DG-1025/18-Ⅱ17型W火焰鍋爐配風(fēng)改造

張朝綱，徐洪強(qiáng)

（鴨溪發(fā)電廠，貴州 遵義 563108）

1 鍋爐燃燒系統(tǒng)簡(jiǎn)介

貴州鴨溪發(fā)電廠3，4號(hào)鍋爐采用東方鍋爐廠引進(jìn)美國(guó)福斯特·惠勒公司技術(shù)制造的亞臨界壓力、中間一次再熱自然循環(huán)汽包爐。鍋爐型號(hào)：DG1025/18.2-Ⅱ17，鍋爐為雙拱形單爐膛，燃燒器布置在前后拱上，呈“W”型火焰。鍋爐為倒“U”型布置，尾部雙煙道結(jié)構(gòu)，再熱汽溫采用煙氣擋板調(diào)節(jié)，過熱蒸汽溫度采用兩級(jí)噴水減溫調(diào)節(jié)，固態(tài)排渣，全鋼構(gòu)架全懸吊結(jié)構(gòu)，平衡通風(fēng)，露天布置。鍋爐配有4臺(tái)D-11D雙進(jìn)雙出球磨機(jī)，2臺(tái)AN30e6(V19-1)靜葉可調(diào)引風(fēng)機(jī)，2臺(tái)ASN-2070/900送風(fēng)機(jī)，2臺(tái)G6-45-12No19F一次風(fēng)機(jī)。采用正壓直吹制粉系統(tǒng)，前后拱共有24只雙旋風(fēng)分離式燃燒器，每只雙旋風(fēng)分離式煤粉燃燒器有2個(gè)消旋葉片和2個(gè)乏氣擋板，燃燒所需的二次風(fēng)來自風(fēng)箱,兩側(cè)風(fēng)道送入前后墻風(fēng)箱,從拱上和拱下的風(fēng)口進(jìn)入爐膛。每只燃燒器的二次風(fēng)各為一個(gè)單元,可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)調(diào)節(jié)。每一單元內(nèi)布置6個(gè)二次風(fēng)道及擋板，其中A，B，C 擋板控制拱上二次風(fēng)量，D，E，F(xiàn) 擋板控制拱下部分的二次風(fēng)量。拱上的二次風(fēng)占二次風(fēng)總量的30%～40%。擋板A(手動(dòng))控制燃燒乏氣噴嘴及主火檢孔的冷卻風(fēng),擋板B(手動(dòng))調(diào)節(jié)燃燒器煤粉噴口的周界風(fēng)量,用于調(diào)節(jié)煤粉氣流的穿透能力及冷卻噴口,擋板C(電動(dòng))控制點(diǎn)火油槍及油火檢的風(fēng)量。大量的二次風(fēng)(約65 %～70 %) 從拱下垂直墻上的風(fēng)口進(jìn)入爐膛,共分3層，風(fēng)量分別由擋板D，E，F(xiàn)控制，其中以F擋板控制的風(fēng)量為最大,擋板D，E為手動(dòng)，擋板F為電動(dòng)。此外，在冷灰斗四角交接處及出灰口設(shè)有吹掃風(fēng)，以減少焦渣在該處的堆積。燃燒器配風(fēng)方式如圖1所示。

鍋爐設(shè)計(jì)煤種、校核煤種均為仁懷、遵義地區(qū)無煙煤，煤質(zhì)資料如表1所示。

2 鍋爐燃燒系統(tǒng)存在的問題

3，4號(hào)鍋爐自2005年投產(chǎn)以來存在以下問題：在高負(fù)荷時(shí)爐膛火焰在下爐膛燃燒停留時(shí)間短暫，二次風(fēng)量對(duì)燃燒影響大，二次風(fēng)量偏小，氧量偏低，火焰中心上移，導(dǎo)致拱下部側(cè)墻結(jié)焦嚴(yán)重，爐膛出口煙溫高，減溫水投用量大，鍋爐效率低和排渣口附近容易堵焦等。

表1 煤質(zhì)資料

3 改造方案

針對(duì)采用FW技術(shù)的3，4號(hào)鍋爐投產(chǎn)運(yùn)行中存在的火焰下沖能力不足，煤粉在下爐膛的行程和停留時(shí)間不夠，燃燒后期擾動(dòng)和混合、結(jié)焦等幾個(gè)方面的問題，于2009年年初對(duì)3號(hào)爐配風(fēng)方式進(jìn)行了改造：

