1025T/H燃煤鍋爐燃燒添加劑的試驗(yàn)研究

李 攀

（四川省電力工業(yè)調(diào)整試驗(yàn)所，四川 成都 610072）

結(jié)焦嚴(yán)重不但影響運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，更是給設(shè)備的安全生產(chǎn)帶來隱患，通過使用燃燒添加劑可有效緩解爐內(nèi)結(jié)焦。本試驗(yàn)通過對(duì)比使用添加劑前后鍋爐的運(yùn)行情況，了解該添加劑的除焦效果，評(píng)估電廠長(zhǎng)期使用添加劑的安全性與經(jīng)濟(jì)性。評(píng)價(jià)將綜合以下因素進(jìn)行考慮：爐內(nèi)火焰溫度、燃燒的經(jīng)濟(jì)性（鍋爐效率）、主、再蒸汽參數(shù)和減溫水、NOx排放。

1 設(shè)備介紹

1.1 鍋爐簡(jiǎn)介

鍋爐為1025t/h燃煤鍋爐，其型式為單爐膛、全懸吊、П型結(jié)構(gòu)，平衡通風(fēng)，固態(tài)排渣，燃燒器為WR直流燃燒器，一次風(fēng)噴口周圍布置有周界風(fēng)，一次風(fēng)燃燒器在爐內(nèi)形成小切圓，二次風(fēng)燃燒器形成與一次風(fēng)切圓方向相反的大切圓。

1.2 鍋爐燃燒添加劑簡(jiǎn)介。該燃燒添加劑為水溶性液體狀，可控制結(jié)渣的形成和增長(zhǎng)，改善煤的燃燒效果，減少煤中由硫、鐵和其它污染物引起的沉積物，提高灰熔點(diǎn)，改變晶體形態(tài)，降低爐渣硬度，抑制?；驕p少空預(yù)器和省煤器的低溫腐蝕。燃燒添加劑的用量取決于煤的類型和結(jié)焦程度，可以連續(xù)或間歇通過鍋爐燃燒器區(qū)看火孔噴入，在爐內(nèi)與煤粉氣流混合后產(chǎn)生作用。

1.3 燃煤特性

表1 ：燃煤特性表

2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)期間鍋爐運(yùn)行負(fù)荷為B-ECR額定負(fù)荷，試驗(yàn)分兩部分進(jìn)行。第一部分摸底試驗(yàn)（加藥前），試驗(yàn)開始前首先對(duì)鍋爐本體、尾部各級(jí)受熱面進(jìn)行徹底吹灰，保證爐內(nèi)及尾部各級(jí)受熱面的清潔，正式試驗(yàn)連續(xù)測(cè)試6小時(shí)，每2小時(shí)作為1個(gè)工況（T1－T3），隨后鍋爐再進(jìn)行徹底吹灰，測(cè)試持續(xù)時(shí)間為2小時(shí)（T4）。

摸底試驗(yàn)結(jié)束后在鍋爐燃燒器區(qū)域的看火孔以壓縮空氣為輸送介質(zhì)將其液態(tài)添加劑間歇式的噴入爐內(nèi)，根據(jù)結(jié)焦情況共加添加劑25天。

表2 添加劑加入前后鍋爐主蒸汽參數(shù)變化

第二部分試驗(yàn)（加藥后），試驗(yàn)過程與第一部分相同，進(jìn)行4個(gè)工況（T5－T8）。

3 試驗(yàn)結(jié)果和分析

3.1 燃燒添加劑對(duì)主、再熱蒸汽參數(shù)、減溫水等的影響。從表1看出，加入添加劑后過熱器出口汽溫卻出現(xiàn)了10℃左右的下降，二級(jí)減溫水量從工況1的8.2t/h下降至工況5的0，說明加藥后爐內(nèi)蒸發(fā)受熱面潔凈程度提高，水冷壁吸熱量增加，爐內(nèi)溫度水平出現(xiàn)了10℃－20℃的下降；同時(shí)，再熱器B側(cè)出口汽溫下降了約10℃，再熱器減溫水量從工況1的22.6t/h下降至工況5的0，說明爐膛出口煙溫降低（轉(zhuǎn)向室煙溫約下降8℃）?？梢缘贸?，添加劑加入后帶同樣負(fù)荷時(shí)，鍋爐的燃煤量、主、再熱蒸汽溫度和減溫水量均出現(xiàn)了較大幅度的下降，爐膛出口煙溫降低，爐內(nèi)清潔程度提高，受熱面對(duì)煙氣的冷卻作用增強(qiáng)。

