燃煤积焦处理.docx

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1、国煤炭资源分布不均,煤炭资源品种繁多,造成不同煤矿的煤质差别也很大。随着燃煤发电机组容量的大型化,煤燃烧特性与锅炉的匹配问题也更加突出。动力用煤的燃烧特性直接影响着锅炉运行的安全性和经济性,已成为有关部门的重大研究课题。因此研究锅炉混煤掺烧对火力发电厂的发展有重要意义大唐国际云岡电厂二期工程为热电联产综合利用项目,除热电工程外,还有与其相配套城市污水处理以及灰渔综合利用工程。机组建成投产后,既可以解决大同市居民冬季采暖和集中供热的问题,又可以使民用燃煤小锅炉的数量减少,大同地区空气质量将得到改善,符合国家对环保的要求。二期工程建成后,大同地区的供电能力将大大提高,投资环境和旅游环境得以改善,城

2、区人民的生活条件不断完善,具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。该工程被列入山西省“十一五”期间重点建设项目。云闪二期工程为2X300MW燃煤空冷供热机组,配置武汉锅炉厂生产的WGZ1100/17. 5-1型亚临界自然循环锅炉,采用五台ZGM95QG型MPS中速磨煤机,正压直吹式制粉系统、燃烧器摆动调温、四角切圆燃烧、一次再热、单炉膛平衡通风、固态排渔、全钢悬吊结构、三分仓容克式空气预热器、紧身封闭布置的n型汽包炉。等离子点火启动,设计煤种为大同烟煤。锅炉主要参数见表1:表1-1锅炉主要参数(BMCR I:况)最人选续蒸发M 过热器山口蒸汽过热器山口蒸汽 再热蒸汽流M 再热器进/出口蒸汽压力

3、llOOt/h 17.5MPa540 °C 907.65t/h3.79/3.59MPa再热蒸汽(热段)再热蒸汽(冷段)给水温度 排烟温度 锅炉保证热效率温度 温度540 °C 327. rC279.9°C 129.9°C93.64%随着能源的R益紧张,煤炭资源也日益严峻,尤其是燃煤火电机组,全国大部分火电机组燃用煤种都不同程度偏离设计煤种,为降低燃料成本,掺烧劣质煤成为必然。大唐国际云闪发电有限责任公司二期机组自投产以来,由于受到煤炭市场因素影响,公司决定将掺烧一定比例的劣质煤。自2010年6月2円首列火车褐煤进厂,二期工程6月13円起开始掺烧,在接下來

4、的短短2个月时间内,公司累计掺烧褐煤4万余吨,每天掺烧量从最初的300吨达到2000吨,掺烧比例也从7%稳步上升到20%。为了不影响脱硫效率,力争在最大限度降低燃料成本的同时实现安全、环保、效益的统一,公司技术人员结合机组工况进行反复测算,与掺烧25%、30%等较2平北屯力人学硕?位论文的社会和经济效益,国内外学者都对混煤燃烧方面做了大量的研究工作。很多研究者不同程度地对混煤的热解性、着火点、燃尽性、结澄性及污染物排放特性和最佳混煤配比等做了大量的研究工作,为电厂掺烧混煤提供了一定的指导依据。1.2.2国外混煤掺烧技术研究现状从于二十世纪七十年代中期开始,国外学者就对电厂燃用混煤开始进行研究。

5、美国电力研究协会(EPRI)于1989年开发完成了煤质影响模型(CQM),并开始了煤质专家系统(CQE)的幵发。英国IEA煤炭研究所也对12个国家的60个电厂进行了调查,从电厂实践和经验来确定煤质对电厂运行的影响Jones等人在小型实验炉上进行了8种煤质的燃尽性能实验,得出了不同煤质燃尽性能趋势,并作了比较分析;Hurt和Mitchell根据滴管炉内燃尽性能的实验结果建立了煤粒燃烧活化参数与含碳量的燃烧模型;Fiveland和Jamaluddin考虑了焦碳氧化反应机理及气相混合强度大小不同,建立了一维工程模型,该模型采用了Arrhenius表示法,并成功地模拟了39种煤的燃烧状况,该模型能够模

