關(guān)于鍋爐燃燒器更型改造的可行性研究

郝俊峰

[摘 要]本文通過鍋爐燃燒器更型改造在火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程的應(yīng)用，提出該技術(shù)在解決火力發(fā)電廠燃煤緊缺情況下的有效方法，以適應(yīng)火力發(fā)電廠在煤市場電計(jì)劃的外部環(huán)境下火力發(fā)電廠生存的需求。

[關(guān)鍵詞]鍋爐燃燒器；更型改造；方案論證 大唐哈爾濱第一熱電廠一期工程2×300MW機(jī)組，鍋爐由哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司制造，型號為HG-1025/17.5-YM36型鍋爐。1、2號鍋爐分別于2009年的12月26日及2009年12月28日投產(chǎn)。

由于本廠設(shè)計(jì)的煤種煙煤的煤源滿足不了兩臺機(jī)組的實(shí)際需要，主要一是因?yàn)樵O(shè)計(jì)煤種東部網(wǎng)的運(yùn)力不足，二是煤源緊缺，價格昂貴。自2010年04月份以來，本廠大力開展摻燒褐煤的工作，摻燒量時常達(dá)到50%以上。

摻燒褐煤后鍋爐主要出現(xiàn)以下問題：鍋爐結(jié)焦嚴(yán)重，在燃燒器上部整個爐膛均有結(jié)焦，在燃燒器附近尤為嚴(yán)重。運(yùn)行中大量結(jié)焦后，焦塊脫落在冷灰斗處，造成冷灰斗篷焦，生產(chǎn)部門組織人力進(jìn)行清焦工作，危險性較大。結(jié)焦嚴(yán)重時造成撈渣機(jī)及渣溝堵塞。上述問題已嚴(yán)重影響到鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此必須對鍋爐進(jìn)行改造。

1. 鍋爐燃燒器更型改造依據(jù)和特點(diǎn)

1.1原系統(tǒng)匹配情況的分析

（1）鍋爐原設(shè)計(jì)煤質(zhì)為煙煤，爐膛尺寸小、燃盡高度不足、受熱面偏大，不適合燒褐煤。爐膛的設(shè)計(jì)不適合燃燒褐煤。爐膛設(shè)計(jì)與現(xiàn)在的燃燒方式不匹配。

（2）由于摻燒褐煤，使一次風(fēng)率大大增加，二次風(fēng)率降低，一、二次風(fēng)速的不匹配，配風(fēng)不好，使?fàn)t內(nèi)空氣動力場不好，煤粉燃燒不完全，有沖刷水冷壁現(xiàn)象，引起結(jié)焦，并且爐膛出口煙溫較高，引起排煙溫度高。

（3）由于摻燒褐煤，制粉系統(tǒng)的干燥出力下降，影響摻燒褐煤的摻燒深度。且由于一次風(fēng)溫較低，影響鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性。

（4）由于摻燒褐煤，煤粉燃燒不完全，致使?fàn)t膛出口煙溫較高，引起排煙溫度高。排煙熱損失增加。

1.2改造的方法和步驟

改造分為兩個步驟：一是提高制粉系統(tǒng)的干燥出力，二是降低燃燒器區(qū)域的熱負(fù)荷，減少鍋爐爐膛結(jié)焦的機(jī)會。通過周密的計(jì)算和方案論證，通過減少低溫段過熱器受熱面、空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)向調(diào)整、一次風(fēng)機(jī)入口風(fēng)道引入冷爐煙系統(tǒng)、燃燒器進(jìn)行改造，能夠解決爐膛結(jié)焦問題，無論從安全性、經(jīng)濟(jì)性來講，該改造項(xiàng)目是必要的和可行的。

1.3改造方案的論證

從以下三個方案進(jìn)行論證。

方案一：摻燒60%后的褐煤直接用于原設(shè)計(jì)爐膛

方案二：摻燒60%后的褐煤，低溫過熱器面積削減，預(yù)熱器保持逆轉(zhuǎn)

方案三：摻燒60%后的褐煤，低溫過熱器面積削減，預(yù)熱器改為順轉(zhuǎn)

從上述計(jì)算結(jié)果可以看出：

（1）方案一：在保持原爐膛方案不變的情況下，改變煤種后爐膛所得熱力計(jì)算數(shù)據(jù)基本不變，預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度達(dá)不到入磨混合風(fēng)溫的要求，且預(yù)熱器旁通冷風(fēng)量為0，方案不合理。

