菏泽发电厂300MW“W”火焰锅炉燃烧

电力18讯：    摘要：针对菏泽发电厂300MW“W”火焰锅炉设计特点及配风特性、通过调试及运行实绩，确定了较合理的配风方式。该种燃烧方式对风量配比及氧量变化的敏感性较强，炉内平行流场不利于风煤充分混合；而锅炉两侧氧量偏差的产生，与燃烧系统结构布置形式及两侧风煤配比有关，并受A、B磨煤机两端出口温度偏差的影响。减小A、B磨煤机两端出口温度偏差，应是减少锅炉两侧氧量偏差的主要运行调整手段之一。



关键词：W火焰锅炉；设计特点；燃烧调整；运行特性






山东菏泽发电厂二期工程的2×300MW机组，配备了英国Mitsui Babcock（简称MBEL）公司生产的锅炉。锅炉为单炉膛、平衡通风、一次中间再热，亚临界参数自然循环锅炉，蒸发量为1025t/h。锅炉采用“W”火焰燃烧方式，是MBEL在国内投产的第2种炉型，也是在山东投产的首台“W”火焰锅炉。国内外在大型“W”火焰锅炉燃烧低挥发分无烟煤方面取得了许多成功经验，具有广阔的应用前景，但对燃烧及运行特性研究不够，缺乏调试及运行经验。本文结合菏泽电厂300MW“W”火焰锅炉的结构设计特点及运行分析，并针对锅炉调试及运行中的问题进行分析探讨，以期对“W”型火焰锅炉的设计和运行有所裨益。






1         燃烧系统设计特点






锅炉设计煤种为85%无烟煤+15%半无烟煤，其煤质如下：Car=60.3%、Har=2.23%、Oar=3.36%、Nar=0.89%、Sar=0.76%、Mt=8.75%、Aar=23.71%、Vdaf=11.36%、AR=59.87%、Qgr・nr=22857kj/kg、Qnet・ar=22317kj/kg。



锅炉燃烧系统由制粉及分离装置、燃烧器及喷口、烟风系统及辅机、炉膛及燃烧室等组成。炉膛在23m高度炉拱处分为上下2部分，下炉膛截面为19320mm×15630mm，呈八角形；上炉膛为19320mm×7176mm，呈长方形；炉膛容积为6557m3。炉膛四周敷设569m2卫燃带。狭缝式燃烧器分组布置在前后炉拱上，三次风从前后墙下部引入，利用分级燃烧原理降低NOx的生成。炉膛前后两侧炉拱处各布置了3组直流垂直下射狭缝式燃烧器，每组燃烧器由4只主煤粉喷口、4只乏气喷口、8只二次风喷口组成。二次风喷口分别设在主煤粉喷口和乏气喷口的两侧，每组燃烧器设有2支油枪。炉膛前墙下部设置3只启动油枪，助燃风来自前墙热三次风道。在炉膛后墙炉底处设置了炉底注入热风，用以负荷改变时调整再热汽温。



锅炉制粉系统由6台皮带秤重式给煤机、3台双进双出滚筒式磨煤机及分离器、旁路风等组成，每台磨煤机的一端分别对应一组燃烧器。原煤在磨煤机中破碎研磨经分离器分离后，不合格的大颗粒煤粉通过回粉管道及气动控制阀门重新返回磨煤机再研磨，合格的煤粉送往炉拱上部的旋风子，在旋风子中约占35%的一次风量携带被分离出的约85%的较粗煤粉，通过主煤粉喷口垂直射入下炉膛燃烧，其余约65%的一次风量携带约15%细煤粉通过乏气喷口垂直射入下炉膛燃烧。






2         锅炉配风特性及燃烧调整






2.1  锅炉燃烧器配风特性



锅炉在BMCR下的设计一、二、三次风率分别为20.4%、69.2%、7.2%，炉底注入热风率为3.2%；设计主煤粉喷口风速为10m/s，乏气风喷口风速为20 m/s，二次风速为40 m/s。主煤粉喷口采用较底的出口气流速度和较高的煤粉浓度，这对稳定火焰前锋，维持煤粉气流着火较为有利。较高的二次风速可提高火炬的射流刚性，同时二次风速度高，动量大，可挟带已着火的风粉下射到炉膛下腹部。从前后墙给入的三次风，设计风速为20 m/s，以补充燃烧所需的其余空气量，相当于常规燃烧方式锅炉的上部燃尽风。



燃烧器的配风组织合理与否直接影响各机组燃烧器的配风均衡和燃料燃烧质量。该锅炉每台磨煤机的一端分别对应1组燃烧器，自动方式增减磨煤机负荷时，先增减该磨煤机的一次风总量，对应燃烧器的二次风量自动按配风比例关系增减，磨煤机进煤量则作相应增减。手动控制运行方式下需根据一次风量大小按比例增减对应燃烧器的二、三次风量，进入磨煤机的煤量相应增减。停运磨煤机时需关小所对应燃烧器的V2及V3风量，以维持燃烧器组的最低配风量，避免停运燃烧器组的喷口烧损。每组燃烧器的配风关系为：



[（V2+V3）+（V1-BA）]/α=K（V1-BA）



式中：V2――单组燃烧器的二次风量，kg/s；



V3――单组燃烧器的三次风量，kg/s；



V1――单台磨煤机总一次风量，kg/s；



BA――单台磨煤机总旁路风量。kg/s；



α――理论过剩空气系数；



K――配风系数（调试确定）。



2.2  锅炉变氧量调整实验



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