6、拟煤在实际锅炉内的燃尽性能。之后,Davis、Hurt和Weber等人对上述模型进行完善,将反(减)活化参数纳入焦碳反应模型中,提出一个改进的炉内燃烧率的模型在过去三十多年里,国外学者对混煤特性研究进行了大量的工作,分析了是否能通过组分煤的燃烧特性来预测混煤的燃烧特性。而对于二元混煤,其燃料特性呈现出可加性,但是烧特性表现的较为复杂,主要是受到组分煤的煤质和混煤配比的影响当组分煤的煤质相近时,混煤的燃烧特性呈现出可加性。但当组分煤的煤质相差比较大时,混煤的燃烧特性呈现出非可加性。这是因为在燃烧过程中,组分煤种的矿物质之间会发生化学反应,并且相互影响,而且煤质相差越大,灰成分相差就越大,这种非可

7、加性就表现地越显著,尤其是不同哈氏可磨性指数的煤相互混合。对于混煤的可磨性指数,没有一个可以预测的一般方法,而是需要用实验的Nugroho与Mcintosh"研究表明,高品质煤的自燃特性与煤粉的颗粒尺寸有很强的依赖性,而劣质煤则要弱一些。因此在判断煤的自燃特性时,必须认真考虑煤粉颗粒尺寸分布的影响。混煤中随着高发热性煤的比例增大,混煤自燃的趋势也增大。4平北电力人学硕上学位论文高比例进行对比,测定出目前所采用20%的掺烧比例为较安全比例。褐煤的主要特点是水分大、发热量低和灰溶点低,掺烧褐煤后不仅影响锅炉燃烧的经济性,还会影响锅炉安全、运行维护、热交换器的寿命、除尘器的效率、烟气排放和

8、灰的处理等诸多问题'""。煤质变化会给锅炉系统带来很多问题,如随着低位发热量的降低,在出力不变的情况下,燃煤量有所上升,过量空气系数也随之上升,导致烟气流量上升,则排烟热损失上升,烟气对烟道的磨损也会增加。给煤量增大,会使磨煤量上升,因而送、引风机出力上升。煤水分增大后,使得系统的积灰和腐蚀加剧,引起受热面吸热能力下降,传热效率降低。以上这些问题都会很大程度的影响电厂锅炉系统的经济性和安全性,并对环境造成不利的影响"2。因此,对于云闪二期工程来说,研究掺烧褐煤对锅炉燃烧系统运行性能的影响,. 采取预防性措施,及时调整运行参数与工况,使其与燃烧的煤质相匹配。

9、继续完善? 掺烧方案,寻求适合锅炉的配煤掺烧的更佳平衡点与最大掺烧量。以保证锅炉安全、可靠、经济、低污染物排放运行,是十分有意义的。本论文以此作为研究对象,在火电技术迅速发展的今天,既具有重要的理论意义,又具有广泛的应用前景。1.2混煤掺烧技术综述1.2.1混煤掺烧技术概念众所周知,混煤不是单一煤种的简单叠加。混煤是一个及其广泛的概念,包括不同种类的煤与煤、煤与添加剂、煤与生物质、煤与垃圾等组分的混合。本文是对大唐云闪电厂混煤掺烧进行技术研究,为电厂混煤掺烧提供一定的理论依据。混煤惨烧技术是按一定比例通过掺混不同煤质特性的煤种,来改变混煤的煤质特性,以适应设备对煤质的要求,达到资源的最大利用。

10、混煤本身是一种物理掺混过程,即燃料生产流通部门根据用户对煤质的要求,将若干种不同种类、不同性质的煤按照一定比例掺配加工成混合煤,这种混合煤虽然具有掺配单煤的某些特征,但其综合性能已改变,因此实际上是人为加工而成的一个新煤种。由于不同煤种的煤质特性存在一定的差异,必然会影响锅炉的安全运行和经济性,所以混煤过程中,要使各种煤种相互“取长补短”,充分发挥各掺配煤种的优点,才能使配出的混合煤在综合性能上达到“最佳性能状态”,以满足用户和设备的要求。研究混煤燃烧对锅炉安全和经济的运行具有很高的指导意义,同时也具有很高3随着人类社会的可持续发展,环境与能源问题円益突出,已经引起人们的广泛关注。能源作为社会

