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现代煤粉锅炉燃烧调整试验方法
风箱炉膛差压
风系统阻力、预热器漏风;
燃尽风开度
汽温偏差、氧量偏差、蒸汽温度;
反切风嘴风量开度 汽温偏差、氧量偏
燃烧调整前应充分了解试验煤种特性
煤中有机物——是否易着火、是否易燃尽、是否结焦、是否会出 现高温腐蚀。
(1)表征煤化程度指标:挥发分、固定碳、氢、发热量、 镜质体反射率(褐煤2种,烟煤包括长烟煤、不粘煤、 弱粘煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤,无烟煤3 种)。
直流煤粉燃烧器
燃料风-调节着火距离,保护燃烧器不被烧损; 扩大对煤种的适应性;增强一次风射流的刚度, 防止一次风偏斜和煤粉离析;补充燃烧初期氧 量不足。
辅助风-二次风的主体部分,分量大、风速高, 有较强的穿透能力;加强炉内混合、焦炭燃烧 的主要部分;对一次风有较大的引射作用;是 组织切圆燃烧、推动气流旋转的关键所在。
直流燃烧器: 燃料风 辅助风 燃尽风 风箱炉膛差压
汽温控制曲线; 入炉总风量控制曲线; 氧量校准控制曲线。
风量标定
实测: 流体温度(t); 流体压力(P); 流体动压(ΔP); 大气压力(P)。 记录: 测量装置(t); 测量装置(P); 测量装置(ΔP)。 计算: 流量系数。
(2)硫分
关于煤种
煤中无机物——是否会结渣。
(1)灰熔融温度:t1、t2、t3。 (2)灰成分:碱性氧化物、酸性氧化物。
采取措施: (1)适量增大氧量——减小出现还原性气氛的倾向; (2)缩小切圆直径; (3)一次风粉配平; (4)煤粉细度不能太粗。
关于配煤掺烧
配煤掺烧主要研究的问题: (1)配煤掺烧重点关注的问题; (2)煤品质主要指标; (3)可加成性计算; (4)配煤调整试验; (5)配煤方案经济性比较。
关于壁温
燃烧调整前应充分了解锅炉受热面壁温分布
可以反映烟道内流场分布; 可以诊断是否存在受热面爆管的趋势; 可以诊断受热面管内氧化皮分布规律; 可以诊断受热面管内是否存在异物; 可以诊断烟道内是否出现堵塞现象。
关于壁温
四角切圆直流燃烧方式炉内火焰是一个旋转的圆球火 焰,由于烟气在炉膛出口存在残余旋转惯性,因此在 锅炉烟道内不可避免地出现烟气气流沿烟道宽度方向 偏向一侧的现象,这就造成锅炉受热面吸热不均,受 热面管壁温度分布一侧高一侧低的现象 。
采用四角切圆直流燃烧方式的锅炉,如果氧化皮大量 生成,其位置一般来说是在某一侧的一个区域。
关于炉膛壁面气氛测量
测量项目: CO/ O2 测量负荷: 额定负荷
测量目的 了解炉内风量分配情况; 了解炉内结渣趋势; 了解炉内高温腐蚀趋势。
测量结果判别 在以下情况下: O2≥3%, CO≤2000ppm 一般不会发生高温腐蚀。
锅炉燃烧调整
锅炉燃烧调整工况设计要点:
(1)调什么 即如何确定调整因素,由燃烧系统决定。
(2)怎么调 即如何安排试验工况,由热工自动调节系统决定。
(3)调多少 即如何确定各调整因素的变化幅度,由煤质特性 和风门挡板的流量/开度关系决定。
确定调整因素:
一次风系统调整因素:一次风量、煤粉细度。
二次风系统: (1)燃料风+辅助风+燃尽风=总二次风量; (2)燃料风、辅助风、燃尽风既受风箱炉膛差压控制,又受风 门开度控制,为多变函数; (3)风箱炉膛差压由氧量大小和风门开度决定,为多变函数。
关于配煤掺烧
配煤计算: (1)干燥无灰基挥发分Vdaf; (2)收到基低位发热量Qnet.ar; (3)干燥基灰分Ad; (4)全水分Mar; (5)干燥基全硫St.d; (6)煤灰熔融性软化温度ST。 以上指标均具有可加成性,直接加权计算。
关于配煤掺烧
配煤调整试验 (1)相近煤种(单一易燃峰)混烧的配煤方案——炉
提供运行卡片;
提供典型负荷的燃烧控 制方式。
修改热工组态; 提供连续函数、数组。
现代煤粉锅炉燃烧调整试验目的
两个提高,两个降低: 提高锅炉运行安全性; 提高锅炉运行经济性; 降低辅机功耗; 降低污染物排放。
换个角度讲:(1)修改DCS模块f(x); (2)为SIS提供运行操作指导。
煤粉锅炉燃烧调整试验内容
风量标定 一次风量标定; 二次风量标定; 总风量标定(或计算)。
制粉系统调整 一次风均匀性调整; 制粉系统出力调整(最大和最小); 煤粉细度调整。
锅炉燃烧调整 一次风量调整; 二次风配比调整; 总风量调整; 快速升降负荷试验。
热控系统调节方式修改
风量测量系统; 一次风量调节系统; 一次风压控制系统; 磨煤机启停程序; 二次风配风方式:
(2)基准工况的选取,主要是确定基准工况下表盘
氧量设定值和风箱炉膛差压设定值。
