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    新型煤粉浓淡点火燃烧器及应用[1]张秀芳

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    第卷
    华中电力
    年第期
    新型煤粉浓淡点火燃烧器及应用
    张秀芳,
    唐必光
    武汉大学动力系湖北武汉
    摘要针对火电厂节约投油和提高调峰能力等问题,介绍了一种煤粉浓淡燃烧技术。
    并以台机组锅炉的
    应用为例,
    阐述了煤粉浓淡燃烧器的特点和优点
    。
    关键词燃烧器浓淡燃烧煤粉着火热
    中图分类号
    文献标识码
    文章编号
    一
    一一
    一一
    一一
    ,
    即
    叩
    一
    一
    随着社会的发展电网供电负荷的昼夜峰谷差量而设计收一种新型浓缩燃烧技术
    。
    目前电站锅
    越来越大,
    这就要求发电机组具备较强的调峰能
    炉主要是四角布置直流式切向燃烧锅炉。
    该技术针
    力
    。
    为满足供电负荷的需要电力主管部门要求电
    对这一特点其燃烧器通过组织一次风气流在水平厂在低谷时发电负荷保持在左右
    。
    为此,电站
    方向上向火侧与背火侧分别为浓、
    淡燃烧解决了
    锅炉在低负荷时为保证稳定燃烧,
    需要投人稳燃用
    低质煤及低负荷稳定燃烧的问题,
    并且有降低助燃油,
    从而使发电成本提高
    。
    的作用,
    同时可以有效地防止水冷壁的磨损和结渣
    近
    年来
    ,
    我国火力发电厂开展了以低负荷及燃烧区水冷壁的外部高温腐蚀
    。
    稳燃节油、
    节煤及改善锅炉调峰特性为目标的各类
    技术原理
    煤粉燃烧器与燃烧技术的研究开发和推广应用工经验和理论分析都证朗了提高一次风气流中作,有关单位先后研制出煤粉预燃室、钝体燃烧器
    、的煤粉浓度对提高燃烧稳定性是有利的。
    提高一次夹心风燃烧器、
    大速差燃烧器、
    扁平射流风铲式燃风煤粉浓度可以降低着火热使着火提前。
    着火热烧器、多功能船型燃烧器、
    犁型燃烧器等多种型式主要用于加热煤粉和空气以及使煤中水份蒸发和的煤粉燃烧器在不同程度上得到了生产运行以及
    过热,
    着火热
    戚
    为基建单位的采纳和应用,
    产生了较大的社会效益和沪俨
    十
    一
    经济效益
    。
    经过较长时间的运行和考验,
    其中相当
    兀一
    口
    。
    一部分燃烧器暴露出一些问题如燃烧器喷
    口
    易烧
    式中
    理论空气量
    ,
    坏、
    喷
    口结渣
    、
    低负荷时仍需投入一定数量的燃油
    一
    、
    、
    等影响了锅炉的安全经济运行需要对燃烧器进一
    分别为空气、
    煤粉和水蒸汽的比热
    ,
    ,
    ・
    ℃
    一步改进和完善。
    本文介绍一种新型煤粉浓淡点火
    渭
    燃烧器及其在某电厂锅炉上的应用
    。
    —分别为着火温度和一次风的初温
    ℃
    可调浓淡燃烧技术简介
    印
    燃料水份
    厂
    一分解热
    。可调浓淡燃烧器是为了解决我国劣质煤稳定忽略水份的汽化、
    过热热量和分解热,
    以单位着火、
    燃烧和锅炉低负荷调峰及降低烟气中
    含
    质量
    煤粉计着火热公式可简化为
    收稿日期
    一
    一
    作者简介张秀芳一女江苏武进人硕士研究生
    一一

    年第期
    油
    华中电力
    口
    。
    第
    。
    卷
    厂
    、
    。
    一
    。
    比是固定的锅炉在运行中不同的煤种及负荷要求
    式中口
    煤粉吸热在着火热中所占份额
    产
    ,
    一
    二
    分别为煤粉空气的吸热煤粉供给不同即在高负荷或燃用优质煤时要防止炉内结焦及烧坏喷燃器喷口在低负荷或燃用劣质煤时要保证炉内燃烧稳定因此在浓淡燃烧器的基础
    一
    。式中
    二
    厂‘斌
    为煤粉浓度
    ・
    。
    上又提出了可调浓淡燃烧器
    。
    即采用一简单调节装
    、