11、发展的重要基础资源,随着世界人口的不断增加和社会的不断发展,能源消耗量也不断增加。从能源的消费结构上来看,从上世纪70年代幵始,化石类能源就一直是世界的主要能源。煤炭是世界上储量最多、分布最广的常规能源,我国煤炭资源丰富,是世界第一产煤大国,煤炭产量占世界总量的37%,而且我国的能源消费分别占一次能源生产和消费总量的76%和69%。而我国的石油、天燃气资源也相对比较匮乏,这就决定了在未来相当长的时期内,我国仍将是以煤炭为主的能源结构。随着国民经济不断持续的发展和其他资源的短缺,煤炭仍占有重要的战略地位1。随着我国经济的持续发展,能源消耗不断增加。据国家统计局公布的数据2】,初步核算,2011年

12、能源消费总量34.8亿吨标准煤,比上年增长7.0%。煤炭消费量增长9.7%;原油消费量增长2.7%;天然气消费量增长12.0%;电力消费量增长11.7%。煤炭资源在我国一次能源消费总量中占70%以上,比世界平均水平高出大约40个百分点。我国长期以来的主要的4个耗煤产业电力、冶金、化工和建材的煤炭消费量约占总煤炭消费量的70%左右,尤其是电力行业,煤炭的消费量占总消费量的一半以上以煤为主的能源消费结构和比较粗放的经济增长方式,带来了许多环境和社会问题,使我国经济的可持续发展受到严峻挑战4。虽然我国煤炭能源总量位于世界前列,但是由于我国的人口众多,在人均能源占有量上远低于世界人均水平,其中我国已探

13、明的煤炭人均占有量为世界平均水平的54%,石油和天然气则更低5。而我国又是发展中国家,技术水平和设备比较落后,在能源利用效率方面与世界发达国家存在较大差距,能源利用效率比国际先进水平低将近10%。火电机组的平均效率为33.8%,比国际先进水平低6?7%。能源未能充分利用,浪费较严重国民经济的迅猛发展使各行业对煤炭的需求飞速增加,煤炭资源的供应形势严峻,煤炭价格也R益上涨。而以煤炭为主要能源的火电厂影响严重,为了提高效益,国内大部分电厂响应国家号召,采用掺烧非设计煤种的方式降低发电成本。山于我1华北电力人学硕上学位论义1.2.3国内混煤掺烧技术研究现状国内对于大型电站锅炉变煤种运行特性的研究尚处

14、于起步阶段。目前,国内一些学者对煤质特性对锅炉运行特性影响机理也开展了一定的研究工作,国内燃煤电厂也逐渐认识到煤质对锅炉性能乃至发电成本的潜在影响,开展此项研究的人员越来越多,尤其面对电力市场越来越大的市场竞争压力,逐步釆取竞价上网的政策,如何降低发电成本提高市场竞争力,已引起广泛重视。有关煤质变化对锅炉性能的影响及对发电厂经济性影响的文献逐渐增多。张树立,陈广志介绍了为改烧非设计煤种对国电集团吉林热电厂15号锅炉进行的技术改造方案,实现了全烧低价位的霍林河褐煤刘林波,周忠涛等分析了上海锅炉厂1025t/h锅炉在变煤种后的运行特点,并着重对锅炉变煤种后的配风方式、运行氧量优化调整进行了阐述,比

