1、鍋爐簡介
廣東省連州電廠2臺(tái)125MW新建機(jī)組的鍋爐( 420t/h)，由哈爾濱鍋爐廠制造，用于燃燒低揮發(fā)份的無煙煤，煤質(zhì)分析見表l所示。機(jī)組已于2000年3月、8月分別投入商業(yè)運(yùn)行。鍋爐型號為，HG -420/13.7 - WM2，單鍋筒：自然循環(huán)、集中下降管、一次中間再熱、Ⅱ形布置的固態(tài)排渣煤粉爐。爐膛為正方形9580×9580mm，頂棚管標(biāo)高為44450mm。
鍋爐采用鋼球磨中間倉儲(chǔ)制，一爐兩磨，熱風(fēng)送粉。燃燒設(shè)備為四角切向布置直流式，假想切圓直徑為西639mm，逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，三次風(fēng)對沖布置。燃燒器布置如圖1所示，其中：上、下二層燃燒器為百葉窗水平濃淡式，帶側(cè)邊風(fēng)，中間一層為雙通道自穩(wěn)式燃燒器，帶有腰部風(fēng)。點(diǎn)火方式采用高能點(diǎn)火器——輕油——煤粉兩級點(diǎn)火。燃燒器設(shè)計(jì)特性參數(shù)如表2、3所示。為保證燃料充分燃燼，在水冷壁上敷設(shè)一定面積的衛(wèi)燃帶。
在鍋爐啟動(dòng)試運(yùn)初期，鍋爐發(fā)生了多次退油滅火、MFT的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了機(jī)組的正常投運(yùn)，為此我們采用了各種穩(wěn)燃措施，進(jìn)行了大量的燃燒調(diào)整試驗(yàn)，成功地實(shí)現(xiàn)了退油穩(wěn)燃。本文先分析了鍋爐的穩(wěn)燃技術(shù)：雙通道自穩(wěn)式燃燒器和百葉窗水平濃淡式燃燒器的穩(wěn)燃機(jī)理，然后討論了鍋爐穩(wěn)燃試驗(yàn)情況以及鍋爐所采用的穩(wěn)燃措施，所取得的經(jīng)驗(yàn)對于同類鍋爐的設(shè)計(jì)、運(yùn)行具有一定的參考價(jià)值。富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、鍋爐的穩(wěn)燃技術(shù)：雙通道自穩(wěn)式燃燒器和百葉窗水平濃淡式燃燒器的穩(wěn)燃機(jī)理
雙通道燃燒器利用聯(lián)通分配管將一次風(fēng)分成上下二個(gè)通道送入爐內(nèi)，一次風(fēng)以貼壁射流進(jìn)入一突擴(kuò)空間，該突擴(kuò)空間能卷吸爐膛深處大量高溫?zé)煔鈱γ悍蹥饬鬟M(jìn)行加熱，且上、下一次風(fēng)氣流在反向回流煙氣的作用下，向上、下兩側(cè)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，煤粉因慣性，在上一次風(fēng)出口下側(cè)、下一次風(fēng)出口上側(cè)聚集，于是在這里建立起三高（高溫、高煤粉濃度和適當(dāng)高氧濃度）穩(wěn)燃區(qū)，該濃縮區(qū)煤粉在卷吸的高溫?zé)煔饧訜嵯�，溫度迅速提高，揮發(fā)份大量析出而首先著火燃燒起來，如圖2所示。
為防止高溫回流煙氣使燃燒器兩側(cè)壁過熱和結(jié)焦，在兩側(cè)壁腰部加一股二次風(fēng)，稱為腰部風(fēng)，它既能保護(hù)兩側(cè)壁不結(jié)焦，還可調(diào)節(jié)煤粉著火點(diǎn)位置。
百葉窗水平濃淡式燃燒器如圖3所示，它通過裝在一次風(fēng)煤粉管道內(nèi)的濃縮柵使一次風(fēng)分成水平方向上的濃淡兩股氣流，一股為高煤粉濃度氣流，它在向火側(cè)四角切向噴入爐膛，煤粉首先著火；另一股氣流煤粉濃度較低，從背火側(cè)噴入爐膛，它在水冷壁附近形成氧化性氣氛，從而有防止結(jié)焦的作用。
3、鍋爐穩(wěn)燃試驗(yàn)及穩(wěn)燃措施
