鍋爐燃燒系統(tǒng)改造調(diào)整及運(yùn)行特性分析

徐中田 孫緒恩

摘? ? 要：改造調(diào)節(jié)鍋爐燃燒系統(tǒng)是發(fā)展的必然方向。以現(xiàn)階段鍋爐燃燒系統(tǒng)運(yùn)行情況為基礎(chǔ)，結(jié)合近年來(lái)鍋爐廠制造特點(diǎn)，明確新時(shí)代發(fā)展發(fā)展對(duì)鍋爐燃燒提出的要求，深層探索對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行改造調(diào)節(jié)的方向，并明確其展現(xiàn)出的運(yùn)行特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：鍋爐;燃燒系統(tǒng);改造;運(yùn)行

1? 前言

鍋爐燃燒屬于一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，無(wú)法準(zhǔn)確的對(duì)目標(biāo)模型加以表述。因?yàn)闊峤粨Q和汽水交換等物理過(guò)程具備強(qiáng)烈的熱力系統(tǒng)特點(diǎn)，所以這一過(guò)程屬于大滯后過(guò)程。若燃料供給數(shù)量出現(xiàn)改變，或因?yàn)槿紵|(zhì)量出現(xiàn)變化，此時(shí)鍋爐燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)沒(méi)有進(jìn)行完善處理，必然會(huì)延遲，導(dǎo)致運(yùn)行階段出現(xiàn)失控問(wèn)題，影響鍋爐的正常運(yùn)行。下面對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)改造調(diào)整及運(yùn)行特性進(jìn)行深層探索。

2? 背景概述

某區(qū)域的電廠有兩臺(tái)鍋爐都屬于“W”火焰鍋爐，分為別是#9和#8，其基本形式為自然循環(huán)、單鍋筒、一次中間再熱、制粉系統(tǒng)引用鋼球磨熱風(fēng)干燥、中間儲(chǔ)倉(cāng)式等。主要是引用典型的燃用煙煤型的燃燒器進(jìn)行設(shè)計(jì)，均勻配風(fēng)，每角燃燒器沿著高度分為上下兩組。上組的燃燒器安裝了頂部二次風(fēng)，有助于燃盡;為了減少爐膛出口兩邊造成的溫差，將最上層二次風(fēng)和頂部?jī)蓪尤物L(fēng)引用反切的方式進(jìn)行操作。“W”火焰鍋爐主要是對(duì)無(wú)煙煤燃燒，依據(jù)在前后拱安裝的煤粉燃燒器垂直下射，提升煤粉燃燒步驟，結(jié)合充足的下?tīng)t膛衛(wèi)燃帶提升爐膛的溫度，以此保障燃燒的穩(wěn)定性。但要注意的是，這種類型的鍋爐也存在很多問(wèn)題，如由衛(wèi)燃帶數(shù)量增加帶來(lái)的結(jié)渣等。

3? 運(yùn)行狀態(tài)

現(xiàn)階段，隨著煤質(zhì)量的降低，部分批次的來(lái)煤質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)數(shù)值，尤其是在燃燒到較低揮發(fā)、發(fā)熱量的情況下，爐內(nèi)會(huì)有燃燒不穩(wěn)定的問(wèn)題出現(xiàn)，如火焰或明或暗等，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)鍋爐滅火帶來(lái)的機(jī)組跳閘。在本文所選案例中，前四個(gè)月因?yàn)槿霠t煤質(zhì)差燃燒不穩(wěn)定帶來(lái)的鍋爐熄火及跳閘問(wèn)題。

總體來(lái)講，在入爐煤質(zhì)過(guò)低的情況下，燃燒系統(tǒng)穩(wěn)定性越來(lái)越低，此時(shí)很容易增加鍋爐熄火事故的發(fā)生概率，若能對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行改造和調(diào)整，可以有效控制機(jī)組跳閘的次數(shù)。