15、较得出了经济性较好的运行方式刘宏芳,庄婷分析了国产引进型1025 t/h锅炉在燃烧神府东胜烟煤时出现严重结焦的现象,得出一种混煤方式能满足锅炉燃烧的要求,对改善炉内结谨有较大作用朱伟平,刘文林使用Fluente软件对河北某电厂300MW “ W”火焰炉中的常规燃烧和超细粉再燃的燃烧的NO,排放进行了数值模拟,得到当有10%左右的寿阳贫煤的超细粉作为再燃燃料送入折焰角出口处时,N(X脱除率为1/2?2/3,高于采用厂用混合煤粉的脱除率:"。马志明研究了煤质的变化会影响燃烧的稳定性、着火特性、燃尽特性P"。李晓辉讨论了三河电厂由于煤种改变,正常燃烧调整过程中,出现了一些影响安全

16、稳定运行问题并具体分析了其产生原因,并提出了一些对策_。苏世革,王学祥等根据变煤种运行的实际经验,分析变煤种运行对锅炉带来的影响,阐述了变煤种运行的可行性以及变煤种运行时的防范措施“。吴东艮,马玉峰,何金龟等分析研究了红二电一期工程锅炉低负荷下燃烧劣质煤的应采用的运行手段孙昭星,王雅勤等对沙岭子电厂DG-1025l:/h锅炉改烧准格尔煤进行了研究,介绍改变煤种后,煤的特性、锅炉结构特性的分析,锅炉的热力计算结果_。高正阳、方立军等"<”通过对不同配比下混煤的燃烧性能进行热天平试验并计算不同配比下混煤的活化能,根据活化能能与着火温度随掺混比的变化规律,对混煤的着火特性进行了探讨。

17、李永华、李松庚等""在容量为640MJ/h的煤粉燃烧试验台上,对某电厂燃用的混煤的N(X动态排放特性进行了研究。得出了过剩氧量、水分、煤粉颗粒尺寸、煤粉含氮量以及一次风率对NO、排放浓度的影响。另外,西安热工研究院、哈尔滨电站设备成套设计研究所、清华大学、普华煤燃烧中心等車位在煤质特性对锅炉运行性能影响领域内也进行了不同程度的研究,5平北七力人学她丨:学位论文并取得了一定的研究成果1.3本文研究内容随着电力工业的迅猛发展,煤炭资源円益成为制约电厂发展的关键问题。煤炭价格H益增长,发电成本愈来愈高,电厂为了降低成本,提高效益,大都不同程度地掺烧非设计煤种,因此研究掺烧混煤对电

18、厂锅炉安全性和经济性的影响对电厂的发展有重要意义。本文是在结合云闪热电二期实际情况的基础上,对电厂在掺烧劣质煤过程中出现的问题进行了调查分析,并进行了计算探讨,内容包括:1、全面分析不同掺烧比例下的掺烧煤种特性;2、针对云闪热电二期锅炉系统,结合实际运行数据,对受热面超温度的影响分析,对掺烧劣质煤对锅炉系统设备的安全性影响进行分析同时提出可采取的方法;3、确定掺烧劣质煤对锅炉经济性指标影响的评估方法,通过锅炉热力计算,得出锅炉各受热面壁温和锅炉效率;平北111力人学硕上学位论文荷启动旁路考虑。排邊方式为固态连续排澄。采用排千濟方式。该锅炉釆用单炉脸“n”型布置,紧身封闭,高强螺栓连接全钢架悬吊

19、结构。锅炉炉腾的截面为14212X 14212mni的正方形,配有正四角切向燃烧器。锅炉炉室高度为54.5m,炉腔的截面积为202rif,炉膛的容积为8947. 95m3,上排一次风喷口的中心线至屏底距离为17. 2m,下排一次风喷口的中心线至灰斗拐角距离为4. 36rn。锅炉炉膛的截面热负荷为4. 13MW/m2,容积热负荷为93.21KW/m3,炉膛出口的烟气温度为1015. 6°C。在炉腔上部前墙及两侧墙布置了低温再热器即壁式再热器,炉膛上方布置了分隔屏和后屏过热器。在折焰角及水平烟道上依次布置了屏式再热器、高温再热器和高温过热器。在尾部竖井烟道里自上而下布置了低温过热器和省煤

