二次風配風方式對鍋爐經(jīng)濟性及排放特性的影響_王武強

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第 期 鍋 爐 制 造 年 月 二次 風 配風方式對鍋爐 經(jīng)濟 性 及排 放 特性的影響 王武強 王澤宇 李淑宏 趙若焱 吳東垠 西安交通大學能源與動力工程學院 陜西 西安 華能 上 安電 廠 運行部 河 北 石家莊 西 安熱 工 研究 院有限責任公司 陜西 西 安 陜 西國防工業(yè) 職 業(yè) 技術(shù)學 院 陜 西 西 安 摘 要 鍋爐二次風配風方 式 對爐內(nèi)煤粉的 燃燒 有很大的影響 本文在機組負荷分別為 左 右 左右和 左右時 進 行 了二次風配風 方式分別 為均 衡 配風 正寶塔配風和束腰配風等三種配風 方 式的優(yōu)化調(diào)整試驗 在兼顧鍋爐 經(jīng)濟性和環(huán)保特 性的前提下 確定了優(yōu)化的二次風配風 方式 對大 容 量 燃燒 劣質(zhì)煤鍋爐的優(yōu)化運行具有指導(dǎo)意義 關(guān) 鍵詞 二次風 配風方式 經(jīng)濟性 環(huán)保 特 性 中圖分類號 文 獻 標 識 碼 文章 編號 會與二次空氣混合再燃燒 既能夠促進燃料完全 燃燒 又能夠降低急速高溫區(qū)的形成 從而抑制了 鍋爐二次 風為爐內(nèi) 燃 料充分燃燒提供足夠的 的生 成 煤粉 燃燒過程中生成的 主要為 氧氣和燃燒所需的切圓動力 同時卷吸高溫煙氣 燃料 型 約占 以上 主要與燃燒區(qū)域 至 燃料根部加熱燃料 起擾動 混合 作用 對爐內(nèi) 的氧氣濃度有關(guān) 氧氣濃度越高 燃料 型 的生 煤粉的燃燒有 很大的影響 在燃燒過程中 由于 成速度越快 但 是 運行須兼顧鍋爐效率和 最初氧氣不足會造成燃燒緩慢 二次風進入爐膛 排放濃度 同時 配風方式 不合 理和燃燒的 不 后 一次 空 氣參與燃燒生成的不完 全燃燒生成物 穩(wěn)定容易導(dǎo)致水冷壁頻繁超溫 試驗發(fā) 現(xiàn)空氣 收稿日期 作者簡介 王武強 博士研究生 就讀于西安交通大學 主要研究方 向為 電廠經(jīng)濟性分析和診斷 乳化液的流變和霧化特性的 基礎(chǔ)理論和實驗研究 鍋 爐 制 造 總第 期 分 級 燃燒可以控制氮氧化物的排放 目前 由 運行經(jīng)濟性并降低 的排放 于煤炭市場不穩(wěn)定 電站鍋爐要求燃燒偏離設(shè)計 值的煤質(zhì) 因此 有必要研究二次風配風方式對 鍋爐經(jīng)濟 性及 排放特性的影響 燃煤電 廠鍋爐常見的 二次 風 配風方式主 要有 設(shè) 備 簡介 均衡 配風 這種配風方式是指 二次 風的開 某 電 廠 機組采用 度一致 各燃燒器的風量均勻 相應(yīng)的給粉量也均 型 貧 煤鍋爐 屬 一 次中間 再 熱控制循環(huán) 等 可以保證爐膛內(nèi)熱負荷均勻 燃燒穩(wěn)定 多適 汽包鍋爐 單爐膛 型布 置 雙煙道平衡 通 風 用于燃燒穩(wěn)定時的大負荷 鍋爐共有五層燃燒器 四角切圓布置 鍋爐配備 正寶塔配風 這種配風方式是指上中下三層 臺 型分離式雙進雙出鋼球磨煤 機和 二次風的風門開度不同 給粉量從 上到下依次增加 臺電 子 稱重式皮帶給煤 機 鍋爐采 用 冷一次風 二次風在主燃區(qū)投人量增加 有利于煤粉與空氣充 正壓直吹制粉系統(tǒng) 其中雙進雙出磨煤機的 驅(qū)動 分混 合 易燃盡 燃燒效率高 但燃料型 的生成 端為 號和 號角燃燒器供粉 非 驅(qū)動 端為 號 量會增加 從 而 導(dǎo)致 排放量 升 和 號角燃燒器供粉 倒寶塔配風 這種配風方式與正寶塔配風正 該機組鍋爐爐膛寬度為 爐 膛深 好相反 給粉量從 上到下依次減小 有利 于提高燃燒 度為 低氮工程后的鍋爐各噴口從 穩(wěn)定性 燃盡性也好 但由于上部切圓氣體的旋轉(zhuǎn)動 下往 上依次為 量 增大 相應(yīng)的熱偏差也會有所增大 以 及 五 層 燃盡 風 噴口 