4? 鍋爐燃燒系統(tǒng)改造與調(diào)整分析

4.1? 燃燒器

“W”火焰鍋爐直流縫隙式燃燒器最大的特點(diǎn)就是兩列二次風(fēng)夾一條一次風(fēng)，改造前的縫隙式燃燒器，一次風(fēng)安裝在靠近爐膛的中心側(cè)，乏氣放在靠近墻的一側(cè)。改造之后的縫隙式燃燒器，主要是讓乏氣風(fēng)火嘴移動(dòng)到靠近爐膛中心的二次風(fēng)出，原本乏氣噴口通入二次風(fēng)。乏氣風(fēng)的位置對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)有極大影響，因此需要工作人員慎重安排。改造工作要求，讓乏氣風(fēng)移動(dòng)到靠近爐膛中心的二次風(fēng)位置，這樣不但能控制一次風(fēng)相間處的二次風(fēng)，乏氣煤粉集中安排，整體提升向火面的煤粉濃度，減少燃燒脈動(dòng)問(wèn)題的出現(xiàn)，而且有助于原乏氣噴口通入二次風(fēng)，以此提升靠近墻那一側(cè)的氧量，控制前后墻出現(xiàn)結(jié)渣的概率。除此之外，對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行改造和調(diào)整決不能影響二次風(fēng)向下的沖動(dòng)量。因?yàn)榉饷悍奂?xì)度過(guò)小，接近高溫區(qū)域的乏氣煤粉極容易出現(xiàn)著火燃燒，這樣能彌補(bǔ)乏氣風(fēng)溫度過(guò)低對(duì)主燃燒氣流的影響。

4.2? 三次風(fēng)室分割和家裝導(dǎo)流板

“W”型火焰鍋爐拱下熱風(fēng)傾角對(duì)鍋爐燃燒穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益有極大影響?！癢”火焰鍋爐三次風(fēng)具備后期補(bǔ)風(fēng)與調(diào)節(jié)火焰等作用。三次風(fēng)對(duì)爐內(nèi)流動(dòng)有極大影響，其可以控制主氣流向下流動(dòng)，以此減少氣流形成。在三次風(fēng)下傾斜一個(gè)小角度的情況下，可以延伸氣流形成，這對(duì)爐內(nèi)流動(dòng)而言極為重要。三次風(fēng)室引用大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)，原本設(shè)計(jì)理念是要三次風(fēng)道與水平方向呈現(xiàn)出五十度的傾斜角，但從實(shí)際角度分析，因?yàn)闅饬鹘?jīng)過(guò)水冷壁管繞流后，出口一般水平向爐膨運(yùn)行。在這一背景下，很容易導(dǎo)致前后墻流場(chǎng)出現(xiàn)不均衡的問(wèn)題，進(jìn)而致使燃燒失去平穩(wěn)性。此時(shí)，需要工作人員將三次風(fēng)室劃分為小風(fēng)室，并安裝導(dǎo)流板，這樣在三次風(fēng)向下傾斜五十五度的情況下，下?tīng)t膛前后墻火焰對(duì)稱性可以得到優(yōu)化，而后在了解鍋爐燃燒狀態(tài)的基礎(chǔ)上逐漸增加三次風(fēng)[1]。

4.3? 翼墻通過(guò)開(kāi)細(xì)縫通防結(jié)渣的二次風(fēng)

因?yàn)闋t膛中心的氣流膨脹后，會(huì)向兩邊拓展，高溫甚至是融熔煤灰顆粒都會(huì)直接影響翼墻，增加其結(jié)渣的概率。翼墻衛(wèi)燃帶區(qū)域在水冷壁鰭片的位置開(kāi)一個(gè)細(xì)縫流入二次風(fēng)，活躍衛(wèi)燃帶區(qū)域的還原性，可以達(dá)到掌控結(jié)渣的目標(biāo)，設(shè)計(jì)風(fēng)量為百分之五的總風(fēng)量。在下?tīng)t膛四角標(biāo)高為22.966mm和26.566mm的位置安裝防渣風(fēng)。

