某電廠660MW鍋爐燃燒器改造方案

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某電廠660MW鍋爐燃燒器改造方案

唐 健
（哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150046）

摘 要：本文根據(jù)鍋爐燃燒結(jié)焦和汽溫偏差問題，通過數(shù)值模擬分析，提出了燃燒器改造方案。

關(guān)鍵詞：燃燒器； 數(shù)值模擬；改造方案

某電廠660MW鍋爐采用墻式切圓燃燒方式。設(shè)計煤質(zhì)為寧東當(dāng)?shù)責(zé)熋?，目前電廠煤質(zhì)與設(shè)計煤質(zhì)有所偏差，鍋爐在實際運行時，鍋爐出現(xiàn)了一些問題（爐內(nèi)結(jié)焦、左右汽溫偏差），影響到鍋爐的安全經(jīng)濟運行。因此需要對煤粉燃燒器進行改造，解決鍋爐結(jié)焦嚴(yán)重的難題，針對此問題對鍋爐煤粉燃燒器進行技術(shù)改造。

1 設(shè)備現(xiàn)狀

鍋爐結(jié)焦主要發(fā)生在高負(fù)荷（600MW～660MW）時，結(jié)焦位置主要集中在SOFA燃燒器區(qū)域及其上方水冷壁區(qū)域，同時屏過及末過迎風(fēng)面也有掛焦，焦塊為硬質(zhì)焦，左右側(cè)墻焦量較前后墻大。使用除焦劑后焦質(zhì)變得疏松?，F(xiàn)場鍋爐滿負(fù)荷時6臺磨運行（設(shè)計為5運1備），現(xiàn)場收集的煤質(zhì)報告中沒有灰成分、灰熔點，據(jù)反應(yīng)現(xiàn)場燃燒煤種復(fù)雜，有20種之多，備煤分廠反應(yīng)經(jīng)混煤處理后灰熔點最高1300度，最低1260度。通過以上運行煤質(zhì)（表1）可以看出，該實際燃煤熱值有所下降，灰分、水分有所增加，含硫量也較高，因此結(jié)焦和高溫腐蝕傾向較嚴(yán)重，由于結(jié)焦較嚴(yán)重造成過再熱汽溫偏差較高的現(xiàn)象。

表1 電廠實際運行燃煤煤質(zhì)

2 數(shù)值模擬分析

通過對墻式切圓和燃燒器加裝20°導(dǎo)流隔板前后的數(shù)值模擬分析對比可以看出，改造后一、二次風(fēng)氣流沖刷水冷壁的現(xiàn)象明顯減輕。

3 改造工程范圍

（1）主燃燒器修改設(shè)計。（2）SOFA燃燒器增加上下擺動功能。

4 燃燒器改造方案

本次改造主要以防止鍋爐結(jié)焦為主要目的，但燃燒器改造的設(shè)計還必須充分重視煤粉的著火穩(wěn)定、燃盡、煤種適應(yīng)性，必須保證設(shè)備具有較寬的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力和較低的不投油穩(wěn)燃負(fù)荷，也必須考慮防止高溫腐蝕及磨損等問題。

根據(jù)目前電廠實際燃煤情況，為盡可能避免爐內(nèi)結(jié)焦，提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性，保證鍋爐安全運行，同時盡可能減少改造范圍、節(jié)省改造費用，基于對燃料特性的認(rèn)識和本公司豐富的經(jīng)驗，并參照有關(guān)設(shè)計規(guī)范，我們提出了用于電廠600MW機組燃燒器改造的設(shè)計初步方案。

為方便現(xiàn)場施工縮短施工周期，對燃燒器進行改造，將原燃燒器進行部分更換，并對原風(fēng)門執(zhí)行器等主要設(shè)備利舊恢復(fù)。本方案燃燒器噴口分三組布置，上部SOFA燃燒器共布置四層分離式燃燼風(fēng)噴口，燃燼風(fēng)噴口可水平垂直擺動。燃燼風(fēng)噴口反切布置，反切角度可手動調(diào)節(jié)（水平±10°），同時燃燼風(fēng)也可上下擺動，調(diào)整火焰中心，垂直擺動角度為上下±30°。下兩組燃燒器為主燃燒器區(qū)，其中包含6層一次風(fēng)噴口，一次風(fēng)噴口采用百葉窗分離+水平濃淡+偏置周界風(fēng)技術(shù)，可以綜合解決鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃、防止?fàn)t膛結(jié)焦和低NOx排放等問題。8層二次風(fēng)噴口。本次改造方案主燃燒器二次風(fēng)內(nèi)偏置13°，主燃燒器區(qū)域一次風(fēng)煤粉噴口向內(nèi)偏置18°，主要目的是減小一二次風(fēng)切圓角動量、增加水冷壁區(qū)域氧量，減少結(jié)渣的可能性。為了避免出現(xiàn)一二次風(fēng)切圓減小造成排煙溫度升高，我們將SOFA設(shè)置為可垂直擺動，以便適當(dāng)?shù)恼{(diào)整火焰中心。同時SOFA的垂直擺動在其它一些電廠還可用來調(diào)節(jié)鍋爐左右汽溫偏差。

綜上所述，本燃燒器主要做如下改進：（1）選取合理的一、二次風(fēng)速以及良好的配風(fēng)方式，達到鍋爐出力的要求，保證良好的燃燒效率，使鍋爐能安全穩(wěn)定的運行。（2）更換一二次風(fēng)噴口，改變一次風(fēng)射流方向，減小一次風(fēng)切圓。減小一二次風(fēng)切圓角動量。避免一次風(fēng)煤粉顆粒沖刷水冷壁。（3）為了避免一次風(fēng)切圓變小可能造成的排煙溫度上升，增加SOFA燃燒器上下擺動功能，同時此措施可調(diào)節(jié)鍋爐左右熱偏差。

5 預(yù)期效果

通過實施此方案，預(yù)計可以緩解鍋爐的結(jié)焦問題，同時由于切圓旋轉(zhuǎn)角動量的減小，對于鍋爐左右汽溫偏差及鍋爐側(cè)振動包墻也會有所緩解，改造后滿足合同中各參數(shù)要求，最低穩(wěn)燃負(fù)荷30%BMCR，NOX排放滿足合同保證值。

參考文獻

[1] 張晨.660MW機組鍋爐擺動燃燒器執(zhí)行器控制單元改造[J]. 科技視界， 2013 （28）：239-240.

中圖分類號：TK22

文獻標(biāo)識碼：A

作者簡介：唐健，工程師，畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)，從事鍋爐安裝服務(wù)工作。