3.2 對(duì)排煙溫度及鍋爐效率的影響。燃燒添加劑加入后，修正后的排煙溫度下降3.0℃－6.5℃。如圖所示，添加劑的加入對(duì)剛吹灰后的排煙溫降作用較大，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，添加劑對(duì)排煙溫降的作用減弱，直至下一次吹灰后作用恢復(fù)，也說明添加劑加入后，爐內(nèi)和尾部受熱面的吹灰效果得到有效改善，受熱面的清潔程度有所提高。排煙溫度下降影響干煙氣熱損失下降0.15－0.36個(gè)百分點(diǎn)。

3.4 對(duì)鍋爐受熱面沾污、結(jié)焦的影響。試驗(yàn)過程中通過看火孔觀察燃燒器區(qū)、屏式過熱器區(qū)域的結(jié)焦情況發(fā)現(xiàn)，燃燒器區(qū)域結(jié)焦較輕，添加劑加入后水冷壁沾污情況有所下降，屏式過熱器表面覆蓋的沾污層有所減薄，高過中下部的焦塊也有所減少，說明添加劑的加入起到了一定的減緩爐內(nèi)沾污、結(jié)焦的作用。

對(duì)比添加劑加入前后空預(yù)器的差壓數(shù)據(jù)，可以看出空預(yù)器A側(cè)一次風(fēng)差壓從0.8kPa下降至0.7kPa，B側(cè)一次風(fēng)差壓從0.9kPa下降至0.6kPa，說明空預(yù)器的積灰減輕，清潔程度有所提高。鍋爐的吹灰試驗(yàn)結(jié)果表明，在300MW連續(xù)運(yùn)行6小時(shí)后進(jìn)行鍋爐吹灰，添加劑加入前后鍋爐的轉(zhuǎn)向室煙溫、空預(yù)器進(jìn)口煙溫溫降基本不變，排煙溫降從2.7℃提高到5.4℃，說明添加劑加入后空預(yù)器的吹灰效果有所改善。

圖1 排煙溫度變化情況

表3 添加劑加入前后吹灰對(duì)煙溫降的影響

3.5 對(duì)鍋爐NOx排放的影響

鍋爐在添加劑加入后，在運(yùn)行氧量和爐內(nèi)溫度水平略有下降的情況下，各工況的NOx排放濃度見表4所示。

3.3 對(duì)著火、爐內(nèi)火焰溫度的影響

圖2 添加劑加入前后對(duì)爐內(nèi)溫度的影響

表4 添加劑加入前后NOx排放濃度變化

爐內(nèi)溫度測(cè)試結(jié)果表明，燃燒添加劑的加入對(duì)煤粉氣流的著火和爐內(nèi)溫度水平都有一定影響，測(cè)試結(jié)果如圖2所示，這里以B層燃燒器的溫度來說明添加劑對(duì)著火溫度的影響。添加劑加入后，爐膛火焰中心溫度也出現(xiàn)了小幅下降，這與鍋爐燃煤發(fā)熱量升高、理論燃燒溫度升高相違背，也說明爐內(nèi)水冷壁清潔度提高，受熱面對(duì)爐內(nèi)煙氣的冷卻作用增強(qiáng)。同時(shí)，由于爐溫的降低，燃燒器區(qū)煤粉氣流回流的煙氣溫度也出現(xiàn)了40℃左右的下降，這對(duì)減緩燃燒器噴口的結(jié)焦有較大好處，實(shí)際觀測(cè)也表明燃燒器噴口無(wú)結(jié)焦現(xiàn)象。

從表4可以看出，添加劑加入后鍋爐的NOx排放濃度有30～50 mg/m3的升高，這說明添加劑的加入對(duì)鍋爐的NOx排放影響較小。

結(jié)論。

通過對(duì)鍋爐燃燒添加劑加入前后的鍋爐燃燒狀況進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)添加劑加入前后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，可以得到以下結(jié)論：1.添加劑加入后鍋爐的爐膛出口煙溫（轉(zhuǎn)向室煙溫）下降約8℃，鍋爐的減溫水量減少，水冷壁沾污減輕，受熱面對(duì)爐內(nèi)煙氣的冷卻作用增強(qiáng)。2.添加劑加入后鍋爐的排煙溫度（修正值）下降幅度為3.0℃－6.5℃，可使干煙氣熱損失下降0.15－0.36個(gè)百分點(diǎn)。3.添加劑加入后鍋爐的灰渣含碳量有所升高，約為 0.28%。4.受鍋爐排煙溫度降低的影響，添加劑加入后鍋爐效率約提高0.20%－0.49%。應(yīng)指出的是，受燃煤結(jié)焦特性增加的影響，添加劑效果受到一定影響；在煤質(zhì)不變的情況下，鍋爐效率在現(xiàn)有基礎(chǔ)上還會(huì)有一定程度的提高。

5.添加劑的加入鍋爐NOx排放基本無(wú)影響。