雙置式濃淡分離技術(shù)在200 MW 機(jī)組鍋爐燃燒器改造中的應(yīng)用

張林仙，鄧彬偉，劉寶平，何春生

（1.湖北理工學(xué)院 電氣與電子信息工程學(xué)院，湖北 黃石 435003；2.湖北西塞山發(fā)電股份有限公司，湖北 黃石 435002）

0 引言

某電廠200 MW 機(jī)組670 t/h 鍋爐燃燒器于2007 年進(jìn)行了低負(fù)荷穩(wěn)燃改造，改造后穩(wěn)燃效果良好，基本達(dá)到了經(jīng)濟(jì)性要求。運(yùn)行5 年來(lái)，在對(duì)該鍋爐的檢修中發(fā)現(xiàn)，鍋爐燃燒器存在百葉窗、扭曲板磨損較嚴(yán)重、#11 燃燒器被燒損等問(wèn)題。為了解決鍋爐燃燒器運(yùn)行中存在的問(wèn)題，達(dá)到低負(fù)荷穩(wěn)定燃燒和節(jié)約點(diǎn)火及助燃用油的目的，提高機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能力，在該鍋爐大修中結(jié)合鍋爐節(jié)油點(diǎn)火技術(shù)、采用雙置式濃淡分離技術(shù)對(duì)燃燒器進(jìn)行再次改造，運(yùn)行結(jié)果表明取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果［1］。

1 燃燒器改造方案

1.1 燃燒器本體

1）該鍋爐燃燒器為四角布置，每個(gè)角分為A、B、C、D 四層。本次改造中更換了四個(gè)角共16 只燃燒器，其中A 層4 只為節(jié)油穩(wěn)燃型燃燒器，其余B、C、D 三層12 只為穩(wěn)燃型燃燒器，燃燒器由原來(lái)的百葉窗和扭曲板組成的水平濃淡分離燃燒器改為現(xiàn)在的雙置式濃淡分離燃燒器［2］，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，燃燒器標(biāo)高略有改變，布置方式未作改變。

2）四角上二次風(fēng)、中上、中中、中下、下二次風(fēng)所有噴口更換。

3）#1、#2 角下三次風(fēng)矩形彎管進(jìn)行了更換。

4）四角上、下三次風(fēng)噴口全部更換，將噴口傾角由原下傾15°改為下傾5°。

5）原燃燒器切圓直徑Φ 736 mm 未改變，原#1、#3 角對(duì)切，#2、#4 角對(duì)稱布置方式未變。從安裝情況來(lái)看，#1、#3 角切圓良好，#2、#4 角一次風(fēng)噴口的對(duì)沖線偏離理論線32 mm，偏向#1角。#2、#4 角二次風(fēng)噴口對(duì)沖線偏離理論線28 mm，偏向#1 角。

1.2 調(diào)節(jié)風(fēng)

A、B、C、D 層煤粉燃燒器均需二次風(fēng)作調(diào)節(jié)風(fēng)使用，B、C、D 層利用原相應(yīng)的調(diào)節(jié)風(fēng)管道及風(fēng)門(mén)；A 層所增加調(diào)節(jié)風(fēng)管道用Φ219 mm 無(wú)縫管從二次風(fēng)總管道處引出，并加裝手動(dòng)風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)。

1.3 供油系統(tǒng)

小油槍油源取自同角B、C 層大油槍管路，引至小油槍2 m 位置之內(nèi)，與過(guò)濾器聯(lián)接，然后用軟管將過(guò)濾器與油槍連接，原油系統(tǒng)的蒸汽吹掃及蒸汽霧化功能取消，相應(yīng)的電磁閥割除，蒸汽管道保留，管口進(jìn)行了封堵［3］，改造詳情見(jiàn)圖2。

圖1 鍋爐燃燒器組結(jié)構(gòu)圖

圖2 鍋爐爐前燃油系統(tǒng)圖

1.4 冷卻風(fēng)管道

點(diǎn)火燃燒器所配油槍需要冷卻風(fēng)，采用Φ 159 mm 無(wú)縫管從送風(fēng)機(jī)聯(lián)絡(luò)風(fēng)道引至爐前四角點(diǎn)火燃燒器附近，再用專用軟管與點(diǎn)火燃燒器連接（該冷卻風(fēng)主要用于冷卻油槍）。油槍套管冷卻用Φ76 mm 軟管兩頭焊接，油槍冷卻用Φ32 mm 膠皮管連接，兩頭插入后用鐵絲擰緊。