20、器。尾部受热面的重量通过省煤器中间集箱引出的悬吊管来承载。在竖井下方运转层标高的板梁上放置两台三分仓回转式空气预热器。图2-1和2-2分别为锅炉再热器流程图和锅炉过热器流程图水冷壁按受热情况,沿炉膛高度与宽度的热负荷分布划分28个回路,炉膛水冷壁采用膜式结构,由>607. Sinm, SA210C光管和内螺纹管与6mni扁钢相煙制成,节距S=76mtn,折焰角处由70X ICkim的内螺纹管组成。在炉膛四角处的水冷壁管子形成燃烧器的水冷套以保护喷口免于烧坏。锅筒及内部装置(1)锅筒材料为13MnNiMo54钢板,壁厚145ram,内径为1743隱,筒体直段长度20m,由6节筒身和2只球形

21、封头组成。(2)锅筒制造采用大型卷板机卷制筒身,纵向辉缝采用窄间隙燥,为国内外生产锅筒的最佳工艺,提高了锅筒制造质量。(3)汽包具有足够大的容积,装有一次分离元件116只292锥形筒体旋风分离器,百叶窗二次分离元件及均汽板等,汽包内部采用了环形夹层结构,以减少锅炉启停时的汽包壁温差。8徙 徙雄徙键姚械地琳械难难 r=c口 n 口mffig =?-33 -33 -33嚷难雖雖雖雖雖难雜 =5 弃g :=弃=g :=赵味_味1?:?:啤_协制制酬制啤被她nlT- ?“ OnJ ro 寸 uO CO 卜 CO cr>E I I I f I I I Iifc: ctacQctccrctQrict

22、Q:Icc:<HooI;一 or:c_or1IlO ?I?ctrmmIIckcrIQ:广、_ rOJs) I了 Q:Ct: (P I- c*ICt:2 1丨丨:丨.):"丨:丨丨:丨VN”平北屯力人学硕:学位论文浮 Ijiin?巨I -tm rm,L_ <-<-t<rs ,j"-辜口1 卜 5 Ia-iS-TJp -32运 -:? m 1?nfe我 昧寒理度r 妥!: 妥老余<R 丨Ij Un I IIpi ? 键 键;3皿編 14 芒 挪逝浩 t m Si, 键 昧章 0?n S S S3T S 7 ? T 1?. 丨.蜜S I S i sL

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24、i -f 挺15S I图2-2锅炉过热器流程图10第二章研究对象概况2.1机组介绍云闪热电300MW机组配置武汉锅炉厂生产的WGZ1100/17. 51型亚临界自然循环锅炉,釆用五台ZGM95QG型MPS中速磨煤机,正压直吹式制粉系统、直流摆动燃烧器、四角布置、双切圆燃烧、一次再热、平衡通风、三分仓容克式空气预热器、固态除渣、全钢构架、悬吊结构、锅炉紧身封闭。燃用大同烟煤。等离子点火启动。采用静电除尘,湿法脱硫技术。部分主要设计参数如表2-1。表2-1锅炉部分主耍设计参数(设计煤种)43M单位BMCR TRLTHA 高加切除 额定供热 最大供热过热蒸汽出口流 a t/h11001045965.

25、1 838.31045汽轮机进UK力 Mpa . a16.6716.6716.67 16. 6716. 6716. 67祸炉过热器出 口丨￥.力 Mpa . g17.4517. 4517.45 17.4517.4517. 45汽轮机进 U 温度。C537 537537537过热蒸汽出U溢度°C540 540540540热蒸汽流a t/h907.65863.45796.00 820.08 863.44 863. 45丨3作:紅排汽出 U压力 Mpa . a3. 9713. 7553.4913.643. 7553. 755热蒸汽进口丨"K力 Mpa . g3.793.583.