在鍋爐試運(yùn)初期，發(fā)生了多次退油滅火、MFT的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了機(jī)組的正常投運(yùn)。為此我們進(jìn)行了大量的燃燒調(diào)整試驗(yàn)及采用了一些穩(wěn)燃措施以期找到最佳的燃燒方式，解決鍋爐退油滅火問題，主要是調(diào)整二次風(fēng)的不同配風(fēng)方式，如圖4所示。試驗(yàn)逐步加大按兩頭大、中間小的二次風(fēng)配比，直至下、中一次風(fēng)噴口間的二次風(fēng)完全關(guān)閉，成了下、中一次風(fēng)噴口集中燃燒的布置方式。
試驗(yàn)時(shí)所燒無煙煤的工業(yè)分析與設(shè)計(jì)值相差不大，煤粉細(xì)度R90在4%左右，低于設(shè)計(jì)的7%。在試驗(yàn)時(shí)，我們用美國產(chǎn)的紅外線測溫儀在爐膛三個(gè)不同高度進(jìn)行爐內(nèi)溫度測量。其中下部測孔與下一次風(fēng)口標(biāo)高相同，前、后墻中間各一，共2點(diǎn)；中部測孔略高于中一次風(fēng)口（雙通道燃燒器），前、后墻中間各一，共2點(diǎn)；上測孔在三次風(fēng)口上約2米，在前、后墻四角各一，共4點(diǎn)。
試運(yùn)初期，暖風(fēng)器因故未能投入，使熱風(fēng)溫度遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)的370℃，且一次風(fēng)速較高，比設(shè)計(jì)值22m/s大得多，各層二次風(fēng)配比較均勻，這樣退油后鍋爐馬上滅火。圖4中的Tl工況降低了一次風(fēng)速，同時(shí)將中下層及腰部風(fēng)二次風(fēng)門開度減小，側(cè)邊風(fēng)全關(guān)，這樣燃燒情況有了改善，但退完最后一只油槍9分鐘后，爐膛仍然發(fā)生滅火。
試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，爐膛最下層一次風(fēng)噴口區(qū)域的溫度最低，后下部溫度比中部低300℃以上，比上部低100℃以上，實(shí)際從爐上看火孔也看到下層燃燒很不完全，爐內(nèi)火焰發(fā)紅。將原1支穩(wěn)燃大油槍換成小油槍，這種下層燃燒不穩(wěn)的現(xiàn)象更明顯，下層的溫度更加低。為進(jìn)一步提高下層爐溫，除投入暖風(fēng)器提高一次風(fēng)溫外，試驗(yàn)進(jìn)一步關(guān)小最下層二次風(fēng)和燃油二次風(fēng)，效果顯著，特別是下部燃燒得到了極大改善，這表明爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，此時(shí)撤出最后一只油槍，爐內(nèi)燃燒未發(fā)生波動(dòng)，爐膛負(fù)壓正常變化，退油后下層爐溫略降。至此，鍋爐的穩(wěn)燃問題得到圓滿解決，此時(shí)二次風(fēng)門的開度如圖4T2工況所示。
從試驗(yàn)結(jié)果可明顯看到，二次風(fēng)最下層的油層風(fēng)門開度大小對爐內(nèi)火焰溫度影響很大，如圖5所示。當(dāng)該風(fēng)門開度從70%關(guān)到40%時(shí)，下層溫度上升了57℃，繼續(xù)關(guān)小至25%開度，溫度又上升了近100℃，此時(shí)下層火焰溫度已超過1400℃，油層風(fēng)門再關(guān)至20%，下層火焰溫度仍上升，在該狀態(tài)下退出油槍，鍋爐達(dá)到了穩(wěn)定燃燒工況。
從試驗(yàn)情況看，在各工況下，雙通道燃燒器高度的爐內(nèi)溫度是最高的，比上、下高出100℃～200℃，并且波動(dòng)不大，表明雙通道燃燒器著火穩(wěn)定性十分良好。
2臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)以來，鍋爐一直燃用設(shè)計(jì)值附近的低揮發(fā)份無煙煤，其Vdaf多在10%以下，甚至低至6%，但鍋爐燃燒良好，鍋爐的配風(fēng)基本上是調(diào)整試驗(yàn)的縮腰型方式，二次風(fēng)開度略有調(diào)整，在80MW下可以脫油穩(wěn)定運(yùn)行。
4、討論與結(jié)論