1.5 點(diǎn)火槍、油槍、點(diǎn)火器

此次改造對(duì)點(diǎn)火槍、油槍、點(diǎn)火器全部進(jìn)行了更換，受現(xiàn)場(chǎng)鋼性梁影響，點(diǎn)火槍、油槍結(jié)構(gòu)均為三節(jié)式。小油槍的油耗為400 kg/h，要求供油壓力≥2 MPa。

1.6 一次風(fēng)管道連接

#1 角A、B 層管道與燃燒器連接部分需提高，對(duì)其吊架與支架做延伸處理，提高高度為400 mm。#2、#3、#4 下層一次風(fēng)管道與燃燒器連接彎頭進(jìn)行了更換，#2 角彎頭59°37'、#3 角彎頭33°0'、#4 角彎頭30°23'，其他管道連接未發(fā)生變化，對(duì)磨穿、變形的管道進(jìn)行了更換，四角油槍維護(hù)區(qū)加裝了檢修平臺(tái)。

2 燃燒器改造后運(yùn)行技術(shù)要求

2.1 供油控制要求

蒸汽吹掃電動(dòng)閥門(mén)和供油電動(dòng)閥門(mén)不能同時(shí)開(kāi)，應(yīng)為邏輯互鎖。油槍不進(jìn)位時(shí)，油閥門(mén)不開(kāi)，點(diǎn)火槍不進(jìn)位時(shí)不打火。打火結(jié)束后，點(diǎn)火槍自動(dòng)推出，電動(dòng)推進(jìn)器接線端子如圖3 所示。

圖3 電動(dòng)推進(jìn)器接線端子圖

2.2 低負(fù)荷燃燒指導(dǎo)卡片

低負(fù)荷燃燒指導(dǎo)卡片見(jiàn)表1（表1 內(nèi)容僅作參考，實(shí)際中應(yīng)根據(jù)具體情況決定）?？傦L(fēng)壓的控制應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)燃燒工況、煤質(zhì)好壞決定，若燃燒工況良好，可適當(dāng)維持較大風(fēng)壓，以利于爐內(nèi)氣流的良好擾動(dòng)及維持合格的蒸汽參數(shù)。若全停一層給粉機(jī)，則相應(yīng)二次風(fēng)門(mén)應(yīng)關(guān)閉，保留10%～15%開(kāi)度冷卻噴嘴。

表1 低負(fù)荷燃燒指導(dǎo)卡片

2.3 雙置式濃淡分離燃燒器運(yùn)行要求

1）雙置式濃淡分離燃燒器設(shè)計(jì)為整體式噴嘴，低負(fù)荷穩(wěn)燃性較好，與直流燃燒器相比其阻力約增加200～250 Pa 左右，在運(yùn)行調(diào)整中應(yīng)將一次風(fēng)壓調(diào)至稍高于原直流燃燒器運(yùn)行風(fēng)壓，以防止堵管。在低負(fù)荷時(shí)，可任意投運(yùn)各層的一次風(fēng)管，不影響正常燃燒，但在高負(fù)荷時(shí)，盡量全投四層一次風(fēng)管運(yùn)行。

2）側(cè)二次風(fēng)調(diào)節(jié)的作用。側(cè)二次風(fēng)可補(bǔ)充高負(fù)荷時(shí)需要的空氣量，冷卻噴咀，不會(huì)因溫度升高而被燒毀或變形；加強(qiáng)回流區(qū)的氣流強(qiáng)度和流量，使溫度迅速升高，保證煤粉火焰的自動(dòng)穩(wěn)燃性；補(bǔ)充足夠的氧氣，使炭粒燃燒溫度迅速升高，形成高溫還原火焰。

