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75t/h煤粉锅炉热经济性分析及对策
发布时间：2013-06-19 08:01 来源：未知
1、概述
湖南大乘资氮集团有限公司自备电站75 t/h煤粉锅炉是四川锅炉厂1991年设计制造的产品．于1993年底在资氮自备电站建成投产．
1)锅炉主要设计参数，
型号：CG75-3. 82/450；出力：75 t/h；蒸汽压力：3.82 MPa；蒸汽温度：450℃；给水温度：150℃；热效率：87.5%．
2)锅炉煤质特性：设计为金竹山无烟煤，其燃煤特性如表1所示，锅炉设计燃料特点为：多灰、挥发份低、发热值低，锅炉燃烧器设计时主要以稳燃为优先考虑方向，设计燃烧器结构如图l(a)所示，燃烧器整体高度达2 430 mm，其高宽比H/B：2 430/240：10.125，其一次风之间、一次风与二次风之间距离拉得很开，一次风火嘴采用双通道煤粉燃烧器，并设计有大速差射流装置，利用高速蒸汽射流在通道内形成高温烟气回流区，有利于煤粉气流的稳定着火．其设计炉膛高度比其他锅炉厂家75 t/h煤粉炉要高出2m左右，因此在设计时考虑到燃用低热值煤种可能对过热器产生的欠热影响，在炉膛上部布置有两级卫燃带，以减少水冷壁受热，提高炉膛出口烟温．
锅炉投运初期，运行状况很不理想，锅炉经常灭火，过热汽温超温无法控制，飞灰含碳量高达40%，高速射流装置投运产生负作用．如将炉膛上部两级卫燃带拆除，在燃烧器区域敷设50m2卫燃带，将高速射流装置停运．这样，锅炉才转入正常生产，但至今运行经济性仍不理想，目前还存在两大问题：①锅炉热效率低．锅炉设计热效率为87.5%，实际运行热效率不足79%（据1996年实测结果），吨蒸汽标煤耗达140 kg/t汽；②锅炉炉膛结焦、积灰严重．
富通新能源生产生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗�；怪频哪拘忌镏士帕Ｈ剂稀�
2锅炉存在问题分析
锅炉设计煤种热值为18 146 kj/kg，而实际运行燃煤热值在21 700 kj/kg左右，实际燃用煤种比设计煤种好．燃烧系统设计问题突出，具体分析如下：
1)锅炉设计采用5 620×5 620的炉膛断面，其设计断面热负荷qF=2.04×l06W/m2，容积热负荷q= 136.58×l03 W/m3．该炉膛断面对燃用低反应能力的无烟煤是不合适的．根据经验，燃烧器区域至少应布置40m2卫燃带，才有利于着火及稳燃．
2) 由于H/B（燃烧器高宽比）过大，一、二次风口之间拉得太开，一次风煤粉射流着火后在炉膛的射流轨迹中，二次风混入太迟，燃烧器射流后期混合差，扰动不强烈，炉膛火焰拉长，这是影响煤粉燃烬，导致飞灰含碳量高的根本原因，同时，燃烧器高度比过大，燃烧器整组射流刚性差，使煤粉气流容易刷墙结焦．
3)锅炉生产厂家依据设计煤种，为了提高稳燃，设计采用了大速差双通道煤粉燃烧器，虽有利于煤粉气流在喷口处的稳定着火，但其负作用也是不可忽视的：一是减弱了气流的后期混合，对燃烬不利；二是煤粉气流在通道内着火膨胀，气流冲出喷口扩散角大，易刷墙结焦，腰部风仅能防止在燃烧器通道内结焦，不能防止气流进炉膛后刷墙。
4) 设计炉前4个一次风弯头距喷口太近，燃烧器前一次风直管段长度不足1m，煤粉因离心力作用被甩向外侧，在左前角形成了反向浓淡分离，即向火侧淡，背火侧浓．这样在前墙水冷壁区域形成了还原性气氛，由于灰熔点降低，前墙更容易结焦．实际运行中的几次结焦停炉事故，都是因前墙爬焦形成大焦块跌落堵塞冷灰斗所致．
5)锅炉风粉管道仪表监测手段不完备，运行操作凭经验配风，每个角进炉膛的风粉量不平衡，致使炉内空气动力场紊乱，也是造成锅炉燃烧不完全，炉膛容易产生结焦的一个原因．
3改进措施
针对前述问题，根据电厂锅炉燃用实际煤种，对75 t/h锅炉燃烧器进行了校核计算，原设计参数见表2，改进后参数见表3，并提出几点整改措施．
1)燃烧器按校核计算尺寸重新制作安装如图1所示，
①原燃烧器H/B（高宽比）过大，整组射流刚性太弱．将燃烧器高度缩小至1 900 mm，高宽比取H/B：7，并取消大速差射流装置．
②原燃烧器设计一次风速太高，改进后的燃烧器一次风速选用17—18 m/s.