(1) 采用傾角可調(diào)的拱下配風(fēng)裝置、即在F風(fēng)口增設(shè)傾角可調(diào)的導(dǎo)向裝置。F擋板適當(dāng)下傾后，火焰下沖行程和煤粉停留時(shí)間明顯增加，下爐膛火焰充滿度和均勻性明顯改善，從而能有效改善煤粉的燃盡程度，而且有效地消除了冷灰斗的反向渦流，降低了冷灰斗壁面附近和排渣口處溫度，有利于降低排渣口處堵焦傾向。同時(shí)，F(xiàn)擋板適當(dāng)下傾后能有效地減少減溫水用量，提高循環(huán)效率。

(2) 對(duì)乏氣噴口及配風(fēng)進(jìn)行改造。取消乏氣噴口并在原乏氣及其周界風(fēng)噴口處增設(shè)燃盡二次風(fēng)噴口。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整燃燒發(fā)現(xiàn)，乏氣的存在對(duì)鍋爐的穩(wěn)燃和燃盡都是不利的，并且也沒有起到明顯的降低NOX排放的作用。取消乏氣后，不但能進(jìn)一步增強(qiáng)火焰下沖力，而且在原乏氣噴口處送入二次風(fēng)能從火焰內(nèi)部進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)、強(qiáng)化后期混合，進(jìn)一步保證煤粉的燃盡，同時(shí)還能起到分級(jí)風(fēng)的作用，減少NOX排放。

(3) 增設(shè)冷灰斗四角吹掃風(fēng)。此舉可降低側(cè)墻結(jié)焦的幾率，避免冷灰斗結(jié)焦堵塞排渣口。

改造方案如圖2所示。

4 改造前后比較

配風(fēng)方式改造后，對(duì)各個(gè)風(fēng)門擋板進(jìn)行調(diào)整試驗(yàn)后的比較如下：

(1) 燃燒穩(wěn)定性提高，二次風(fēng)量和氧量大幅度增加。改造前，在300 MW負(fù)荷下，送風(fēng)機(jī)電流最多只有70 A左右，氧量在3 %左右，如果加大送風(fēng)機(jī)出力，爐膛負(fù)壓波動(dòng)大，燃燒不穩(wěn)，容易發(fā)生熄火。改造后，在300 MW負(fù)荷下，送風(fēng)機(jī)電流可以達(dá)到90

A以上，氧量可以維持在4.5%～5.5%，爐膛負(fù)壓波動(dòng)較小。改造前后空預(yù)器入口左、右側(cè)氧量分布如表2所示，各個(gè)負(fù)荷工況下參數(shù)對(duì)比見表3。

(2) 過熱器減溫水用量明顯下降。改造前，300 MW負(fù)荷下，一級(jí)減溫水調(diào)門開度經(jīng)常在80%～100 %，二級(jí)減溫水調(diào)門開度在70%～90%，減溫水總流量在130 t/h以上；改造后一級(jí)減溫水調(diào)門開度在60 %～80 %，二級(jí)減溫水調(diào)門開度也在60 %～80%，減溫水總流量降到了80 t/h左右。

表2 改造前后空預(yù)器入口左、右側(cè)氧量分布 (%)

表3 各負(fù)荷工況下參數(shù)對(duì)比(括號(hào)內(nèi)為改造前參數(shù))

(3) 鍋爐結(jié)焦得到了有效的控制。改造前，為了防止3號(hào)爐結(jié)焦，采取了停運(yùn)4個(gè)角上的燃燒器，開大4個(gè)角上的D，E，F(xiàn)擋板開度來降低爐膛溫度，防止結(jié)焦，在變工況運(yùn)行時(shí)，甚至需要將停運(yùn)的4個(gè)角上的粉管輔助風(fēng)開出來。盡管如此，3號(hào)爐還是發(fā)生過被迫停運(yùn)除焦的非停事故。改造后的3號(hào)爐為了降低結(jié)焦的可能性，仍然要求停運(yùn)4個(gè)角的燃燒器，但角部C擋板和D，E擋板基本上可以不開，只要視燃燒情況適當(dāng)開啟F擋板就可以對(duì)鍋爐結(jié)焦進(jìn)行有效控制。