26、323. 58W热蒸汽出 UHUj Mpa . g3.593. 393.153. 39中丨+:虹进U 压力 Mpa . g3.473.283. 043.183.283.28商压虹排汽! I'lU 温度 。C330.1324. 1317.2 324.4324. 1324. 1W热蒸汽进口温度V327.1321. 1314.2 321. 4321. 1321. 1汽机中压航进1_1溫度 。C537 5375375537W热蒸汽出 口溢度'C540 540540540540给水a度°C279.9276. 3 271180.9276. 3276. 3I 丨 j:热器减溫水温度

27、 。C183.1178.1177.7 180.9m178. 1锅炉运行方式为带基本负荷并具有一定的调峰能力。制粉系统采用中速磨煤机正压直吹式。有5台中速磨,100%负荷下四台运行,一台备用。煤粉细度为R90=22. 5%。给水系统包括2台50%负荷容量的汽动给水果和1台50%容量的电动调速给水装。给水系统还为再热器减温器、过热器减温器提供减温水。旁路系统的容量按40%负7华北111力火学硕士学位论文2.3燃烧系统2.3.1制粉系统采用中速磨正压直吹式系统送粉,每炉配五台中速磨煤机,四台投运一台备用,煤粉细度R90=22. 5%。制粉系统计算结果见表2-3:表2-3制粉系统计算结果 、 设计煤种

28、 校核煤种1项目锅炉撚煤量tjh227.7269.88磨煤机出口风温 。C65一次风风比%28.4628.92干燥剂温度r309.7311.82.3.2燃烧器设计燃烧器采用了美国CE公司引进的技术设计制造,采用了大风箱、大切角、四角切圆、直流摆动式燃烧器,并采取一系列的优化和改进措施。燃烧器布置共有15个喷口,其中有10个二次风喷口和5个一次风喷口。此燃烧器分为上下两组,从上至下其喷口布置形式为2-2-1-2-2-1-2,2-1-2-2-1-2-1-2,顶部二层二次风及中间一层二次风反切10°C。一次风四周布置了周界风,背火侧周界风是向火侧的2倍多。燃烧器喷口为摆动式,热态运行时一、

29、二次风喷口的摆动范围为土30°,以调整汽温。每个燃烧器设两套气动摆动机构,以保证摆动灵活可靠。燃烧器箱体设计参照CE传统风箱结构,用隔板将燃烧器风箱隔成15个风室,各风室出口布置喷咀,入口处布置风门挡板,用来调节各风室的风量,燃烧器箱壳用螺栓连接固定在水冷壁上,同水冷壁同步膨胀。燃烧器设计参数(BMCR工况)见表2-2:12平北屯力人学硕丨:学位论义表2-4燃烧器设计参数 夕f风比(%)风速(m/s)风温(°C)# 设计校核 设计校核设计 校核一次风 28.46 28.92 28.7565二次风 67.34 66.884746.7 356.5 352.8漏风 I 4.2 I

30、 4.2 I / I /2.4除灰系统和脱硫系统2.4.1除灰系统云网热电二期扩建#3、4机组每台锅炉配置双室五级电场静电除尘器。锅炉烟气流经静电除尘器的五个串联电场进行除尘后,由烟肉排出。除灰系统釆用正压浓相气力除灰系统,将收集省煤器、除尘器灰斗的排灰于输送菜,以自动程序控制的方式将灰输送至灰库;输送物料的介质是压缩空气。输灰时管道输送压力一般在2?2. 5 bar。除尘器形式为双室五级电场静电除尘器,除尘效率不小于99. 83%。排灰方式为连续排灰运行方式,其系统出力不小于锅炉燃用设计煤种MCR时排灰量的200%、校核煤种MCR时排灰量的150%。即每台炉的系统出力不小于约94t/h。表2

31、-5锅炉设计灰渣量1X 1067t/h锅炉灰渣量(t/h)煤种I耗煤量I灰量 I 渣量 I省煤器灰量 灰渣总i设计煤种157. 4044. 285252. 11校核煤种 1 176.8457. 90668. 13校核煤种 2 134.1216.701.970.9819.65表2-6正常工况下电除尘最低除尘保证出力名称 占电除尘比例温度°C灰量t/h竹煤器约353一电场m约 127二屯场约 127二电场 3约 1271.4四电场 0.64%约 1270.3五屯场 0. 13%约 1270.06输送灰气比:3()kg/kg,介质流速:初速:不大于4?5m/s13<1北屯力人学颂I:

