濃淡鈍體燃燒器在 hg410t h 鍋爐上的應(yīng)用

1、濃淡鈍體燃燒器在HG410th鍋爐上的應(yīng)用齊魯石油化工公司熱電廠現(xiàn)有五臺(tái)HG一410／100一Ⅱ型高溫高壓固態(tài)排渣煤粉鍋爐，設(shè)計(jì)煤種為山西貧煤。投產(chǎn)以來(lái)，鍋爐在75％負(fù)荷時(shí)需投油穩(wěn)燃，飛灰含碳量偏高。為解決上述問(wèn)題，齊魯石化公司熱電廠于1995年在2號(hào)爐上首先應(yīng)用濃淡鈍體燃燒器，1996年、1997年又陸續(xù)完成1號(hào)爐、3號(hào)爐、4號(hào)爐燃燒器改造。使用情況良好，實(shí)現(xiàn)了55％負(fù)荷運(yùn)行脫油穩(wěn)燃，鍋爐各參數(shù)均達(dá)運(yùn)行要求，飛灰含碳量大幅度降低，經(jīng)濟(jì)

2、效益顯著。1鍋爐概況鍋爐概況HG一410100一Ⅱ型鍋爐為自然循環(huán)、∏型布置的固態(tài)排渣煤粉爐，按山西混合貧煤設(shè)計(jì)，采用正四角布置直流燃燒器切圓燃燒反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，假想切圓為Ф1000mm，配有鋼球磨儲(chǔ)倉(cāng)式熱風(fēng)送粉單元制粉系統(tǒng)。爐膛斷面為正方形，寬深均為9980mm，改造前燃燒器的風(fēng)口布置見(jiàn)圖1所示，中、下排一次風(fēng)噴口尺寸為400x400mm。2改造方案改造方案2.1帶熱回流的煤粉濃淡分離技術(shù)帶熱回流的煤粉濃淡分離技術(shù)在本次改造中，采用了煤粉

3、濃淡分離采用了煤粉濃淡分離技術(shù)和熱回流技術(shù)相結(jié)合的辦法技術(shù)和熱回流技術(shù)相結(jié)合的辦法。其中煤粉濃淡分離采用天津電力試驗(yàn)研究所開(kāi)發(fā)的撞擊式分離器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該分離器結(jié)構(gòu)如圖2所示。該裝置主要利用煤粉沖擊到撞擊塊后，煤粉顆粒因反彈而轉(zhuǎn)向，由于顆粒慣性遠(yuǎn)大于空氣，因而煤粉在濃側(cè)聚集而實(shí)現(xiàn)煤粉的濃淡分離，將煤粉分為左右兩股，使?jié)鈧?cè)集于向火側(cè)濃側(cè)集于向火側(cè)，淡側(cè)位于背火側(cè)，實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)水平濃淡分離。水平濃淡分離。在噴燃器出口，還增加了鈍體穩(wěn)燃器，氣固兩相流

4、體繞流鈍體后形成拉伐爾線，在拉伐爾線喉部外附近區(qū)域形成富氧區(qū)，此處又是外回流區(qū)的接匯處，爐膛高溫?zé)煔庠谕鈬鲄^(qū)與由于液體流動(dòng)慣性形成高濃度煤粉和高濃度氧三因素成一體使煤粉迅速加熱，著火和燃燒。此外主氣流與一次風(fēng)噴口四小角射流束氣流剛度好，穿透力強(qiáng)，而且由于流速場(chǎng)、動(dòng)力場(chǎng)穩(wěn)定射流半角為18，更加強(qiáng)四角切團(tuán)燃燒的特點(diǎn)。在變工況運(yùn)行，例如低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，氣流結(jié)構(gòu)衰減不大，也是該型濃淡型鈍體燃燒器另一明顯特點(diǎn)，這一特點(diǎn)亦為在變工況運(yùn)行時(shí)保持速度場(chǎng)

5、和動(dòng)力場(chǎng)與額定工況下速度場(chǎng)、動(dòng)力場(chǎng)主要特征參數(shù)相近，保證低負(fù)荷穩(wěn)燃。存在外回流區(qū)長(zhǎng)度約為270mm。d用移動(dòng)飄帶測(cè)量每個(gè)噴口四小角發(fā)現(xiàn)存在外回流區(qū)。e用細(xì)帶在內(nèi)回流區(qū)觀察發(fā)現(xiàn)存在高旋轉(zhuǎn)渦管。冷態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，強(qiáng)風(fēng)環(huán)居于爐膛中心，直徑為5m左右，貼壁風(fēng)速最大為5.3ms。3.2熱態(tài)試驗(yàn)熱態(tài)試驗(yàn)3.2.1一次風(fēng)可調(diào)縮孔熱態(tài)調(diào)試調(diào)整可調(diào)縮孔擋板的目的是使各一次風(fēng)管路的阻力相等，保持各一次風(fēng)管落粉處?kù)o壓相等，從而順利調(diào)平各一次風(fēng)管風(fēng)量

6、、粉量。根據(jù)一次風(fēng)設(shè)計(jì)風(fēng)速22ms，風(fēng)粉濃度比052kgkg可計(jì)算出滿足設(shè)計(jì)要求而不堵一次風(fēng)管的一次風(fēng)畢托管動(dòng)壓必須保持250Pa左右，由此可計(jì)算出動(dòng)壓管指示，以此作為調(diào)節(jié)一次風(fēng)可調(diào)整孔開(kāi)關(guān)程度的依據(jù)。3.2.2低負(fù)荷穩(wěn)燃試驗(yàn)維持鍋爐負(fù)荷210~250th。試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，甲側(cè)制粉系統(tǒng)運(yùn)行，氧量維持在2.6%~3%，一次風(fēng)總壓2000~2100Pa，爐膛微負(fù)壓一35～一10Pa，二次風(fēng)配風(fēng)方式采用束腰式，采取開(kāi)大上、下二次風(fēng)，少開(kāi)中二次風(fēng)的