（2）方案二：煤種相同，將尾部低溫過熱器削減后，過熱器系統(tǒng)中間段蒸汽溫度有所變化，預(yù)熱器入口煙溫有明顯增加（373℃），預(yù)熱器出口風(fēng)溫可滿足磨入口混合風(fēng)溫的要求，但是旁通風(fēng)量較小，低負(fù)荷工況下必然無法滿足入磨混合風(fēng)溫的要求，方案不合理。

（3）方案三：煤種相同、低過削減，預(yù)熱器改為順轉(zhuǎn)，計(jì)算結(jié)果顯示鍋爐汽系統(tǒng)基本相同，預(yù)熱器入口煙氣溫度相同。但由于預(yù)熱器轉(zhuǎn)向改變，使得預(yù)熱器出口熱一次風(fēng)溫有較大提高（354℃），在滿足入磨熱一次風(fēng)溫的情況下，旁通冷風(fēng)量達(dá)到11.22%，低負(fù)荷工況下基本保證入磨熱風(fēng)溫度的需求，方案合理。

1.4改造方案的簡述

（1）上一次風(fēng)煤粉標(biāo)高不變，調(diào)正下四層一次風(fēng)標(biāo)高，加大上下一次風(fēng)間距，使燃燒器壁面熱負(fù)荷，最大限度內(nèi)適應(yīng)摻燒褐煤的要求。

（2）上兩層煤粉燃燒器采用單元制配風(fēng)，使煤粉配風(fēng)準(zhǔn)確，降低了燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷，為減少結(jié)渣創(chuàng)造了有利條件。

（3）BC層、CD層、DE層二次風(fēng)采用偏置布置，主要目的為提高煤粉的初期著火能力、增加水冷壁區(qū)域氧量，減少結(jié)渣的可能性，同時，通過分級送風(fēng)還可以降低NOx的排放量。

2.經(jīng)濟(jì)效益分析

2.1經(jīng)濟(jì)效益

單臺鍋爐全部燃用煙煤：

燃煤量：137t/h，煙煤噸煤單價630元/t，年運(yùn)行小時數(shù)：4800小時，平均負(fù)荷率：75%

燃料費(fèi)用=137×4800×630×0.75=31072萬元。

實(shí)現(xiàn)60%的比例安全、穩(wěn)定摻燒褐煤：

燃煤量：150 t/h（其中煙煤60 t/h、褐煤各90 t/h），褐煤噸煤單價460元/t，年運(yùn)行小時數(shù)：4800小時，平均負(fù)荷率：75%

燃料費(fèi)用=60×4800×630×0.75+90×4800×460×0.75=28512萬元。

則單臺鍋爐節(jié)省燃料費(fèi)=31072-28512=2560萬元。

#1、2鍋爐共節(jié)省燃料費(fèi)=2560×2=5120萬元。

通過對以上利潤的核算，該項(xiàng)目的改造費(fèi)用在當(dāng)年即可收回成本。

2.2其他效益

通過該項(xiàng)目的改造，可解決鍋爐爐膛結(jié)焦的不安全隱患。通過技術(shù)改造，鍋爐內(nèi)部空氣動力場的狀況得到明顯改善，鍋爐的燃燒性能大幅度提高。

3.評價結(jié)論

3.1 #2爐燃燒器更型改造實(shí)施后，鍋爐爐膛內(nèi)部結(jié)焦的隱患將隨之消除，鍋爐系統(tǒng)的安全性能明顯提高，鍋爐摻燒褐煤的深度將隨之增強(qiáng)。具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

3.2對改進(jìn)前后安全生產(chǎn)情況、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況、社會環(huán)境影響等方面的對比分析。包括：節(jié)能降耗方面、提高安全性、提高可靠性等；對環(huán)境的影響；經(jīng)濟(jì)效益；社會效益等。

4.存在的問題

更換燃燒器要進(jìn)行水冷壁的改造，工作量較大。

參考文獻(xiàn)：

[1]火電廠應(yīng)用技術(shù)[M]. 中國新能源出版

社，2005年5月.

[2]鍋爐運(yùn)行技術(shù) [M]. 中國電力出版社 ，

2003年2月.（編輯/李舶）