3）調(diào)節(jié)方法。運(yùn)行中可根據(jù)鍋爐燃燒狀況，在高負(fù)荷或噴嘴四周溫度較高、或有結(jié)焦現(xiàn)象時(shí)，適當(dāng)開(kāi)啟調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)；運(yùn)行中根據(jù)煤質(zhì)和噴咀溫度情況掌握風(fēng)門(mén)最佳開(kāi)度。在低負(fù)荷及溫度很低時(shí)，不能開(kāi)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)（需保留10%～15%開(kāi)度冷卻噴嘴）。

3 運(yùn)行效果討論

為了說(shuō)明燃燒器改造前后的運(yùn)行效果，選取兩種不同煤質(zhì)成分的煤種進(jìn)行比較，第一種煤：Mar（%）=6.12、Aar（%）=32.59、Vdaf（%）=16.17、Qnet.ar（kJ/kg）= 19 880；第二種煤：Mar（%）= 5.3、Aar（%）= 36.69、Vdaf（%）= 16.93、Qnet.ar（kJ/kg）= 18 350。以下部分?jǐn)?shù)據(jù)引自該鍋爐大修后性能試驗(yàn)報(bào)告。

1）大修后鍋爐性能試驗(yàn)的實(shí)際燃煤比設(shè)計(jì)煤稍差。在此情況下大修后200 MW 負(fù)荷點(diǎn)時(shí)鍋爐實(shí)際熱效率為90. 54%（第一種煤）和89. 20%（第二種煤），按設(shè)計(jì)煤修正后對(duì)應(yīng)熱效率為91.78%和90.44%，與設(shè)計(jì)值接近。

2）改造后的燃燒器最低不投油穩(wěn)燃負(fù)荷在燃用第一種煤情況下可達(dá)105 MW，燃用第二種煤情況下可達(dá)115 MW，可滿足機(jī)組調(diào)峰的需要。

3）從燃燒器改造效果來(lái)看，在最低穩(wěn)燃負(fù)荷點(diǎn)，兩種煤的飛灰含碳量滿足合同要求（5 %以內(nèi)）；大渣含碳量第一種煤（7. 06 %）接近合同保證值7 %，第二種煤（11. 74 %）則超出了保證值，主汽溫及再熱汽溫在保證值范圍內(nèi)。在200MW負(fù)荷點(diǎn)，第二種煤的大渣含碳量（4.25 %）在保證值內(nèi)，其他則高出保證值，主汽溫及再熱汽溫在保證值內(nèi)。從試驗(yàn)情況和數(shù)據(jù)分析總的來(lái)看，在主汽溫和再熱汽溫控制在保證值內(nèi)，改造后的燃燒器能滿足較低的穩(wěn)燃負(fù)荷（55 %）并保證燃燒效率。

4）該燃燒器采用汽化油槍技術(shù)，設(shè)計(jì)單支小油槍油量為60 kg/h，從實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，該小油槍在粉倉(cāng)有粉的情況下能滿足鍋爐點(diǎn)火需要，油耗遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值，約在200 ～300 kg/h 左右，冷態(tài)點(diǎn)火用油約在20 t 左右，較改造前有明顯改觀［4－5］。

［1］ 聶欣，周俊虎，汪洋，等.我國(guó)電站鍋爐煤粉直接點(diǎn)火技術(shù)的發(fā)展以及現(xiàn)狀［J］. 熱能動(dòng)力工程，2008，23（4）：333－336.

［2］ 管曉艷，孫紹增，郭洋洲，等.可換向百葉窗煤粉濃縮器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究和應(yīng)用［J］. 節(jié)能技術(shù)，2011，29（1）：15－19.

［3］ 蔡斌，潘海虹，王后忠. 微油點(diǎn)火技術(shù)在鍋爐燃燒系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］. 內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2010，28（1）：42－44.

［4］ 張洪波. 微油點(diǎn)火技術(shù)在大型電站鍋爐中的應(yīng)用［J］.節(jié)能與環(huán)保，2010（7）：31－33.

［5］ 張博，張輝，謝偉. 火力發(fā)電廠煤粉鍋爐節(jié)油點(diǎn)火技術(shù)分析及應(yīng)用［J］. 能源研究與利用，2010（3）：29－32.