国产670th锅炉煤种适应性的分析与改造

　　国产锅炉煤种适应性的分析与改造于淑梅1，傅松1，马俊桥（1 .华北电力大学，河北保定071003 2.邢台发电厂，河北邢台054000）产生了一系列妨碍正常运行的问题。针对这一情况，采用实施简单、投资低廉的改造方法，成功解决了煤种适应性问题。

　　1概述某电厂7炉是80年代末投产的，投产初的几年内，运行一直较为稳定。但从90年代中期开始，随着煤炭市场的变化，燃煤的质量也发生了较大的变化，各项特性指标与设计煤种偏离很大，对锅炉的运行产生极大的影响。主要表现为：a.炉内结渣严重锅炉正常运行时，火焰中心偏离正常位置，导致喷燃器附近、炉膛上部及出口处受热面时常结渣。如1993年8月6日，该机组在180 MW负荷运行时，突然发生炉内负压急剧摆动，随之锅炉灭火。后经检查发现，燃烧室内有大块结渣脱落，致使停炉排渣达4 d ，造成很大的经济损失。

　　b .灭火放炮现象频繁锅炉是按较高挥发分、中等质量的烟煤设计的，当改烧低挥发分、高灰分的劣质烟煤后，煤粉入炉后着火困难，燃烧过程推迟，燃烧不稳，以致多次发生灭火、放炮事故。

　　c.不完全燃烧损失增大主要表现在q增大，导致锅炉效率降低。

　　d .调峰能力变差当机组处于调峰工况时，尤其是在低负荷工况下，一、二次风速一般变化不大，但由于总送风风压的降低，相应一、二次风气流的刚度减弱，致使射流卷吸高温烟气的能力下降。这样，在煤质变差导致炉内燃烧温度水平下降、燃烧不稳的基础上，又进一步恶化了炉内燃烧，使调峰能力变差。

　　e.为了保持低负荷时炉内稳定燃烧，不得不投油助燃。该炉一般在90 以上负荷就需投入助燃油，使单位电能成本增加。

　　f .受热面使用寿命降低由于燃烧时的火焰中心偏斜上移，造成炉膛上部及出口处受热面严重超温，使受热面金属长期处于热疲劳状态，导致爆管发生。同时降低了受热面的使用寿命。

　　造成上述问题的主要原因是燃用的煤种与设计煤种偏差过大，使得锅炉对新煤种的不适应造成的。

　　国内通常的做法是彻底改变燃烧器的型式，使其适用于燃用新的煤种但这种方法周期长、一次性投资大。如何根据电厂的实际要求，以尽可能低的投入，通过对燃烧系统的改造，实现锅炉对于新煤种的适应性，是本文介绍的中心课题。

　　2设备简介本炉为HG 670/140 9型、π型布置、单汽包、自然循环、一次中间再热、固态排渣煤粉炉。

　　炉膛4角各装有一组直流式喷燃器。每组喷燃器均由4个一次风喷口、6个二次风喷口和2个点火油枪构成。每组喷燃器又分为上下2组，每组一、二次风喷口间隔布置，属于均等配风方式。

　　喷燃器的风量分配为一次风率30 ，一次风速配有2套中间储仓式制粉系统，采用乏气送粉方式。每套制粉系统配有1台380 830滚筒式钢球磨煤机及其它相关设备。2套系统共用1台煤粉仓。

　　排粉风机的入口与乏气系统相连，其出口产生的一次风风压为1 .5～2 .0kPa.2台排粉风机出口各接有8条一次风管。

　　3改造思路3 .1特性对比该炉在运行中存在的燃烧不稳、灭火放炮、结渣严重等问题，主要是燃煤质量变化过大、燃烧系统不适应新的煤种所造成的。表1、表2列出了实际燃煤与设计煤种成分分析及性质对比。

　　设计煤种实际燃煤灰分A/ 水份W/ 挥发份V/ 热量Q设计煤种实际燃煤3 .2特性分析从表2可看出，与设计煤种相比，实际燃煤的挥发分降低了20 .6，灰分提高了11 .1 ，水分略有提高。实际上燃煤的挥发分降低时，使着火温度提高，着火速度变慢，从而导致燃烧的稳定性变差在相同的一次风风速下，燃煤着火点离喷口会更远，使火焰中心偏斜上移，进而造成炉膛内水冷壁和炉膛出口处过热器等受热面的结渣超温由于火焰中心上移，还会造成固体不完全燃烧热损失和排烟热损失提高。过高的灰分会妨碍挥发分的析出，使燃烧温度下降，燃烧稳定性变差。

　　4改造方案的实施4 .1改造方案概述4 .1.1改造思路理论与实践表明，对于这种高灰分、低挥发分的燃煤，其改进措施就是尽量减少燃煤着火所需的热量和维持较高的炉膛温度。

　　需从燃烧和吸热2个方向着手。减少燃煤着火所需的热量，一是提高一次风温度，二是减少一次风量，降低一次风率而维持较高炉膛温度，则可通过敷设卫燃带，适当减少局部水冷壁吸热量来实现。

　　4 .1.2改造重点根据分析确定改造重点在以下3个方面。

　　a.将乏气送粉改为热风送粉，以提高一次风温，减少燃煤的着火热。

　　b .改变燃烧器喷口的布置型式，改均等配风为分级配风，以延迟二次风与一次风的混合时间，维持较高的着火温度。

　　c.配合以上2条措施的相关改造。

　　4 .2具体改造措施4 .2.1排粉机出口处改造在原来的乏气送粉方式下，每台排粉机出口接有8根一次风管，现将其改为每台排粉机出口接有2根三次风管和1根再循环风管。这2根三次风管以对角形式接往炉膛喷燃器。

　　4 .2.2磨煤机入口处改造改造后，排粉风机出口的再循环风管接至磨煤机入口，用以调节磨煤干燥剂的温度。经制粉系统热力计算，再循环风量约占总干燥风量的60 .

