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35t/h煤粉锅炉综合技术改造
发布时间：2013-05-28 08:21 来源：未知
湖南金信化工热电厂拥有4台35t/h中压煤粉炉，为武汉锅炉厂1972年产品，锅炉设计燃用金竹山优质无烟煤，实际燃用金竹山混合无烟煤。自1975年投运以后，一直存在燃烧不稳定、发生灭火现象、飞灰含碳量高、热效率低、过热器超温等问题。经过多次局部改造后，锅炉也只能在25t/h负荷下运行（不能在额定负荷下长周期稳定运行）。自1998年以来，对锅炉进行了综合技术改造，取得了显著的技术经济效果。
1、锅炉设备简介和燃料煤的特性
1.1锅炉设备简介
35t/h煤粉锅炉系在WGZ - 35/25 -l型锅炉的基础上，按湖南金竹山无烟煤（本锅炉设计煤种：干燥无灰基挥发分V=5.35qo，Q=6122×4.18kj/kg)修改设计制成的。锅炉设计参数：p=3.82MPa，t=450C，D=35t/h，给水温度为105qC，锅炉效率87.27%。正方形炉膛，炉膛断面尺寸为4360mm×4360mm，炉膛容积为189m3，炉膛容积热负荷qv=0.161MW/m3。燃烧器四角布置，切圆燃烧，设计假想切圆直径+500mm，上一次风喷口、二次风喷口、三次风喷口分别下倾7°、5°、3°角。燃烧器的结构与布置见图1，燃烧器的设计参数如表1。锅炉配备一台出力为5t/h的DTWI2200/2600型钢球磨煤机，中间储仓制粉系统。
1.2燃料煤的特性
1.2.1燃料煤的常规特性
锅炉实际燃用金竹山混合无烟煤，煤质波动大，收到基低位发热量在15250一22372kvkg之间，干燥无灰基挥发分V在5,28。8.96之间。以收到基挥发分Var来表示可燃性，可在一定程度上成为煤质特性单一的衡量尺度，而不用同时去看VdW和Qnct，两个指标，对金竹山混合无烟煤中的煤种进行着火稳定性指数k和燃尽指数S；计算判别在燃用Q低的煤要比燃用Q高的煤时，向炉膛投入更多的燃料，因而带入更多的灰分、水分，而它们在一定程度上干扰煤的可燃性和燃尽性。原煤水分增大时，着火热也随之增大，同时水分的加热、汽化、过热都要吸收炉内的热量，致使炉内温度水平降低，从而使煤粉气流卷吸的烟气温度以及火焰对煤粉气流的辐射热也相应降低。这对着火显然也是更加不利的。原煤灰分在燃烧过程中不但不能放热，而且还要吸热。特别是当燃用高灰分的劣质煤时，由于燃料本身发热量低，燃料的消耗量增大，大量灰分在着火和燃烧过程中要吸收更多热量，因而使得炉内温度水平降低，同样使煤粉气流的着火推迟，而且也影响了着火的稳定性，富通新能源销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂稀�
关于灰、水的影响按如下考虑：即V在相等或相近的条件下，(A+M)含量小者为相对易燃煤种，(A+M)含量大者为相对难燃煤种。而当两者(A+M)的含量差大于10%一20%以上时，(A+M)含量大者其难燃程度要向下浮动一级。但在我国燃烧低挥发分煤的长期研究中发现，即使是V完全相同的两种煤，其燃烧的稳定性和燃尽性也会相差甚远。
1.2.2燃料煤的非常规特性
以热重分析法测得煤的燃烧分布曲线及煤的反应指数，金竹山煤的反应指数RI= 435℃和着火温度IT= 836℃均较高，说明煤的反应特性相对较差，可燃性和燃尽性均差。从挥发分热解试验，金竹山煤较其它煤种的H2、CO、CH4等可燃性气体产物偏低。燃料煤的非常规特性试验进一步说明，该煤种属极难燃烧稳定和极难燃尽的煤种。
1.2.3燃料煤的结渣特性
若将煤的结渣性能分为严重、高、中、低4个等级，金竹山煤为中等结渣性能煤。
2、锅炉技术改造措施
2.1炉膛提高3m，以满足煤粉粒子燃尽及锅炉出力的要求