    由式假定
    ,
    ・
    可以看出增加煤粉浓度着火热减少置可根据运行状况改变一次风喷口煤粉浓淡比例
    一般取空气密度取
    。
    ,
    一般运行值
    锅炉应用浓淡煤粉燃烧器
    设备简介
    某电厂锅炉型号为
    岛二煤粉
    。
    空气按式
    计算煤粉吸热所
    「
    占的份额
    约为
    当煤粉浓度提高一倍‘萨
    增加为
    。
    。
    ,
    一
    四角喷燃
    煤粉人空气时煤粉吸热所占的份额
    双假想切圆四层煤粉最低层有两层高炉煤气助燃具体布置见图
    、
    可以看出增加煤粉浓度煤粉吸热所占的份额显著地增加因而着火热明显减少使煤粉易于燃烧
    图
    。
    基
    于此国内近几年相继出现各种型式浓淡类燃烧器
    三次风喷口
    三次风喷口二次风喷口【点火披拘
    一次风喷口二次风喷口
    一次风喷口
    二次风喷口点火油枪〕
    一
    一
    其提高煤粉浓度的方法一般是在一次风煤粉气流进
    入燃烧器前采用气固分离装置或弯管离心分离方式
    、
    把煤粉气流分成浓淡两股形成浓淡偏差燃烧
    弯管内两相流动对于弯管离心分离方式
    。
    二次风喷口
    其一次风出口的浓
    ,
    、
    一次风喷口二次风喷口
    淡分布是利用一次风管内的煤粉一空气组成的气
    固两相流在经过风管弯头时由于煤粉颗粒的惯性作用使得煤粉流向弯头的外侧形成弯头外侧煤粉浓度高内侧煤粉浓度低的分布
    、
    一次风喷口二次风喷口〔火迪构春
    一
    。
    据西安热工所
    高炉煤气喷口
    高炉煤气喷
    口
    、
    口
    口
    口口日
    盆
    一
    、
    一一一
    丁越咬旦口厂空气喷热空气」
    研究院试验室试验结果得到对各种形式弯头及流动条件沂左,
    一
    “
    ,
    丁一
    图
    管内速度脚二
    一
    耐
    。
    当弯曲
    角
    。
    一
    煤粉颗粒主要集中于弯管的外侧这
    卜
    图燃烧器垂直布
    护
    样为实现浓淡燃烧技术提供了可行条件
    浓淡燃烧的组织原则
    浓淡燃烧器是依靠高浓度煤粉和烟气回流两部分强化煤粉燃烧保证煤粉的着火和稳燃
    入
    才产产…
    。
    为了
    充分发挥向火侧着火条件好的切圆燃烧特点提高一次风向火侧煤粉浓度使煤粉气流中相对较粗的
    寿
    图
    ‘
    煤粉提前着火燃烧具有极强的低负荷稳燃性能和
    降低飞灰可燃物含量提高炉效的功能
    浓缩装置
    。
    嫩烧器平面布工图
    合理的浓稀相分离技术必须满足分离效率高达到所需要的煤粉浓度浓稀相分离装置阻力小不
    现场存在的问题
    现有燃烧器稳燃性能差高负荷情况下
    跳闸次数也较高
    ,
    盯
    。
    增加一次风阻力磨损小根据一次风管的布置位置和气流流动方向及浓淡形式浓缩装置有平板型空间扭曲型内套管型叶窗型等平板型阻力增加小空间扭曲型增加
    一
    。
    低于满负荷
    。
    即需要投油稳
    ,
    燃耗油量较大生产成本较高
    飞灰可燃物最高可达
    ,
    。一般也不低于
    内套管型增加
    一
    一
    氏
    。
    属于异常高的范围
    。
    叶窗型的阻力取决于叶栅的角度阻力为
    浓淡比例调节采用浓缩装置后
    一
    一
    改造思路
    浓相燃烧器设计满足两个要求一是充分
    一次风气流在喷口形成浓淡
    、
    发挥浓相煤粉着火燃烧的优点
    使煤粉能稳定高
    、

    第卷
    新型煤粉浓淡点火燃烧器及应用
    ,
    ,
    年第期
    效地燃烧二是避免出现了低负荷稳燃却带来高负荷燃烧器烧坏结焦燃烧效率低等问题并且要
    调整方便针对现场实际最低层有高炉煤气助燃
    。
    ,
    ,
    、
    次风弯管对一次风气流的分离作用使一次风阻力
    增加最小
    。
    另外这种分离方法使一次风管的阻力
    。
    ,
    系数各不相同造成一次风调整方面的困难
    ,
    本次改造改第二层和第三层一次风从下往上数喷口结构见图
    ‘
    ,,
    。
