度：540℃。
　　再热蒸汽流量：587t/h；蒸汽压力(进口/出口)：2.63/2.38MPa；蒸汽温度(出口/进口)：312/540℃。
　　配套汽轮发电机额定功率：200MW。
　　制粉系统：4套钢球磨中间储仓制热风送粉系统。
　　排渣方式：固态排渣。
　　设计煤种(70新密贫煤、30义马烟煤)：C_ar=54.41、H_ar=2.74、O_ar=6.17、N_ar=0.84、S_ar=0.40、A_ar=26.3、W_ar=9.14、V_daf=25.79、Q_net._ar=20385.5kJ/kg。
　　设备布置：炉膛四角布置直流式煤粉燃烧器，炉膛宽深为11920/10800(mm)，采用双切圆直径为542mm和792mm，逆时针旋转，燃烧器分上下2组，共4只一次风口(一、三层为船体燃烧器)，6只二次风口和2只三次风口，燃烧器采用均等配风方式，炉膛上方布置前屏过热器，后屏过热器，水平烟道中依次布置高温过热器和高温再热器，其后的尾部烟道竖井，分别布置了低温再热器、省煤器和低温过热器、省煤器，在省煤器的下方装设了烟气调温档板以调节再热汽温，管式空气预热器布置在省煤器后的尾部烟道中。

2　双稳燃宽调节煤粉燃烧技术原理

　　双稳燃宽调节煤粉燃烧技术由可调浓度撞击式浓淡分离器和带翼形稳燃器的喷口组成，图1为可调浓度撞击式浓淡分离器的示意图。当气粉混合物流过导向挡板时，由于惯性及离心力作用，煤粉颗粒在一侧浓集，而另一侧形成淡粉气流，根据试验结果，浓淡侧煤粉浓度比例可达10～12∶1，浓淡两侧速度基本均衡，当导块高度改变时，浓淡两侧煤粉浓度发生变化，以适应煤种变化的要求(见图2)，在保证煤粉输送所需一次风率的前提下，将浓煤粉布置于向火侧而将淡煤粉布置在背火侧。在一定范围内，提高煤粉浓度可以降低一次风的着火温度和着火点，可缩短一次风着火时间并可以提高火焰的传播速度，因此可以起到强化着火和稳定燃烧的目的；另外因为水平浓淡在炉内形成水平方向上的分级燃烧也有利于降低NO_x的排放量。为了进一步加强稳燃效果，喷口设计成带翼形稳燃器(见图3)，依靠浓淡分离器和翼形稳燃器在喷口下游产生三维分布的多个煤粉浓集带(向火侧垂直面，回流边界水平面)，向火面烟气加强，很快着火。它们相互引燃，从而大幅度提高稳燃效果，该技术还可通过调节浓淡分离效率，控制煤粉着火点距离，防止着火过近或局部温度过高而带来的喷口烧坏或炉内结渣问题。

图1　撞击式煤粉浓淡分离器示意图

图2　浓缩分离效果随撞击块高度的变化曲线

图3　喷口结构简图

　　本技术具有以下优点：(1)调峰幅度大；(2)着火点位置可调节，煤种适应性广。
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来源：中国电站集控运行技术网

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