③在一次风背火侧加侧边风，可以有效防止煤粉气流刷墙结焦及高温腐蚀，
④实际运行中，三次风率及带粉率通常比设计值高，改进后的燃烧器在安装时三次风喷口下倾8°~10°
⑤由于锅炉原设计炉膛太高，燃烧器改进后可能会出现过热汽温偏低现象，所以改造安装时，在四角水冷壁上管不变的前提下，燃烧器由上往下组装定位，使炉膛火焰中心上移500~600mm，以提高炉膛出口烟温．
2)在形成反向浓淡分离的一次风管里加扭曲板，在另外的一次风管里加隔板，在一次风喷口处加小钝体，形成水平浓淡燃烧器，提高稳燃性．
3)炉膛现有卫燃带面积为50 m，燃烧器改进后，炉膛卫燃带面积减少至36 rn2.这样，既可保证稳定燃烧，又可有效防止炉膛水冷壁结焦．
4) 在一次风管上加装煤粉燃烧器在线监测系统如图2所示，煤粉燃烧器在线监测系统可实时准确地监测到一次风管道内的煤粉气流流速、煤粉浓度、动压值、风温和煤粉温度，在微机内加以分析计算；模拟光柱和数显窗口可实时可靠地显示四角风粉分配均匀性，帮助运行人员直观了解四角配风的对称状态，指导运行人员适时进行燃烧调整，合理配风，优化锅炉燃烧，提高运行热效率．
4改进效果
按上述方案对锅炉燃烧系统进行改进后，通过燃烧调整和合理配风，锅炉燃烧稳定性和经济性有了大的改观：
1)可以保证锅炉在60% De下运行不会灭火；
2)基本解决锅炉炉膛结焦现象，杜绝了结焦停炉事故；
3) 在锅炉燃用热值≥21 700kj/kg的煤种、煤粉细度R≤11%、给水温度达到设计值（即tm=150℃的条件下，锅炉热效率达到84%以上，吨蒸汽标煤耗降低至120kg/t汽以下.
5遗留问题及处理措施
燃烧器是影响75 t/h煤粉锅炉燃烧稳定性和经济性的一个主要问题，但制粉系统对锅炉燃烧的影响也是一个不可忽略的因素，还有燃烧器改造后锅炉负荷和汽温会产生一些变化，笔者在此粗略分析并提出一些应对方案．
1) 电厂采用电磁振动给煤机给煤，给煤槽敞开，从敞开处有大量冷风漏入制粉系统；在雨季燃煤水份高，给煤机经常堵塞不下煤，给煤量很不均匀，影响煤粉细度，建议将电磁振动给煤机改为滚筒式给煤机，实现密封连续均匀给煤．
2) 锅炉制粉系统粗、细粉分离器分离效率低，造成煤粉细度达不到要求，三次风带粉率高，对锅炉燃烧经济性有影响．电厂需对粗、细粉分离器进行大修或改造．
6结论
针对该75 t/h锅炉主要存在的问题所进行的燃烧系统技术改造，通过一段时间的运行，表明改进是成功的．由此可以得到如下结论：
1)用户在锅炉订货时向厂家提供的设计煤种一定要与锅炉投产后燃用的实际煤种相符，否则，当实际燃用煤质与设计煤质偏差较大时，锅炉运行当中会出现诸如灭火、结焦、过热器超温、热效率低等一系列问题．
2) 应用水平浓淡燃烧技术是解决劣质煤稳燃和提高锅炉燃烧效率、解决锅炉结焦问题的有效手段．
3) 锅炉燃烧在线监测系统可以指导运行人员实时合理进行燃烧调整，提高锅炉运行水平.
