50MW机组锅炉综合技术改造措施|某企业进行锅炉技术改造

　　摘要：文章针对某发电厂50MW机组采用220t/h煤粉锅炉在运行过程中存在的问题，分析了其产生原因，提出了有效的技术改造措施，对机组实施了综合技术改造，保证了锅炉稳定燃烧和经济运行，热效率得到大幅提高，改造效果明显。
　　关键词：煤粉锅炉；技术改造；热效率；50MW机组锅炉
　　中图分类号：TK223 　　　文献标识码：A 　　　文章编号：1009-2374（2012）20-0039-03
　　某发电厂50MW机组采用220t/h煤粉锅炉，其燃烧器采用四角布置的双通道大速差燃烧器。自投运以来，长期存在炉膛结焦与燃烧不完全的问题。针对存在的问题采取技术措施后，炉膛结焦严重的问题虽得到了解决，但消耗高的矛盾却愈显突出。2010年4月，利用该炉大修的机会，对燃烧器进行了改造，燃烧器采用了四角喷燃、浓淡燃烧技术。投入运行后，锅炉燃烧极不稳定，经常熄火，锅炉煤耗高。为提高锅炉燃烧的稳定性，降低锅炉燃料消耗，提高经济效益，2011年5月，组织对该锅炉进行综合技术改造。
　　1　问题分析
　　锅炉原设计采用的双通道大速差燃烧器，锅炉煤耗高。2010年4月采用由四角布置的直流式水平浓淡燃烧器，投运后锅炉燃烧极不稳定，锅炉煤耗进一步提高。经采取一些技术措施后，锅炉煤耗有所降低。通过比较，发现该锅炉煤耗高的原因不仅仅是燃烧器的结构与布置，燃烧系统也存在
　　问题。
　　1.1　切圆布置存在问题
　　1.1.1　燃烧器喷口炉膛断面不合理
　　燃烧器喷口有碍于外回流区的形成，锅炉运行时，左右侧水冷壁管结焦，并有冲刷炉管的现象，炉左前、右后角射流对冲。
　　1.1.2　燃烧器两侧墙的布置存在问题
　　由于炉墙、钢架的布置问题，燃烧器不能采用理想的正四角布置，而采用把燃烧器布置在两侧墙上的方案。在运行时由于射流两侧补气条件不同，两侧的压力也不同，这样就使得射流两侧有不同的静压差，不利于煤粉气流着火和燃尽。
　　1.2　送风系统存在的问题
　　一次风率过高，二次风率偏低。一次风率高相应风量大，将煤粉加热到着火温度所需要的热量多，着火较慢，同时风速高也导致着火点延后，从而使煤粉气流进入炉膛不能及时着火，燃烧不稳定。二次风率低使煤粉与空气不能充分混合，造成燃烧过程中局部缺氧，无法达到空气与煤粉理想混合、燃烧迅速而完全的目的。
　　1.3　热风温度低，仅350℃左右
　　热风温度低，一方面增加了煤粉气流加热到着火温度所需的着火热；另一方面二次风温度低不利于煤粉后期的燃烧。对燃用无烟煤的锅炉，通常要求热风温度高于380℃～430℃。
　　1.4　煤粉细度高
　　正常运行时R90=12%～14%，有时甚至高达R90=18%。制粉系统存在缺陷，煤粉颗粒粗细度难以合格。R90愈高，煤粉的着火和燃尽就愈困难，造成锅炉燃烧不完全，严重影响锅炉的经济运行。
　　2　改造措施
　　针对存在的问题，2011年5月，对锅炉进行如下综合技术改造措施。
　　2.1　改进燃烧器的结构与布置
　　2.1.1　一次风速设计为25m/s
　　选取一次风速设计上限值，提高钝体尾迹区的湍流、热质交换能力。
　　2.1.2　采用直立式狭长型一次风喷口，增大一次风喷口高宽比（h/b=2）
　　一次风喷口高宽比增大h/b，这样加大了煤粉射流截面的周界，增大煤粉射流与高温烟气间的接触面积，增强卷吸高温烟气的能力。
　　2.1.3　三次风喷口下倾1°角
　　这样既不会对主煤粉气流的燃烧造成明显影响，又可起到压火作用，增加三次风气流在炉内逗留的时间，有利于三次风中细煤粉的燃尽，减少飞灰可燃物。