5? 調(diào)整及運(yùn)行特性分析

具體內(nèi)容主要分為以下幾點(diǎn)：其一，拱上二次風(fēng)分配。了解實(shí)踐案例可知，保障中間小、兩邊大的二次風(fēng)就可以讓鍋爐燃燒系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。其二，拱下三次風(fēng)分配。一般情況下，工作人員可以結(jié)合拱下三次風(fēng)擋板開(kāi)度的大小，明確拱下三次風(fēng)的風(fēng)量，而后觀察鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，如三次風(fēng)開(kāi)度達(dá)到百分之六十到百分之四十的情況下，爐膛負(fù)壓波動(dòng)過(guò)大，此時(shí)提升拱部二次風(fēng)量，可以讓煤粉著火距離增加。因此，合理提升三次風(fēng)，不但可以保障拱上煤粉的燃燒情況，而且可以為煤粉燃燒進(jìn)行后期補(bǔ)風(fēng)。其三，氧量。在燃燒穩(wěn)定的背景下，結(jié)合爐膛出口的氧量狀態(tài)，一步步提升二次風(fēng)的數(shù)量，確保爐膛的出口氧氣量控制在百分之四點(diǎn)五到百分之三之間，可以提升鍋爐燃燒系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)水平，并預(yù)防結(jié)渣的出現(xiàn)。其四，磨煤機(jī)。在穩(wěn)定燃燒的情況下，為了不讓爐內(nèi)兩側(cè)墻出現(xiàn)結(jié)渣問(wèn)題，工作人員可以提升爐膛兩邊的氧量，此時(shí)可以選擇中間大、兩邊小的磨負(fù)荷分配形式。其五，乏氣縮孔與手動(dòng)門(mén)。將靠近墻一側(cè)的乏氣手動(dòng)關(guān)閉，燃燒經(jīng)濟(jì)性持續(xù)減少，燃燒穩(wěn)定性也會(huì)降低。關(guān)掉比分乏氣縮孔，且將三次風(fēng)開(kāi)大，可以提升燃燒的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性[2]。

6? 改造調(diào)整效果分析

在本文案例中，經(jīng)過(guò)改造調(diào)整的鍋爐燃燒系統(tǒng)，不但可以減少了因?yàn)槊嘿|(zhì)差燃燒不穩(wěn)定帶來(lái)的鍋爐滅火問(wèn)題，而且可以保障實(shí)踐工作效率和質(zhì)量。燃燒改造工作的實(shí)施，促使工作人員在同等煤質(zhì)背景下，燃燒器區(qū)域安裝衛(wèi)燃帶后，新增加的衛(wèi)燃帶燃燒器區(qū)域爐膛溫度要高于改造前的測(cè)量數(shù)值。而具體變化主要分為兩方面：

一方面，改造后的燃燒穩(wěn)定性得到提升。燃燒改造之前，三次風(fēng)一般展現(xiàn)出水平噴入爐膛中，與垂直向下傾斜的主燃燒氣流提早碰撞，導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)的其六出現(xiàn)不穩(wěn)定性，爐膛內(nèi)的負(fù)壓波動(dòng)變化較大，前后墻的偏燒問(wèn)題過(guò)于嚴(yán)重。但在改造調(diào)整之后，三次風(fēng)可以達(dá)到百分之百，爐內(nèi)的燃燒非常穩(wěn)定，溫度分布也很均衡，沒(méi)有前后墻偏燒問(wèn)題。在改造之前，鍋爐具備的負(fù)荷能力極低，但改造之后鍋爐對(duì)煤種變化的適應(yīng)性極強(qiáng)，擁有的負(fù)荷能力也非常高，燃燒系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到了保障。

另一方面，鍋爐減溫水量逐漸降低。改造調(diào)整之前，在較低風(fēng)量和氧量下的鍋爐減溫水控制在每小時(shí)八十到一百噸，但在改造調(diào)整后，雖然鍋爐風(fēng)量與氧量得到提升，但鍋爐溫水依舊控制在每小時(shí)三十噸左右，甚至煤質(zhì)較高的情況下不需要添加減溫水[3]。

7? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，改造調(diào)整之后的鍋爐燃燒系統(tǒng)越發(fā)平穩(wěn)，相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性能也得到了提升，有效解決了爐膛前后墻偏燒問(wèn)題，控制了“W”火焰鍋爐燃燒穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性及結(jié)渣的關(guān)系。與此同時(shí)，工作人員還要在調(diào)整燃燒過(guò)程中明確鍋爐最有效的運(yùn)行方式，以此為企業(yè)發(fā)展提供保障。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 熊英瑩，譚厚章.四角切圓無(wú)煙煤燃燒系統(tǒng)靈活性改造優(yōu)化研究[J].潔凈煤技術(shù)，2018（1）.

[3] 李斌，李巖，張玉斌.塔式太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行特性仿真研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2018（6）.