针对实际燃用低挥发分无烟煤属极难燃烧稳定和极难燃尽的煤种，必须使燃料颗粒在炉内有足够的停留时间。煤粉在炉内的停留时间主要取决于炉膛容积、炉膛截面积、炉膛高度及烟气在炉内的流动速度，这都与炉膛容积热负荷和炉膛截面热负荷有关，即要在锅炉设计中选择合适的数据。
炉膛截面热负荷qF值同时影响到燃烧器区域水冷壁结渣的倾向和煤粉着火的稳定性，推荐值为1.48。l.78MW/m2。本锅炉设计炉膛截面热负荷gF为l. 61 MW/m2，符合实际要求。炉膛容积热负荷的数值是从燃料燃烧的角度，保证燃料在炉膛内有足够的燃烧空间，使燃料得以完全燃尽而推荐的，推荐值为0.109·0.140MW/m3。为了保证锅炉在MCR工况下能长期连续运转，避免炉膛及高温受热面的严重结渣，需要有足够的炉膛空间和炉膛受热面冷却燃烧生成的燃烧产物，炉膛容积热负荷应选择较低的数值。此外，锅炉设计总应考虑到设计燃料变化的可能性，特别是要求能适应燃料变劣的情况，这就需要将炉膛尽可能设计得大一点。本锅炉炉膛容积热负荷qv=0.161MWtm3，高于设计推荐值的上限值。为降低炉膛容积热负荷，延长煤粉粒子群在炉内的停留时间，在工程实施上采用增大炉膛高度的方法来解决，如图2所示。
2.2增加一组空气预热器，提高热风温度
锅炉改造前，热风温度低（约350℃），这样，一方面增加了煤粉气流加热到着火温度所需的着火热；另一方面二次风温度低，不利于煤粉后期的燃烧。对燃用低挥发分无烟煤的锅炉，通常要求热风温度高于380~ 430℃。为此，在锅炉尾部空气预热高温段，增设一组空气预热器，这样，高温段空气预热器的面积增加了40%，将热风温度提高到390~ 420℃水平，提高了理论燃烧温度，给煤粉气流的着火和燃烧创造了良好的条件。
2.3改进燃烧器的结构与布置
低挥发分无烟煤燃烧存在的主要问题是：着火
温度高、着火困难；燃烧不稳定、燃尽度差；炉膛结
渣。为此，设计燃烧器时采取如下措施。
(1)增大一次风喷口高宽比，加大了煤粉射流截面的周界，增大煤粉射流与高温烟气间的接触面积，增强卷吸高温烟气的能力。
(2)增大一、二次风喷口间距，由300mm增大到350mm，以推迟二次风过早混入，有利于一次风煤粉气流着火的稳定。
(3)-次风喷口下倾7。角，其余喷口均水平布置。这样既不会对主煤粉气流的燃烧造成明显影响，又可起到压火作用，增加三次风气流在炉内逗留的时间，有利于三次风中细煤粉的燃尽，减少飞灰可燃物。
(4)-次风喷嘴管设计成渐缩型。为了避免煤粉沉积，一次风喷嘴设计成渐缩型，在喷嘴内的气流可逐渐加速，均化喷口气流分布，提高一次风煤粉浓度。
(5)采取稳燃技术措施。在煤粉气流出口处设置钝体。
(6)一、二、三次风设计风速分别为23、45、50m/S。
(7)设计假想切圆直径为∮400mm。改进后的燃烧器结构与布置如图3所示。
2.4降低煤粉细度，提高制粉出力
制粉系统原设计粗粉分离器为∮2500型离心式粗粉分离器，容积太小，容积强度大，不能满足无烟煤经济煤粉细度和制粉出力要求。运行中要得到较细的煤粉，必须大幅度限制系统通风量，降低制粉出力。对烧用无烟煤的锅炉来说，煤粉越细，对燃烧越有利。为此，将锅炉制粉系统∮2500型离心式粗粉分离器改为轴向式(∮2800)，直径增大，降低粗粉分离器容积强度，使制粉系统出力大为提高，煤粉细度及细度调节性能也相应得到改善。
3、改造效果
35t/h煤粉锅炉经综合技术改造后，着火条件和燃尽条件显著改善。解决了锅炉燃煤煤质偏好时炉内结渣严重，煤质偏差时燃烧不稳定，造成灭火的问题，能保证锅炉在40t/h负荷下长周期稳定运行。锅炉效率比改造前提高了6%~9%，飞灰可燃物降低了10%～15%，特别是在高负荷时，效果更为显著，当锅炉负荷为35t/h时，锅炉效率由改造前的76.85%提高到了85.78%。