32、学位论义2.2锅炉设计及校核煤种说明锅炉设计和校核煤种的煤质及灰成分分析如表2-2所列。表2-2锅炉设计和校核煤种的煤质及灰成分分析i符号 单位I设计煤种校核煤种校核煤种二干燥无灰基挥发分 !4, % 40. 78 43.7440.32收到基灰分 儿% 32. 70 38. 1827. 58 空气干燥基水分 .%</ % 1.15 0.921. 14业 收到基水分 就, % 4.78 4.603.60析 kj/kg 19260 1717021700可磨度一哈氏 HGI 54.8 5054收到基碳 C % 49. 14 44.0254.94 收到基氢 Hr % 3.43 3.183.76孝

33、: 收到基氧 a,. % 8.19 8.388.24分m 收到基氮 A:, % 0.82 0.730.92收到基硫 S% 0.94 0.910.96二氧化娃 Si02 % 55.79 54.0555.91三氧化二街 A 1,0., % 36. 70 36.3036.86三氧化二铁 Fe:>0:, % 2.06 2.622.34板 氧化?丐 CaO % 2. 13 3.372.55成 氧化镁 MgO % 0.56 0.910.31分 氧化钾 fcO % 0.41 0.380.34分 氧化钠 Na20 % 0.08 0.210.08析_ 三氧化硫 SO:, % 0.63 0. 740.49二

34、氧化钛 TiO:, % 0.72 0. 590.52五氧化二憐 P2O5 % 0. 13 0.050.14其它 一 % 0.79 0.780.4611北屯力人学硕丨:学位论义膛出口烟气温度偏差变化情况如表3-3所示。表3-3后屏过热器管璧温、炉膛出口烟气温度偏差随接烧劣质煤比例增人的变化掺烧比例1= 41: 3 1: 2 1: 1一次风比例%28. 9 30. 1 32.5 35.2二次风比例%66. 8 64. 8 62. 5 61. 1烟温偏差(°C)%120管壁温度(第5片第2根)。C542568588595减温水调整裕度% (以减温水量算)00从上表可以看出:当掺烧比例达到3

35、3P寸,炉膛出口烟温偏差已超出出口规定范围,管壁温度已接近报警值(57(rC),并且减温水调整余地已很小,只要有任何扰动,例如下层磨故障停运、榜渣机的故障造成锅炉底部漏风或快速涨负荷等,都会造成锅炉管壁超温度。因此,为保证受热面的安全,劣质煤种1的掺烧比例应控制在30%以下。3.2.2对制粉系统的影响掺烧劣质煤对电厂的运行成本有很大的影响,可给电厂带来较大的收益。但是掺烧劣质煤种给制粉系统的运行带来一系列安全技术问题。我厂二期磨煤机设计额定出力为39.6t/h,最大出力45t/h,运行方式为四台运行一台备用,但由于煤种偏离设计值严重,为满足电网负荷要求,目前正常运行时都是五台磨煤机一起运行。掺

36、烧劣质煤种1对磨煤机的影响主要表现在两方面:一是出口温度低;二是磨煤机出口输送煤粉管道容易堵。图1-1显示的是随掺煤比例增大,磨煤机出口温度变化趋势。17华北lU力大学硕I:学位论文表3-2掺烧高灰分和低发热量劣质煤种参数八,掺1%内水分%灰分%挥发份%k!g全硫比例;主煤源12.2 1. 63 一 32. 1727. 13168800. 69劣质煤 29.6 1. 19 43.30一24.17142600.98掺 I _ 1: 110.01 1. 31 39.2325.7215010一 0. 82配 1: 2“ 10.45 1.38 一 38.2425.98 “155400.87 “t匕 1