    电站锅炉在冷炉点火时起初必须投用点
    火油枪只有炉内热负荷达到一定程可点着
    峨即
    煤粉时方可投粉另外锅炉在低负荷运行时炉
    娜
    ,,
    匝才
    一报览比
    一
    内热负荷也随之降低这样需投用助燃油以保证炉
    ,
    卜一
    内燃烧稳定当煤质变差或其它原因造成炉内燃烧
    不稳定时也需投用助燃油
    改造效果分析
    ,
    。
    而采用浓淡型燃烧器
    以下
    。
    一,卜伊
    刀
    浓相斗申
    图
    可使助燃油投油负荷降至满负荷的
    喷口结构图
    ,
    应用浓淡燃烧技术后济性大大提高
    。
    ,
    锅炉运行的安全性经
    ,
    浓稀相燃烧器是上下独立布置除可以避免由于浓稀相燃烧器左右布置造成一次风管阻力系数
    燃用电厂现有煤种时锅炉不投油稳定燃
    烧的界限负荷可降至额定出力的
    各不相同带来的一次风调整困难外还可以避免上
    述布置造成的浓稀相气流中喷嘴出口迅速重新混
    ,
    一
    。
    锅炉对煤种适应性增强适用贫煤无烟
    煤褐煤劣质烟煤含灰量达
    风管内煤粉沉积
    ,、
    、
    、
    合而降低煤粉气流的着火燃烧优点这样一来既保证了浓相煤粉气流的着火燃烧优点又具有浓稀相左右布置和原来比例相同避免了由于浓稀相分置
    浓相气流在向火侧的优点因为独立布置的浓相喷
    口
    ,
    ,
    。
    。
    ,
    不会出现由于应用浓淡燃烧技术引起一次
    。
    不会出现由于使用浓淡燃烧器引起炉内结
    焦且会使炉内结焦状况得以改善
    。
    总有一侧在向火面
    。
    。
    该锅炉的一次风弯曲部分距喷口的距离达
    利用扭曲板式分离方法阻力增加较多因而不
    。
    ,
    排烟的可降到
    。
    一火巧。
    。
    飞灰可燃物可降低至以下
    可取采用分叉分离的方法可以最大限度地利用一
    减轻水冷壁高温腐蚀
    上接第
    根据图
    页分析
    ,
    ,
    以扩展实现均衡燃烧控制系统所谓均衡燃烧是指
    。
    第二层角煤粉浓度明显偏
    角的煤
    通过以下适当的手段来保证
    高因此判断可能发生了堵粉而第四层
    粉浓度明显偏低导致了断粉
    。
    同层切圆燃烧的四角出口射流动量相等
    煤粉浓度相等
    。
    ,
    因此判断给粉机可能发生故障
    。
    另外棒状图上还具有上下限报警提
    同层助燃二次风四角出口射流动量相等
    按照运行要求达到最佳比例分配
    。
    。
    醒运行人员及时调整
    四层喷燃器出口煤粉浓度及助燃二次风量
    系统应用及扩展
    目前
    ,
    系统实现主蒸汽压力闭环控制并且系统内回
    ,
    基于
    开发的风粉在线监控系统已
    ,
    、
    路采用每只燃烧器出口的煤粉浓度或煤粉量反馈
    ,
    经在火电机组上成功实现整个系统取得了
    。
    保证了控制系统投自动时燃烧器出口煤粉浓度均
    衡主蒸汽压力稳定
    ,
    预期的效果这对提高锅炉运行的可靠性经济性及
    。
    故障诊断方面都具有重要的意义该系统为锅炉运行中的燃烧调整提供了准确而直观的数据已成为运行
    ,
    结束语
    将风粉在线监测系统嵌人到
    ,
    ,
    人员监视燃烧工况和判断设备故障重要手段之一
    ,
    。
    控制系统中具
    。
    ,
    为了实现电站锅炉的优化燃烧对大型锅炉来
    有资源共享控制与保护协调节约投资等优点笔者
    说只有每个燃烧器按照一定的风煤比向炉膛送人
    认为
    、
    在系统中设计风粉在线监测其投运的灵活
    ,
    煤粉和空气
    ,
    才能在炉内建立良好的空气动力场
    。
    性修改的便利性以及投运效果的可视性仍是其它装
    置或方法难以达到的
    。
    才能稳定燃烧并使锅炉达到最佳燃烧效果但这光
    可以为其它火电机组实现控制系统资源提供范例和参考
    一
    一
    。
    靠手动调整是很难实现的在风粉在线的基础上可
    方案优化及充分利用

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