7、辦法。粉位4.0~5.0m，共8臺(tái)給粉機(jī)投入。撤油后燃燒穩(wěn)定，運(yùn)行正常，兩小時(shí)后啟動(dòng)乙側(cè)制粉系統(tǒng)，甲、乙兩套制粉系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，負(fù)荷230tt左右，二次風(fēng)配風(fēng)相應(yīng)變化，8臺(tái)給粉機(jī)投入運(yùn)行，爐膛負(fù)壓波動(dòng)比較大，主要原因是乙制三次風(fēng)單管運(yùn)行（因1號(hào)三次風(fēng)噴口漏粉嚴(yán)重，關(guān)閉三次風(fēng)門(mén)）四角不均勻造成，爐膛火焰燃燒相對(duì)較差，但燃燒穩(wěn)定，運(yùn)行狀況良好。30min后停止乙側(cè)制粉系統(tǒng)，只有甲制單獨(dú)運(yùn)行，負(fù)荷210~230th氧量維持在4.0%~4.5%，

8、一次風(fēng)總壓2000~2100Pa，爐膛負(fù)壓一30～一10Pa粉位40～5.0m7臺(tái)給粉機(jī)投入該工況維持運(yùn)行8小時(shí)，鍋爐燃燒平穩(wěn)，火焰明亮，運(yùn)行良好。在低負(fù)荷試驗(yàn)期間，進(jìn)行了啟停乙制粉系統(tǒng)試驗(yàn)各一次，另外，投、停給粉機(jī)試驗(yàn)多次，燃燒穩(wěn)定，爐膛負(fù)壓和各部風(fēng)壓均在正常范圍內(nèi)波動(dòng)，火焰監(jiān)視器顯示火焰正常，各運(yùn)行參數(shù)均在正常范圍內(nèi)。3.2.3額定負(fù)荷試驗(yàn)燃燒器改造后，增加了一次風(fēng)系統(tǒng)的阻力。根據(jù)改造后試驗(yàn)，當(dāng)鍋爐負(fù)荷在410th時(shí)（額定出力）甲送

9、擋板開(kāi)度為65%，乙送為60%，送風(fēng)機(jī)壓頭能滿足燃燒器改造后送風(fēng)系統(tǒng)阻力增加的需要。燃燒器改造前后各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。4運(yùn)行狀況及經(jīng)濟(jì)效益分析運(yùn)行狀況及經(jīng)濟(jì)效益分析4.1改后運(yùn)行狀況改后運(yùn)行狀況4.1.1爐膛溫度場(chǎng)均勻由于將各層一、二次風(fēng)速及風(fēng)粉濃度基本調(diào)勻，再加上煤粉分離裝置和鈍體配合，爐膛內(nèi)的向火側(cè)都具有濃煤粉氣流，煤粉在爐膛內(nèi)分布均勻，不僅充分發(fā)揮了向火側(cè)煤粉著火優(yōu)勢(shì)，有益于穩(wěn)定和強(qiáng)化燃燒，而且能降低爐膛內(nèi)不同部位的溫差。

10、由表3可以看出，在同一高度燃燒斷面上，爐膛四周火焰溫并差△tmax=30℃，這說(shuō)明火焰在爐膛中分布均勻，燃燒中心居中均勻的爐膛溫度場(chǎng)，不僅有益于爐內(nèi)過(guò)程也有益于鍋內(nèi)過(guò)程，有利用降低熱偏差，保證良好的汽水循環(huán)；避免了局部熱負(fù)荷過(guò)高和管壁溫度過(guò)高，從而減少了氫腐蝕的客觀條件。4.1.2增強(qiáng)了對(duì)流傳熱根據(jù)國(guó)內(nèi)研究資料介紹，實(shí)現(xiàn)煤粉穩(wěn)實(shí)現(xiàn)煤粉穩(wěn)定著火的熱量主要來(lái)源于爐內(nèi)高溫?zé)煔馀c定著火的熱量主要來(lái)源于爐內(nèi)高溫?zé)煔馀c煤粉氣流的對(duì)流傳熱煤粉氣流的對(duì)

11、流傳熱，這部分熱量約占70%~90%，而爐內(nèi)輻射傳熱約占10%~30%。該燃燒器設(shè)計(jì)采用內(nèi)置鈍體，又因四角小棱柱強(qiáng)射流，即保證一次風(fēng)射流的剛度，又可增強(qiáng)內(nèi)外回流傳熱，有益于煤粉提前著火，穩(wěn)定和強(qiáng)化燃燒。4.1.3延長(zhǎng)了部分煤粉在爐膛的停留時(shí)間在煤粉分離裝置和鈍體的作用下，使大部分煤粉射向向火側(cè)。因煤粉的離心作用，部分煤粉，特別是粗粒煤粉，脫離主射流單獨(dú)進(jìn)人高溫富氧回流區(qū)，這對(duì)煤粉的提前著火十有益。而且這部發(fā)煤粉在進(jìn)入爐膛主旋轉(zhuǎn)氣流以前，