4.1雙通道燃燒器。試驗(yàn)和運(yùn)行表明，雙通道燃燒器具有較好的穩(wěn)燃作用，它對鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行起了關(guān)鍵作用，目前電廠的運(yùn)行都以該層燃燒器為主，給粉機(jī)轉(zhuǎn)速比其它兩層都大。燃燒器兩邊的腰部風(fēng)風(fēng)溫較低，對于低揮發(fā)份無煙煤著火穩(wěn)燃是不利的，應(yīng)關(guān)小甚至全關(guān)，在連州電廠實(shí)際運(yùn)行調(diào)整時(shí)，腰部風(fēng)全關(guān)。
4.2百葉窗水平濃淡燃燒器。鍋爐滅火的直接原因是爐膛最下層一次風(fēng)噴口區(qū)域的溫度過低，從試驗(yàn)來看，單純水平濃淡燃燒器噴口的穩(wěn)燃效果不夠好，應(yīng)與其他穩(wěn)燃措施結(jié)合起來。
4.3燃燒器的布置。設(shè)計(jì)燃燒器是均勻布置的，按此方式配風(fēng)，鍋爐器燃燒不穩(wěn)易滅火。在實(shí)際運(yùn)行中，下二次風(fēng)、下中二次風(fēng)全關(guān)，這相當(dāng)于下層、中層燃燒器集中布置，這樣煤粉集中：燃燒放熱集中，加上雙通道燃燒器良好的穩(wěn)燃效果，這些都為低揮發(fā)份無煙煤的著火和穩(wěn)燃提供了有利條件。可見對難以著火的無煙煤，燃燒器采用適當(dāng)?shù)募胁贾酶商岣咂渲鸱�(wěn)定性。
4.4合理的一次風(fēng)風(fēng)速和風(fēng)溫。一次風(fēng)速必須保持在一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，較低風(fēng)速有利于低揮發(fā)分無煙煤著火，但太低時(shí)一次風(fēng)管易堵塞，在調(diào)整時(shí)就發(fā)生過一次風(fēng)管堵塞現(xiàn)象(此時(shí)風(fēng)速小于20m/s)．而且適當(dāng)高的一次風(fēng)速可以增強(qiáng)雙通道燃燒器的回流高溫?zé)煔猓岣呷紵鞯姆�(wěn)燃效果。但一次風(fēng)速過高，降低了煤粉氣流的加熱程度，對上、下2個(gè)燃燒器的著火十分不利；在連州電廠1、2號爐上，一次風(fēng)速運(yùn)行在25～30m/s，鍋爐燃燒穩(wěn)定，結(jié)焦較輕。另外提高一次風(fēng)溫增加煤粉的加熱，無疑是有利于煤粉著火與穩(wěn)燃的。
4.5合理的二次風(fēng)噴口布置。二次風(fēng)促進(jìn)煤粉氣流的燃燒和燃燼，應(yīng)適時(shí)地送入一次風(fēng)氣流中，對于低揮發(fā)分難著火的無煙煤，應(yīng)避免二次風(fēng)過早地混入一次風(fēng)中，造成燃燒不穩(wěn)，在連州電廠的2臺(tái)鍋爐上充分說明了這一點(diǎn)。在鍋爐實(shí)際運(yùn)行中，靠近下、中燃燒器的下二次風(fēng)、下中二次風(fēng)全關(guān)，實(shí)質(zhì)是推遲二次風(fēng)與一次風(fēng)的混合，提高了煤粉的著火穩(wěn)定性。另外三次風(fēng)為冷風(fēng)，溫度只有70℃～80℃，大量的冷風(fēng)進(jìn)入爐膛會(huì)降低爐溫，不利于穩(wěn)定燃燒，因此運(yùn)行中開大再循環(huán)門來減少進(jìn)入爐膛的三次風(fēng)量是有一定效果的。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
4.6衛(wèi)燃帶。在燃燒區(qū)敷設(shè)衛(wèi)燃帶是提高無煙煤燃燒穩(wěn)定性行之有效的方法，在連州電廠的2臺(tái)鍋爐內(nèi)布置有約150m2的衛(wèi)燃帶，運(yùn)行實(shí)踐表明這對提高燃燒器附近的爐溫、穩(wěn)定燃燒起了很大作用的。目前在原有衛(wèi)燃帶基礎(chǔ)上，在三次風(fēng)噴口及爐膛下部又增加了約40m2，具體位置見圖l。
鍋爐雖然達(dá)到了退油穩(wěn)燃的目的，但燃燒器的配風(fēng)方式不盡合理，雙通道燃燒器以下的二次風(fēng)門幾乎全部關(guān)死，致使二次風(fēng)難以送入爐膛，造成二次風(fēng)總量不足，燃燒不完全，飛灰可燃物高達(dá)20%以上，因此下一階段除進(jìn)一步提高燃燒穩(wěn)定性外，采取各種有效措施來降低飛灰含碳量是十分必要的。