束腰配風 這種配風方式是指將中部的 其中 為燃燒器噴口 二次 風 開度 適 當?shù)年P(guān)小 使燃燒器的二次風形 為二次 風噴 成中間小 上 下 逐漸增大的 方式 有利 于提高 口 一次 風射流中 心線與水 冷壁夾 角為 切 局部斷面熱負荷 具有 很強的 穩(wěn)燃效果 多適 圓直徑小 逆時針方向旋轉(zhuǎn) 二次風口 用于燃燒不穩(wěn)定或小負荷燃燒 但在使用該 射流中心線與水冷壁夾角為 切圓直徑為 方式時 束腰的度應(yīng)根據(jù)爐內(nèi)的燃燒工況而 的 逆 時針 旋轉(zhuǎn)的切圓 鍋爐四角 順 定 不 宜 將束 腰 點的二次 風 關(guān)的太小 防止 局 時針方向編號為 各層燃盡風噴口均可沿 部結(jié)焦或燒壞燃燒器 垂直和水平方向擺動 垂直方向最大擺動幅度為 鼓 腰配風 這種 配風方 式 是將中部的 二次 水平方向最大擺動幅度為 可通過水 風開度適當?shù)拈_大 使燃燒器的二次風形成中間 平方向擺動燃盡風噴 口 來消除爐膛出 口煙氣殘余 大 上下逐漸減小的方式 有利于降低爐內(nèi)溫度 旋轉(zhuǎn) 調(diào)節(jié)爐膛出口煙溫偏 差 垂 直方向擺動燃燒 多適用于爐 溫度過高的 燒 器噴 口 可 以調(diào) 節(jié)火焰中心位置 控制蒸汽參數(shù)以 在鍋爐常用的負荷下運行 通過改變二次風 整體的 配 風方式 在倒 寶 塔 均等配風 束腰配風 鍋爐一次風和二次風設(shè)計參數(shù)如表 所示 和正寶塔配風方式下 觀測其對鍋爐效率 主蒸汽 士 和再熱蒸汽的汽 溫和 受熱面管壁溫度的影響 確 表 鍋爐一次風和二次風設(shè)計參數(shù) 占私 龍 士士 定常用負荷下合 理的 一次 風 配 風方式 項目 風速 風率 風溫 風量 次風 二次 風 配 風方式的影響分析 二 本論文主要研究均衡配風 正寶塔配風和束 燃盡風 腰配風三種配風方式對不同負荷下鍋爐經(jīng)濟性和 雕 排放特性的影響 機組負荷分別為 但是 鍋爐自運行以來 由于煤質(zhì)偏離設(shè)計煤 和 種 存 在過熱 器 噴 水量 大 鍋爐效賴和 呵 賺 負荷鍋爐二次 風 配風優(yōu)化 試驗結(jié) 高等問題 本文旨在通過優(yōu)化二次風配風方式的 現(xiàn)場 試驗 提出優(yōu)化的二次風 運行方式 提髙鍋爐 機 組 負荷為 時 采用均衡配風 正寶 第 期 王武強 等 二次風配風方式對鍋爐經(jīng)濟性及排放特性的影響 塔配風和束腰配風三種配風方式 進行優(yōu)化調(diào)整 塔配風和束腰配風三種配風方式 進行優(yōu)化調(diào)整 試驗 排煙損失 機械未完全燃燒熱損失 鍋爐效 試 驗 排煙損失 機械未完全燃燒熱損失 鍋爐效 率和 放量等試驗結(jié)果見表 率和 放量 等 試驗 結(jié) 果見表 表 負荷的二次 風配風優(yōu) 化 結(jié)果 表 中試驗數(shù)據(jù)表明 在機組負荷為 項目 單位 均衡配風 正寶塔 束腰 左右的運行工況下 采用均衡配風方式的鍋 鍋爐蒸發(fā)量 爐效 率比正寶塔配 風和 束 腰配風的 鍋爐效率提髙 開度 了 和 而束腰型配風方式的 過 熱器 減 溫 水量相對偏高 同時三種配風方式下 均衡配 開度 風 正寶塔配 風和 束腰配 風 的 排放 量 分別為 開度 和 均衡 開度 配風 的 排放量最低 比正寶 塔配風 和束 腰配 開度 風降低 了 和 開度 表 負荷的 二次 風配風優(yōu)化結(jié)果 項目 單位 均 衡 配風 正寶 塔 束 腰 開度 開度 開度 開度 過熱器 減 溫水 開度 排煙溫度 開度 排煙損失 開度 飛灰含碳量 開度 大瘡含碳量 開度 完全 開度 熱損失 開度 鍋爐 效率 開度 表 中 試驗麵表明 在 觀 負荷為 左 右的運行工況下 采用束腰型配風方式的鍋爐效率 過熱器減溫水 比均 衡配風和 正寶塔配 風的鍋爐效率提高了 排煙 溫度 均衡 配 風 方式的 過 熱 器 減溫水量明顯相對 排煙損失 偏高 同時三種配風方式下 