煤粉炉的燃烧分析与燃烧器改造

<p>1概述<br/>山东晨鸣热电股份有限公司7号炉(UG-65/3.82-M₄）是无锡锅炉厂生产的中温中压、自然循环、单汽包煤粉锅炉。燃用煤种为山东淄博贫煤及新汶烟煤（配比2：1），制粉系统采用钢球磨中间仓储式热风送粉系统，<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>为一次风集中布置的直流式<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>，采用四角切圆布置，假想切圆为Φ600mm，该机组于1997年8月投入运行。<br/>自投产以来，锅炉<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>一直不稳，曾出现三次<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>附近水冷壁管爆管现象，并且飞灰、炉渣可燃物含量很高，平均值分别在15．6％和24．8，低负荷稳燃能力差，低于额定负荷的70，必须投油稳燃，并且锅炉热效率低，直接影响安全经济运行。??<br/>2原因分析?<br/>2．1<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>安装质量存在问题<br/>锅炉自投产以来，经过多次冷、热态调整，<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>工况并没有得到较好的改善，同时<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>附近水冷壁管磨损严重。2000年7月公司委托山东省电力研究院热能工程研究所对7号炉进行冷态试验及炉内空气动力场试验。通过空气动力场试验发现，炉膛中心无明显切圆，炉内空气动力工况较差，风速最高点位于炉膛中心，使<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>工况组织不良。同时<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>安装角度偏离设计范围，造成<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>附近内侧水冷壁管严重磨损。经分析该炉<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>在安装质量上存在较大的问题，是造成锅炉<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>不稳及飞灰可燃物含量高的主要原因。?<br/>2．2锅炉使用煤种与设计煤种的偏差<br/>设计煤种为可燃基挥发份V?r＝28％的山东新汶烟煤，设计<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>切圆Φ600mm。公司现使用的煤种是山东淄博的贫煤与新汶烟煤的混煤，可燃基挥发份V?r＝14％左右。因<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>安装问题，实际切圆较小，使炉内火焰不能完全充满炉膛，造成炉膛断面容积热负荷降低，<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>强度下降，最终出现<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>不稳，<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>不完全。这也是造成锅炉<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>不稳及飞灰可燃物含量高的重要原因。?<br/>2．3煤粉过粗<br/>使用的煤种对应的煤粉细度为：R₂₀₀≤0.1，R₉₀=11～12，对煤粉细度要求较高。制粉系统设计出力为10t／h，而运行中实际出力为13～15t／h，正常运行中为节约厂用电，制粉速度较快，通风量较大，使制粉系统在超出力运行，必然造成粉粗且不均匀，尤其R₂₀₀数值变化较大（有时甚至达到2．5％）。由于煤粉过粗，造成<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>不完全，导致飞灰、炉渣可燃物含量较高。?<br/>2．4运行调整<br/>运行调整是<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>好坏的重要因素，要组织起良好的<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>工况，必须控制好风量及一、二次风率的配比。但在运行中经常出现：高负荷时氧量控制过小，低负荷时氧量控制过大，对<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>的稳定性有较大的影响；总风压虽然在正常情况下控制1900Pa左右，但经常给粉机转速不一样，出现给粉机转速高的风管出粉浓，风速低，给粉机转速低的风管出粉稀，风速高，在炉膛发生火焰中心偏斜，局部氧气过剩，局部缺氧<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>的现象，从表面上看氧量控制较合适，但实际<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>效果并不好。这也是造成飞灰、炉渣可燃物含量高的一个重要原因。?<br/>3改进措施?<br/>3．1<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>的<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=改造"><font color="#000000">改造</font></a><br/>对炉内空气动力场检测后，通过各种手段重新调整，但运行中飞灰可燃物含量仍然没有降低多少。2001年5月公司对7号炉进行大修，并对该炉<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>进行<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=改造"><font color="#000000">改造</font></a>，将“直流式煤粉<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>”改为“大速差射流型一次风双通道煤粉<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>”。该<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>主要特点：在同一<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>上下侧各有一个一次风口，可保证长期运行不结焦，使高温烟气回流形成连续点火的条件，保证煤粉稳定<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>；为避免回流烟气使<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>两侧壁过热与结焦，控制合理的着火距离，在两侧壁腰部各设腰部风口，由二次风箱接入，既保护了侧壁，又是调节煤粉着火点位置的重要手段；<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>端部设有端部风口，以调整因煤的挥发份变化而带来的<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>工况变化的调节。<br/>这种<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a>对低负荷稳燃效果非常明显，经过运行试验，最低不投油稳燃负荷为65％左右的额定负荷，并且飞灰可燃物显著下降，炉渣含碳量明显降低。?<br/>3．2煤粉细度调整<br/>结合锅炉大修，对制粉系统进行彻底修整。为解决粉粗的问题：重新调整粗粉分离器挡板角度，这是降低煤粉细度的主要环节，根据制粉量及分离器的特性，确定挡板角度最佳方案为32°左右；减少制粉风量，因为粉粗的主要原因是制粉风量偏大；经过多次试验，在保证制粉系统出力和正常运行情况下，排粉机风门开度由65％下调到50％，再循环风门开度由60％调整为55％。<br/>经过一段时间的调整运行，煤粉细度由R₂₀₀=0.96,R₉₀=14.66调整到R₂₀₀=0.18,R₉₀=8.39左右，完全满足实际运行要求。?<br/>3．3<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>调整<br/>经过<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a><a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=改造"><font color="#000000">改造</font></a>和煤粉细度调整后，针对锅炉特性，进行优化<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>调整：将一次风速由原来21m／s提高到24m／s，增加一次风射流的刚性；二次风在正常运行中采用“倒三角”送风方式，全部<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=改造"><font color="#000000">改造</font></a>为电动风门，上二次风门开度提高到95％以上，下二次风门开度45～50％，同时缩短停磨时间，由原来每班2．5小时减少到2小时，虽增加一些厂用电，但<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>效率明显提高；重新校正给粉机转速，由入炉煤计量设备显示给粉机转速来校正转速表，根据热负荷调节给粉量及配风，总风压由1900Pa提高到1950～2000Pa左右，残氧量控制在6～8，以实现炉内煤粉完全<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>；严格控制配煤，保证入炉煤可燃基挥发份V_r＝14～15％。?<br/>4结论<br/>7号炉经过<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=&lt;a href=" http="" tech.bjx.com.cn="" keyword.aspkeyword="燃烧'"><font color="#000000">燃烧</font></a>器'&gt;<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>器<a></a><a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=改造"><font color="#000000">改造</font></a>、运行调整后，运行工况稳定，低负荷稳燃效果好，而且提高了锅炉的<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=燃烧"><font color="#000000">燃烧</font></a>效率5％左右，飞灰及炉渣可燃物含量有了大幅度的降低，由<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=改造"><font color="#000000">改造</font></a>前平均飞灰15．6％、炉渣24．8％下降到<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=改造"><font color="#000000">改造</font></a>后平均飞灰5．1、炉渣11．5，完全达到<a href="http://tech.bjx.com.cn/keyword.asp?keyword=改造"><font color="#000000">改造</font></a>的目的，实现节能降耗。</p>

通过对风量、煤量的调整,提高锅炉热效率和燃烧稳定性;降低能耗(吨汽耗煤、吨汽耗油),降低飞灰含碳量,减小化学未完全燃烧损失、机械未完全燃烧损失、排烟热损失。<!--Element not supported - Type: 8 Name: #comment-->