　　2.1.4　一次风喷嘴管设计成渐缩型
　　为了避免煤粉沉积，一次风喷嘴设计成渐缩型，在喷嘴内的气流可逐渐加速，均化喷口气流分布，提高一次风煤粉浓度。
　　2.1.5　改变假想切圆直径
　　因为采用了两侧墙布置燃烧器，此时燃烧器喷口中的几何轴线和两侧墙间的夹角差异很大，射流的补气条件也有较大的差异，布置成大小切方圆方式，即两对对角燃烧器的射流分别和两个直径不同的假想切圆相切，可以改变气流的偏斜，并可防止实际切圆的椭圆度过大。
　　2.2　对锅炉的配风系统进行改造
　　在各二次风总管至各二次风进口处加装导流板，改变锅炉的配风结构，增加二次风率，确保了二次风及时、均匀强烈混入，并相对减少了一次风率，更有利于煤粉气流的着火，有效地改善了锅炉的燃烧状况，使煤粉的燃烧更加剧烈而充分，解决了长期以来锅炉燃烧缺氧的问题，大大提高了锅炉燃烧效率，是锅炉改造成功的关键。
　　2.3　调整卫燃带的敷设部位和敷设面积
　　增加燃烧器下沿的卫燃带，从下二次风口下沿标高处往下增加0.6m，上二次风喷口标高以上不敷设卫燃带，其目的是为了提高炉膛下部和燃烧器底部的温度水平。对结渣的易发部位，容易造成焦渣沉积搭桥的区域，如左侧三排水冷壁未敷设卫燃带，这样既有利于射流外回流区的形成，保证稳定燃烧，又可有效防止燃烧器喷口区域局部结焦。
　　2.4　提高热风温度，降低排烟温度
　　在低温段空气预热器后增加一组热管空气预热器，提高热风温度，降低排烟温度，同时有效地减轻了低温段管式空气预热器的低温腐蚀，改造后锅炉热风温度提高到400℃，从而减少了锅炉着火热，保证了锅炉燃烧稳定，排烟温度从170℃降低至150℃，减少了锅炉的排烟热损失。
　　2.5　对制粉系统进行改造，调整优化制粉系统运行
　　制粉系统存在缺陷，煤粉颗粒粗，细度难以合格（R90=12%以上），造成锅炉燃烧不完全，严重影响锅炉的经济运行。因此，我们对制粉系统进行改造，根据理论计算和实际运行经验，将粗粉分离器百页窗挡板角度从45°调整为35°，同时将粉仓吸潮管出口从磨煤机出口改到细粉分离器入口，有效地提高了粗粉分离器的分离效率。并跟班对制粉系统进行调整试验，优化制粉系统的运行，控制煤粉细度R90在10%以下。
　　2.6　改变燃烧器喷口截面结构
　　将左后、右前角2根水冷壁管移动在燃烧器区域的位置，保证了燃烧过程中回流区的形成，有效地防止了煤粉气流冲刷墙壁。
　　3　改造效果
　　改造后组织对锅炉进行经济性测试，其主要经济技术指标对比见下表：
　　测试结果显示，锅炉改造后的主要经济技术指标明显优于改造前，热效率大幅提高。
　　4　结论
　　通过对锅炉的综合技术改造，极大地增强了锅炉燃烧稳定性，飞灰含碳量显著下降，排烟温度明显降低，锅炉热效率较改造前有大幅提高，经济效益显著，具有很好的经济效益和环保效益。
　　参考文献
　　[1]　范从振．锅炉原理[M]．南京：南京工学院出版社，1997．
　　[2]　奚士光，等．锅炉及锅炉房设备[M]．北京：中国建筑工业出版社，1995．
　　[3]　黄新元．电站锅炉运行与调整[M]．北京：中国电力出版社，2002．
　　[4]　中国动力工程学会．火力发电设备技术手册[M]．北京：机械工业出版社，1999．
　　作者简介：龙剑辉（1976-），男，湖南武冈人，湖南永清环保股份有限公司调试服务部经理，工程师，研究方向：环保热电、烟气脱硫、烟气脱硝调试与运行优化。
　　（责任编辑：周加转）