(3)基准工况的选取方法:在额定负荷下,根据制 粉系统试验结果选定一次风量和磨煤机分离器挡板 开度;设定燃料风门和燃尽风门开度为一定值(可 取40%);解除风箱炉膛差压和辅助风门的自动调 节关系,辅助风门开度设为定值(可取40%),风 箱炉膛差压处于跟踪状态,改变氧量记测并求取以 下关系:
风量标定
风量标定注意内容
(1)测点位置选择-磨煤机进口较长直管道上。 (2)介质-纯空气。 (3)空气流量选在日常运行范围。 (4)搞清楚热工测量系统的每一个系数的意
义,再确定修改的内容。
制粉系统调整
直吹式系统调整内容: 煤粉细度; 一次风量; 磨出口温度(如果需要); 一次风母管压力(如果需要); 磨辊加载力; 磨碗磨盘间隙; 石子煤量。
空气流量(%)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
0
风门流量与开度特性
20
40
60
80
100
风门开度(%)
各调整因素对锅炉运行的影响
调整对象
影响内容
氧量
锅炉效率、蒸汽温度、结渣趋势;
煤粉细度
飞灰、大渣可燃物;
一次风量
排烟温度;
一次风母管压力 磨煤机出力、制粉系统阻力、预热器漏风;
(1)直接修改流量系数: 由实测的流量、被标定测量装置的差压和
温度计算出流量系数,并用其代替热工测量系 统的流量系数。
F C P 273 273 t
风量标定
(2)修改数组: 由实测的流量、被标定测量装置的差压和
温度计算出流量系数,并用其与被标定测量装 置的差压计算流量和差压相应的数组。
F C P 273 273 t
4
5
表盘氧量(%)
确定各因素的变化幅度 具体情况具体对待,不宜死搬硬套
调整因素 氧量
煤粉细度R75 风煤比
燃料风门开度 燃尽风门开度
单位 % % - % %
易燃尽煤种 0.5 5
1.8、2.0、2.2 20、40、80 20、40、100
难燃尽煤种 0.5~0.8 3~ 5
1.7、1.9、2.1 20、40、80 20、40、100
外混合,统一制粉,统一配风。 (2)差别较大煤种(多易燃峰、易燃峰变肥)的配煤
方案——炉内混合,采用分仓上煤,分别制粉,分别 配风,炉内混合。 (3)安全性调整; (4)经济性调整。
关于配煤掺烧
配煤方案经济性比较 (1)煤种的价格; (2)煤源的可靠性; (3)燃烧效果; (4)配煤后的几个方案经济性比较。
关于配煤掺烧
配煤掺烧重点关注的几个问题: 出力-制粉系统出力/锅炉出力、运行参数; 燃烧稳定性; 炉内结渣和积灰; 高温腐蚀与低温腐蚀; 燃烧经济性。
关于配煤掺烧
配煤掺烧指标选取原则: (1)应能最大限度的反应出煤的燃烧特性; (2)测定应简单易行; (3)应与有关工业用煤质量国家标准相配套; (4)应与燃烧设备对煤质的要求相配套。 GB7562-87《发电煤粉锅炉用煤质量》规定的煤质指标有: (1)干燥无灰基挥发分Vdaf; (2)收到基低位发热量Qnet.ar; (3)干燥基灰分Ad; (4)全水分Mar; (5)干燥基全硫St.d; (6)煤灰熔融性软化温度ST。
273 t 101325
风量标定
4.整理后测速管测得质量流量
F 3.6 A kd 2P k P 273 P
273 t 101325
5.流量测量装置测得质量流量
F C P 273 P 273 t 101325
t/h
F C P 273 273 t
t/h
风量标定
风量测量系统的几种差压/流量转换形式:
风量标定
风量标定步骤:
(1)实测流量; (2)记录运行显示的流体温度、压力及流量测
量装置差压; (3)求取流量系数; (4)用新的流量系数建立新的流量计算公式; (5)修改有关参数。
风量标定
1.测速管测得流速
2P w kd
m/s
2.质量流量
F 3.6wA t/h
3.流体密度 1.293 273 P kg/m3
炉膛壁面气氛测量测点布置
前后墙对冲燃烧方式
四角切圆燃烧方式
直流煤粉燃烧器
燃尽风-在炉内形成分段燃烧,减少NOx生成; 为煤粉颗粒的后期燃尽提供适量的空气。
燃料风、辅助风、燃尽风组成分级送风,分段 燃烧方式是CE型直流燃烧器的独到之处。
锅炉燃烧调整
燃烧调整的任务——寻找最佳运行方式: 锅炉能正常运行; 氧量偏差较小; 汽温偏差较小; 各级减温水量均衡且较小; 减缓受热面超温倾向; 减缓炉内结渣倾向; 减缓炉内高温腐蚀倾向; 降低NOx排放浓度; 提高运行经济性。
二次风系统调整因素: (1)调整因素:总风量(氧量)、燃料风、燃尽风; (2)化多变函数为单变函数:寻找合适的风箱炉膛差压,将燃 料风、燃尽风转化为仅受风门开度控制。
基准工况
(1)基准工况是同一负荷下所有变因素试验比较的 基准,对于燃烧调整能否顺利进行影响较大,基准工 况选得好,即基准参数(基准工况下的一次风量、燃 料风量、燃尽风量、煤粉细度、表盘氧量)设定值取 得合理,既可保证试验过程中运行参数能在保证范围 内运行,燃烧器不被烧损,变工况有一定的裕度 ;又 可有目标较快地寻找到最佳工况,减少燃烧调整工作 量。