的排放量變化不大 飛灰含碳量 在鍋爐負荷較小的情況下 采用束腰 配 風的 大渣含碳量 配 風方式 可以降低主燃 燒 區(qū)的氧氣 濃度 提高了 機械未完全 主燃燒區(qū)的煤粉濃度 在保證主燃燒區(qū)的 溫 度水 熱損失 平的前提下保證了煤粉氣流的正常著火和穩(wěn)定燃 鍋爐效率 燒 相當于提高了爐膛截面熱負荷 具有很強的穩(wěn) 燃效果 同時提高了鍋爐經(jīng)濟 性 由于束腰 配 風 在機組負荷為 的情況下 采用均衡 可以降 低主燃燒 區(qū)的氧氣 濃度 為煤粉燃燒提供 配風的配風 方 式可以保證爐 膛內(nèi) 熱負荷的均勻分 缺氧富燃的環(huán)境 增 強 了還 原 氣氛 降 低 了 布 并且此配風方式下 一 二次風口 間距相對較 的生成速率 因此可以有效抑制爐內(nèi) 的生成 近 一 次風攜帶的煤粉氣 流 自噴口流出 后 能及時 量 降低了 排煙氣體中 的濃 度 迅速地與 二 次風噴 口流出的熱空 氣充分混合 有 負荷鍋爐 二次 風 配 風優(yōu)化試驗結(jié) 利于煤粉的完全燃燒 提高了鍋爐經(jīng)濟性 果 分析 負荷鍋爐二次 風配風優(yōu) 化 試驗結(jié) 機組負荷為 時 采 用 均衡配風 正寶 鍋 爐 制 造 總第 期 機 組負荷 為 時 采用均衡配風 正寶 塔配風和束腰 配 風 三種 配風方式 進行優(yōu)化調(diào)整 心 試驗 排煙損失 機械未完全燃燒熱損失 鍋爐效 通過鍋爐二次風 配 風方式對鍋爐效率和 率和 排放量等試驗結(jié)果見表 排放量的影響 研究結(jié)果如下 表 負荷的二次風配風優(yōu)化結(jié)果 在機組負荷為 左右時 束腰配風 單位 晶配風 一 塔 方 式的 鍋爐效率比均 衡 配風和正寶塔配風的鍋爐 效率高 三種配風方式下 的排放量相 鍋爐蒸發(fā)量 差不大 在 機 組負荷為 左右時 束 腰配風 開度 方式 容易導(dǎo)致受熱面超 溫 并且鍋爐效率 最 低 均 開度 衡 配風 方式的鍋爐效率為 較 正寶塔配 開度 風方式鍋爐效率高 同時 三種 配風方式 下 均衡配風卿 的排放量為 分別 開度 比正寶塔 配風和束腰配風低 和 在 機 組負 荷為 左右時 均衡配 風 開度 方式的鍋爐效率為 較 正寶塔配 風 方式 開度 鍋爐效率高 同時 三種 配風方 式下 均衡 開度 配 風 的排放 量為 分別比正寶 開度 塔配風和束腰配風低 和 因此 鍋爐在低負荷運行時 二次 風配 風方式 選 擇束 腰 配 風方 式 而鍋爐在高負荷運行時 二次 過熱 器減 溫水 風配風方式選擇均衡配風方式 排煙溫度 丈 參考文獻 排煙損失 飛灰含碳量 大渣含碳 量 機械未完全 熱損失 王學棟 辛洪昌 欒濤等 機組鍋爐燃燒調(diào) 鍋爐效率 整 對 排放濃度影響的 試驗研 究 電站系統(tǒng) 工程 表上 試驗數(shù)據(jù)細 在機組負荷為 王文 蘭 王巍 崔艷艷 超臨界鍋爐燃燒優(yōu) 的 運行 工 況 下 采用均 衡配風方式的鍋爐效 化調(diào)整及 試驗研究 電站系統(tǒng)工程 率比正寶塔配風和束腰配風的鍋爐效率提高了 和 束腰 型配 風方式的過熱器減溫 楊建成 吳江全 胡亞民等 髙燃料氮煙煤空氣分級 水量相對偏高 同時三種配 風 方式下 均衡配 風 燃燒氮氧 化 物排放特性實驗研究 熱能動力工 正寶塔 配 風和束腰配風的 排放量分別為 程 和 均 吳東瑕 馮志紅 崔江敏等 燃煤鍋爐的優(yōu) 衡配風 的排放量最低 比正寶塔配風和束腰 配 風降低了 和 這主要是由于采胸 趙若氣咖職機組貧煤鍋爐叫排放和空氣預(yù) 熱器運行特性的試驗研究 西安 西安交 通大 衡配風的配風方式可以保證爐膛內(nèi)熱負荷的均勻 分布 有利于煤粉的完全燃燒 提髙了鍋爐經(jīng)濟 李淑宏 燃燒貧煤鍋爐的性能優(yōu)化研究 性 西安 西安交通大學 以上試驗研究表明 束腰 配風適用 于低負荷鍋 夏良偉 二次再熱鍋爐參數(shù)特點及氣溫控制 爐的燃燒 而均衡配風適用于髙負荷鍋爐的燃燒 鍋爐制造 丨