37、: 311.02 1. 41 “ 37. 32 26.31 16020 0.89例 I 1: 411.85 1. 52 35.2426.89165700.93从以上两表中可以看出:我厂主煤种的发热量也只是接近校核煤种的发热量,因此,任何一种劣质煤按照任何比例掺配,机组都不可能带额定负荷运行;另外,劣质煤种1的特点是高水分、高硫分和低发热量,接近褐煤特点,对系统设备的影响主要表现在锅炉受热面超温、制粉系统出力受限及脱硫系统指标超标;而劣质煤种2的特点主要是灰分高、发热量低,对系统设备的影响主要表现在对锅炉运行效率、设备利用率降的影响。3.2掺烧高水分、高硫分劣质煤对系统设备影响分析3.2.1对锅

38、炉受热面的影响掺烧劣质煤对锅炉受热面的影响主要表现在使得锅炉受热面结焦、积灰、磨损,严重时造成受热面超温爆管。我厂主要问题表现在过热器后屏超温。众所周知,受热面长期在高温中运行,金相组织发生有规律的变化,显微组织经历一个动态变化过程,主要表现为碳化物的变化。造成受热面超温的主要原因是管内工质的流量和管外热负荷不相适应所造成的。当管内工质流量过小、温度过高或管外热负荷过大时,便可造成受热面金属温度的超限。我厂后屏过热器共20片,每片由14根管并联制成,材料为12CrlMoVG,T91, TP347H,管壁报警温度为570°,布置在折烟角上方,换热方式主要是对流换热,还受小部分福射换热,

39、当煤质变差,尤其是煤中水分增加时,烟气量增大,并且磨出口温度降低,着火点变远,火焰中心上移,另夕卜,煤中水分大,一次风量(即干燥风量)增大,二次风量偏低,造成一二次风配比严重偏离设计范围(设计值为小于5(rc),从而造成炉腊出口烟温偏差增大,很容易造成后屏管壁超温。我厂随掺烧劣质煤比例增大,后屏过热器管壁温度、及炉16平北lU力人学硕-丨.?学位论文第三章掺烧劣质煤对机组运行影响分析众所周知,火力发电厂锅炉选型有相对应的设计煤种。当煤质超出设定适应范围,将会给锅炉的安全、经济性带来很大的影响。但是,由于煤炭供应市场的变化,各电厂所供应的煤炭品位已大不如从前,各个电厂都在掺烧,以用来降低生产成本

40、。但掺烧对机组的影响已凸现出来,尤其是对煤粉炉的燃烧系统和锅炉受热面影响较大。针对目前利用劣质煤掺烧的现实,必须采取切实有效措施,尽最大可能的消除煤质变化对机组带来的不利影响。根据设备条件和存在的问题,加强运行调整、燃料部门管理和检修工作,减少或避免事故发生。我厂全部使用汽车煤,没有火车煤,再加上煤炭市场形势严峻,我厂实际燃用煤种与设计煤种差距很大,有时比校核煤种也差很多,掺烧劣质煤成为必然。但掺烧劣质煤对机组运行的影响也很大,尤其对锅炉、除尘和脱硫系统影响较大,现就掺烧劣质煤对上述系统设备的影响进行分析,并提出对应的措施,保证系统、设备安全运行。3.1实际掺烧劣质煤煤质分析劣质煤种类很多,由

41、于其各自的煤质特性不同,对机组运行的影响也不尽相同,根据不同的煤种和不同的掺烧比例,对机组的运行操作有着不同的要求。本章将通过两种不同特性的劣质煤与主煤种按照不同的掺配比例燃烧,来分析其对机组运行的影响。劣质煤与主煤的煤质以及掺配后的煤质分别为表3-1和表3-2所列.表3-1掺烧高水分、高硫分劣质煤种参数八掺1%内水分%灰分%挥发份%kfSfg全硫%比例土煤源12.2"1.6332. 17一27. 13168800.69 劣质煤 133.6 6.89- 21. 35 32.37 130201.73一楱 I 1: 1一 23.15.30- 27.21 “28.62148601.18 “配 1: 219.33.60 30. 1428. 3515370 1.07比 1: 317.03.53“ 30. 32 “28. 21155901.04例 1: 416.63.3931