降低電站鍋爐飛灰含碳量實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

蔣 濤

(淮北國安電力有限公司,安徽淮北 235000)

降低電站鍋爐飛灰含碳量實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

蔣 濤

(淮北國安電力有限公司,安徽淮北 235000)

對我廠煤質(zhì)變化造成飛灰、爐渣可燃物大,機(jī)組的運(yùn)行方式不合理及其對鍋爐安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響進(jìn)行分析,從運(yùn)行調(diào)整的角度提出了改變火焰中心高度、調(diào)整風(fēng)量等解決措施。在實(shí)際應(yīng)用中取得了明顯效果,對同類設(shè)備有一定的借鑒作用。

火焰中心;飛灰;爐渣;調(diào)整

隨著國家節(jié)能減排力度的加大,電力體制改革的深入,電廠競價上網(wǎng)的實(shí)施,電廠的經(jīng)營情況越來越嚴(yán)峻。因此,確保機(jī)組長期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是非常重要的。鍋爐是火力發(fā)電廠的三大設(shè)備之一,保證鍋爐安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是運(yùn)行調(diào)節(jié)的重要任務(wù)。

一、原因分析

我廠目前裝有兩臺320MW機(jī)組,鍋爐為亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)、全懸吊、半露天布置、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、燃煤汽包爐,由東方鍋爐廠設(shè)計(jì)制造,2000年投入商業(yè)運(yùn)行。飛灰和爐渣是影響鍋爐效率的重要因素,對于煤粉爐而言,飛灰及爐渣的重量比重約為9∶1,所以其對于鍋爐效率的影響也約為9∶1,因此,飛灰的大小對于鍋爐效率的影響較大,通過計(jì)算,飛灰每升高1%,鍋爐效率越下降0.7%,由此將使發(fā)電煤耗升高約3～4g/kwh。

由于煤炭資源的緊缺,我廠自機(jī)組投產(chǎn)以來,基本上燃用貧煤和混煤,和設(shè)計(jì)煤種相比較,該煤種灰分一般在30以上,揮發(fā)分和發(fā)熱量低,可磨系數(shù)小,通過對來煤的多次化驗(yàn),結(jié)果表明該煤揮發(fā)分含量只有8%～10%。燃料低位,發(fā)熱量一般在19MJ/kg左右,有時更低。低揮發(fā)分含量,低發(fā)熱量,過粗的煤粉在噴入爐膛后著火推遲,火焰中心上升,燃盡度極差,從而使得飛灰可燃物增大。過去由于片面地追求制粉單耗造成操作方法不合理,粗粉分離器擋板角度又不能及時調(diào)整,這就造成了煤粉粗以及三次風(fēng)速過高,從而使得煤粉燃燒不完全引起飛灰可燃物含量居高不下。在目前的操作中,由于過分地提高主、再汽溫以及調(diào)整負(fù)荷時不及時調(diào)整風(fēng)量,造成了一、二次風(fēng)的調(diào)整及風(fēng)粉配比上存在嚴(yán)重不足,致使著火延遲、火焰中心上移和燃燒不充分。這樣就造成燃燒不徹底而使飛灰可燃物超標(biāo)。所以,運(yùn)行方式不合理、調(diào)整不當(dāng)也是引起飛灰可燃物高的主要原因。

當(dāng)煤質(zhì)差時,由于一、二次風(fēng)壓高以及一次風(fēng)溫低就造成了爐膛溫度低、煤粉著火延遲及燃燒區(qū)大大延長,使得燃燒不充分;而煤質(zhì)及負(fù)荷變化大,使運(yùn)行人員無法及時調(diào)整風(fēng)粉的配合情況,造成了飛灰可燃物含量高。

二、解決措施

經(jīng)過公司多方面聯(lián)合調(diào)研和相關(guān)高等院校專家的指導(dǎo),我公司相繼從運(yùn)行調(diào)整方面摸索出了多項(xiàng)措施,在降低飛灰爐渣含碳量方面起到了一定的作用,本文重點(diǎn)介紹通過改變火焰中心高度,延長燃料在爐膛內(nèi)的停留時間,從而降低飛灰爐渣含碳量的一些方法。

在鍋爐燃燒設(shè)備和煤質(zhì)一定的條件下,一次風(fēng)與二次風(fēng)的調(diào)節(jié)就成為決定著火和燃盡過程的關(guān)鍵。一次風(fēng)速過高,會推遲著火,引起燃燒不穩(wěn)定,甚至滅火;一次風(fēng)速過低,對穩(wěn)定燃燒和防止結(jié)渣也是不利的,甚至?xí)l(fā)生堵管。配風(fēng)方式不僅影響燃燒穩(wěn)定性和燃燒效率,還關(guān)系到結(jié)渣,火焰中心高度的變化,爐膛出口煙溫的控制。從而進(jìn)一步影響過熱汽溫與再熱汽溫、飛灰可燃物等一系列經(jīng)濟(jì)效益。表1給出燃燒器設(shè)計(jì)特性參數(shù)(B-MCR)。

表1 燃燒器設(shè)計(jì)特性參數(shù)(B-MCR)