(4) 燃燒經(jīng)濟(jì)性得到提高。改造前、后鍋爐效率如表4所示。

表4 改造前后鍋爐效率對(duì)比 (%)

5 改進(jìn)總結(jié)

DG-1025/18-Ⅱ17型鍋爐經(jīng)改造，將燃燒器的乏氣風(fēng)噴口取消，并在二次風(fēng)箱F擋板處將原來水平送風(fēng)方式改為可由手動(dòng)擋板調(diào)節(jié)F風(fēng)下傾角的送風(fēng)方式，在四角前后墻上增設(shè)了吹向側(cè)墻的F風(fēng)口后，經(jīng)過運(yùn)行觀察，總結(jié)如下：

(1) 無論是經(jīng)數(shù)值模擬計(jì)算還是實(shí)際運(yùn)行均可發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)風(fēng)擋板適當(dāng)下傾后，煤粉的下沖行程得到增強(qiáng)，火焰在下爐膛燃燒停留時(shí)間增加，下爐膛火焰充滿度和均勻性明顯改善，爐膛內(nèi)氣流結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性加強(qiáng)，改善了燃燒對(duì)稱性，爐內(nèi)燃燒工況穩(wěn)定，爐膛負(fù)壓波動(dòng)小，所以在原來的基礎(chǔ)上加大了二次風(fēng)量，使得燃燒風(fēng)量和氧量大為增加，降低了飛灰及大渣含碳量。

(2) 取消乏氣噴口，并在原乏氣及其周界風(fēng)噴口處增設(shè)燃盡二次風(fēng)噴口，與一次風(fēng)成較大夾角，水平噴入爐膛，同時(shí)利用原乏氣周界風(fēng)擋板對(duì)燃盡二次風(fēng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，與F擋板下傾的改造配合，對(duì)推遲風(fēng)粉混合、強(qiáng)化后期混合上起到了很大作用。不僅能進(jìn)一步增強(qiáng)火焰下沖能力，并且對(duì)后期混合進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)，保證煤粉的燃盡，同時(shí)起到了分級(jí)風(fēng)的作用，從而減少了NOX排放。

(3) 過熱器減溫水用量大為減少，由原來130 t/h左右降到了80 t/h左右，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性得到提高。并且為主汽溫度的控制提供了更有裕度的調(diào)節(jié)手段，在運(yùn)行中減少了蒸汽超溫的幾率，提高了機(jī)組的安全可靠性。

(4) F風(fēng)擋板適當(dāng)下傾后有效地消除了冷灰斗的反向渦流，降低了冷灰斗壁面附近和排渣口處的溫度，使鍋爐冷灰斗排渣口堵焦得到了確實(shí)有效的控制，即使在高負(fù)荷時(shí)也很少發(fā)生流焦的情況。但從14 m側(cè)墻以上看火孔觀察，發(fā)現(xiàn)結(jié)有大焦，并且結(jié)焦速度較快，每班必須定時(shí)清除，以防止焦塊結(jié)大后直接垮落，造成垮焦熄火事故的發(fā)生，過去為防止側(cè)墻結(jié)焦而長(zhǎng)期停運(yùn)的4個(gè)角的燃燒器在改造后也未能投用。由此看來，本次改造后在側(cè)墻仍存在渦流區(qū)，對(duì)造成側(cè)墻結(jié)焦的問題還需繼續(xù)摸索。鑒于本廠安裝有側(cè)墻吹掃風(fēng)的1，2號(hào)鍋爐，從2004年投運(yùn)至今在側(cè)墻沒有集結(jié)過大焦的情況，筆者建議在3，4號(hào)鍋爐今后的改造中可以借鑒，即在拱下側(cè)墻處增加風(fēng)量可調(diào)的側(cè)墻吹掃風(fēng)。這樣不僅可以破環(huán)側(cè)墻的渦流區(qū)，減少側(cè)墻結(jié)焦的幾率，而且可以適當(dāng)停運(yùn)中部燃燒器，投入4個(gè)角的燃燒器，進(jìn)一步改善燃燒工況，提高鍋爐效率。

1 石 踐. 安順電廠二期鍋爐的改進(jìn)及與一期鍋爐的比較[J]. 貴州電力技術(shù), 2003(6):1-4

2 張玉斌. 二次風(fēng)傾角對(duì)W火焰鍋爐爐內(nèi)流動(dòng)的影響[J]. 發(fā)電設(shè)備, 2008(1):15-18