　　4 .2.3一次风来源改为热风送粉后，一次风来自高温段空气预热器的出口，温度340℃。比未改前提高了约270℃，有效地减小了着火热，提高了燃烧温度。

　　4 .2.4燃烧器布置型式的改变燃烧器上、下2组的喷口，由一、二次风相间改为一次风喷口**、二层，三、四层集中布置。*上面的二次风喷口改为三次风。改造后的喷燃器属于分级配风方式。

　　5改造效果改造于1997年12月～1998年2月机组大修3种工况下的负荷试验。试验结果及改造后2年多的运行情况表明，较改造前炉内燃烧得到了较大的改善。

　　a .用光学高温计观看火焰，火焰中心较改造前降低了1～2 m.这说明送粉介质温度的提高，缩短了煤粉气流在炉内的预热阶段，着火点前移。

　　b .经测量，对流过热器下弯头前烟温比改造前降低了45～90℃。这是煤粉气流着火提前、火焰中心降低、炉膛出口烟温降低的结果。

　　c.由于炉膛出口烟温的降低，使过热器受热面的工作条件得到了较大的改善，减少了爆管的发生，延长了使用寿命。

　　d .喷燃器附近、炉膛上部及出口处受热面结渣减少。

　　e.由于送粉介质温度的提高及二次风混入一次风时间的延迟，煤粉的着火提前，大大减少了灭火事故的发生，提高了燃烧的稳定性。如1996年该炉因煤质差、燃烧不稳造成灭火事故13次而改造后的1999年全年仅发生了3次灭火，其中只有一次是因煤质差且是在低负荷下发生的。

　　f .由于炉膛出口温度降低，使排烟温度较改造前有所降低。3种工况试验结果表明，排烟温度比改前平均降低了38℃。

　　g .改造后由于q均有（下转第41页）明水温升高一方面降低了料液的粘度，使水流状态得到改善，另一方面加速了分子的运动，使水分子和低分子量物质更易透过膜。

　　随着水温的升高，透水量随时间的衰减趋势也逐渐平缓。在25℃时，可保持在一个相对稳定的水平上，即该条件下凝胶层基本处于动态平衡，因而在膜的许可温度范围内宜尽可能提高运行水温。

　　2 .2分离性能超滤是以具有一定孔径的膜节流水中的溶质及固体颗粒，因此，从理论上讲，经超滤的水其污染指数SDI应等于0.此外，超滤对各种有机物及胶体均有良好的去除效果。

　　为考察超滤对不同水源的试验情况，除工业水外还对大连**发电厂循环水进行了超滤试验，均水源胶硅电导率工业水进水出水分离率/ 循环水进水出水分离率/ 显示出良好的分离性能，结果见表3.

　　2 .3清洗在超滤过程中，除了科学地设定运行条件以控制浓差极化带来的不利因素外，适当的清洗也是维持超滤性能长期稳定的有效途径。

　　在超滤组件连续运行时，定时短暂的反冲洗可使凝胶层在尚未达到一定的厚度时被去除，可以保证透水量的相对稳定。

　　在超滤组件间断运行时，每次开机先进行反冲洗，可使透水量恢复到100 .这是因为凝胶层经浸泡后由于自身扩散而变得疏松，传质推动力得以恢复，施以反向压力即可将其除去。

　　3结论a .超滤与传统的预处理工艺相比，系统简单、操作方便、占地小、投资省、且水质极优，可满足各类反渗透装置的进水要求。

　　b .合理地选择运行条件和清洗工艺，可完全控制超滤的浓差极化问题，使此预处理方法更可靠。

　　c.超滤对水中的有机物和各类胶体均具有良好的去除特性，因而可以考虑扩大到凝结水精处理及离子交换除盐系统的预处理中。

　　许保玖。当代给水与废水处理原理讲义[ M] .北京：清华大学出版钱达中。发电厂水处理工程[ M] .北京：中国电力出版社， 1998.

　　所降低，使锅炉效率提高。对比试验表明， 3种负荷工况改前的平均效率值为88 .51 ，改后的平均效6结论a.热力试验及2年多的运行实践表明，对该炉燃烧系统的改造是成功的。不仅使锅炉运行稳定性提高，而且提高了热经济性。

　　b .单纯改变燃烧方式，改造时间短，投资低，是一种生产中实用的改造思路。

　　c.本炉煤种适应性的改造成功，对国内相似情况具有良好的参考作用。

　　徐通模，金定安，温龙。锅炉燃烧设备[ M] .西安：西安交通大学出何佩鏊等。煤粉燃烧器设计及运行[ M] .北京：机械工业出版社，