二次風(fēng)配風(fēng)、爐膛/二次風(fēng)差壓的調(diào)整對飛灰可燃物有很大的影響。各層二次風(fēng)的調(diào)節(jié)(包括OFA),對燃燒有一定的影響,進(jìn)行二次風(fēng)配風(fēng)、爐膛/二次風(fēng)差壓的調(diào)整試驗(yàn)時,保持各工況負(fù)荷、氧量、一次風(fēng)速基本相同,表2為試驗(yàn)結(jié)果。

表2 運(yùn)行調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果

可見,菱形配風(fēng)與束腰型配風(fēng),氧量和一次風(fēng)壓差別不大,不同的是爐膛/二次風(fēng)差壓。比較可知爐膛/二次風(fēng)差壓較高時燃燒較好,飛灰可燃物含量低,效率高。這是因?yàn)闋t膛/二次風(fēng)差壓大時爐內(nèi)風(fēng)粉擾動混合較強(qiáng),煤粉著火后補(bǔ)充氧氣足夠,有利于煤粉的燃盡。

因此,采用菱形配風(fēng)更有利于降低飛灰含碳量,下面就詳細(xì)的配風(fēng)情況做一下介紹:菱型配風(fēng),顧名思義就是中間大、兩頭小的配風(fēng)方式,我們采用的方法是最下層(AA層)頂托二次風(fēng),開度控制在70%以下,目的是防止過大的頂托二次風(fēng)量對底層燃料形成卷吸,使火焰沖向冷灰斗,造成火焰中心不集中,爐膛溫度低,爐渣含碳量高。頂二次風(fēng)(OFA)保持不開或微開(5%),根據(jù)負(fù)荷情況,依次向下逐漸關(guān)閉EX、DE、DD等風(fēng)門,保證主燃燒區(qū)富氧燃燒,配合燃燒器擺角,采用對沖燃燒(下擺角上擺、上擺角下擺)方式,始終保持較高的火焰中心溫度,使燃料著火時間提前,保證充足的燃燒時間和足夠高的著火溫度。

一次風(fēng)方面,在保證安全的前提下,采用較低的一次風(fēng)壓,提高一次風(fēng)中的煤粉濃度可降低著火溫度,保證燃料在爐膛內(nèi)有充足的燃燒時間,使飛灰含碳量減少。同時減小一次風(fēng)率、提高一次風(fēng)溫,使排煙溫度進(jìn)一步降低,提高了鍋爐效率。

對于三次風(fēng)方面,煤質(zhì)差時三次風(fēng)帶粉較多而且顆粒度大,對燃燒的安全、經(jīng)濟(jì)所帶來的影響非常嚴(yán)重。適當(dāng)關(guān)小排粉機(jī)擋板,開大磨煤機(jī)再循環(huán)風(fēng)門,減少三次風(fēng)量,控制給煤機(jī)轉(zhuǎn)速和磨煤機(jī)出口負(fù)壓,保證磨煤機(jī)的最佳通風(fēng)量,使火焰中心下移。

為進(jìn)一步降低飛灰含碳量和爐渣含碳量,燃燒器的負(fù)荷分配采用“0形”燃燒。所謂“0形”燃燒,就是燃燒器的中部通粉量大、燃燒器的上部、下部通粉量少,在各層給粉機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)分配上,適當(dāng)拉大燃燒器中部幾層給粉機(jī)與上、下部給粉機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)差,這樣,使局部煤粉濃度高度集中,提高了燃燒器的局部峰值溫度。采用該方法后,無論負(fù)荷高低,都能保證著火時間縮短、爐膛溫度提高以及火焰中心不上移,確保燃燒既迅速又徹底,降低飛灰爐渣含碳量,從而達(dá)到節(jié)能減排、降低生產(chǎn)成本、增強(qiáng)企業(yè)競爭力的根本目的。

總之,降低飛灰可燃物的辦法可歸納為以下幾點(diǎn):

1.保持合適的氧量,風(fēng)量大使飛灰增大,控制氧量在4～5%之間。

2.在保證不堵管的前提下,降低一次風(fēng)壓 。

3.給粉機(jī)轉(zhuǎn)速保持不要太高,采用“0型”負(fù)荷分配方式,保持較小的變化區(qū)間。

4.在汽溫允許情況下,降低火焰中心。

5.磨煤機(jī)運(yùn)行要穩(wěn)定,出口溫度控制在100℃,調(diào)整幅度要小。

[1] 黃新元.電站鍋爐運(yùn)行與燃燒調(diào)整:第2版[M].北京:中國電力出版社,2007.

[2] 西安熱工研究院.電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程(GB/T 10184-1988)[S].1988.

[3] 焦慶豐.劣質(zhì)煤燃燒技術(shù)及應(yīng)用[C]//發(fā)電廠鍋爐、汽輪機(jī)節(jié)能技術(shù)研討會報(bào)告文集.昆明,2008.

[4] 王新格.1000MW超臨界機(jī)組制粉系統(tǒng)攜帶大顆粒問題研究[J].山東電力技術(shù),2008(2).

責(zé)任編輯:訾興建

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A

1671-8275(2010)03-0055-02

2010-03-04

蔣濤(1975-),男,安徽濉溪人,淮北國安電力有限公司助理工程師。研究方向:電站鍋爐運(yùn)行調(diào)整。