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贫煤锅炉燃用高挥发份煤种时安全运行技术的探讨

作者:本站原创     文章来源:本站原创    更新时间:2013年09月06日     
内容预览


尹晓天 姬广勤 潘广春 刘兆俊
          胜利发电厂 山东东营257087

摘要: 针对胜利发电厂670t/h贫煤锅炉燃用高挥发份煤质烧坏喷燃器和一次风粉管的问题,提出了降低一次风温的解决办法:一是采用迅速深度降低机组负荷的运行方式;二是对燃烧系统进行改造,设法将冷风掺入一次风中,降低一次风温,以实现在少降机组负荷的情况下锅炉喷燃器和一次风粉管安全运行。
关键词: 贫煤锅炉 高挥发份煤种 喷燃器 一次风粉管 安全措施 系统改造 机组负荷
   0前言
   为保证贫煤锅炉的稳定燃烧,贫煤锅炉大多采用热风送粉,设计的热风温度通常在300℃以上,实际上电厂燃用的煤种由于受煤炭市场供需矛盾的影响,很难燃用设计煤种,当遇到燃用高挥发份的煤种时,锅炉运行人员难能及时发现煤种的变化并进行有效调整,极易发生喷燃器和一次风粉管烧坏的事故。胜利发电厂一期工程2×200MW单元发电机组的锅炉为DG670/13.7-8A型超高压中间再热自然循环炉,п型布置,四角切圆燃烧,中储式制粉系统。设计燃用晋中贫煤,燃煤成份为Aar:21.82%、 Vdaf:15.72 % 、Qdw:23873±1675kJ/kg,采用热风送粉,热风温度340℃,一次风温为277℃。实际上该厂燃用的煤种经常远离设计值,煤质的挥发份有时高达26%—32%,比设计值高10%-16%。自机组投产以来,因燃煤挥发份突变升高曾多次发生过燃烧器和粉管烧坏事故。喷燃器烧毁后,煤粉进入炉膛的刚性降低角度改变,破坏了正常空气动力场,燃烧恶化;一次粉管烧穿后严重漏粉污染现场,只能停止该燃烧器的运行降低机组出力。严重时需停炉更换一次风管和喷燃器。因此,探索贫煤锅炉燃用高挥发份的煤种时锅炉安全运行问题非常必要。
   1、燃用高挥发份煤种时的事故现象
挥发份高的煤种特点通常含碳量低、可磨系数高、燃点低、易着火、燃烧时间短。这些特点决定当燃煤挥发份突然大幅度升高时,锅炉运行状况和有关参数将有下列变化:球磨机出口温度上升,锅炉粉仓粉位上升加快;一次风温度异常升高,就地查看喷燃器着火距离拉近,燃烧异常稳定,炉膛火焰变的白亮,火检信号充满度增强,波动幅度减小;从表计上看炉膛出口烟温下降,一、二级减温器前汽温下降,一二次汽温和各级受热面烟温降低;喷燃器处和一次风粉管内有爆燃声,有时喷燃器喷出的是火,严重时喷燃器和一次粉管(尤其是入炉处)烧红变形甚至熔化。
贫煤锅炉燃用高挥发份煤种时,煤粉中的挥发份在一次粉管中就被析出着火,一次风温高是造成粉管和喷燃器烧坏的根本原因。在不能适时掌握煤种变化和没有其它有效防范措施的情况下,预防一次粉管和喷燃器烧坏的根本方法就是降低一次风温。
   2、从运行调整上采取的措施
   通常情况下煤粉的挥发份在200℃的环境下挥发份已经开始析出[1],当燃用高挥发份煤种时,由于胜利发电厂一次风温高达277℃,挥发份在一次粉管中就大量析出并燃烧,此时最有效最快捷的办法是立即停止上层给粉机运行,减少锅炉风粉量,降低锅炉热负荷,也就是降低炉膛中心温度和锅炉空气预热器出口风温,即降低一次风粉温度,使燃煤挥发份析出的时间延迟。风温降多少,可根据锅炉喷燃器出口煤粉是否带火而定。从胜利发电厂2002年3月的一次烧粉管的经历看,机组负荷降到90-100MW时,送风温度由325℃降到300℃以下,一次风温可降到240℃左右,此时喷燃器喷出的煤粉就没有着火现象,喷燃器、一次风管可以安全正常运行。
   可是实际运行中,锅炉运行人员很难在第一时间判断确认煤粉的挥发份升高,通常在锅炉燃烧器和一次粉管已经烧红变形时才被发现确认,发现后也只能采取深度降低锅炉热负荷,该措施必然使机组降出力。
   3对现有设备系统进行技术改造
   鉴于运行调整手段的局限性,从根本上解决此问题应从燃烧系统上改造,设法将冷风送入一次风中,以降低锅炉一次风温。此项改造的前提是在燃用设计煤种时对锅炉的燃烧稳定和其他设备不能有负面影响,并且改造要简便易行。掺入的冷风量和加装的联络管道要经过计算确定,从胜利发电厂的现场设备系统布置情况看,有以下两种实现方法。
   (1)在送风机出口风道与空预器之后热风管道之间加装旁路送风管道(见图1)。当锅炉燃用高挥发份煤质时,打开送风机出口与空预器后的热风管道联络门,使送风机出口的部分冷风不经过空预器直接与空气预热器出口的热风混合,分别进入二次风箱和一次风箱,达到降低热风风温的目的。就胜利发电厂现场设备系统而言,最简单的办法是在锅炉原有的热风再循环管(该管道φ700)上加装旁路,如该方案通过实验表明,可使锅炉送风温度下降10℃-16℃,机组负荷降到100MW左右。采用该方案尽管改造工作量小,但送风温度下降幅度小,效果不理想。如果增大热风再循环管道直径,可使降温幅度增加,热风温度降到250℃左右,使机组负荷降低到140-160MW可维持安全稳定运行,但此方案现场施工时需对运行平台开孔,难度大;另一方面,二次风温降低对锅炉燃烧稳定有一定的的影响,同时要考虑由于通过空气预热器的风量减少,将使锅炉排烟温度升高,空气预热器的工作环境恶化,对于回转式空气预热器来说容易发生卡塞故障。
贫煤锅炉燃用高挥发份煤种时安全运行技术的探讨

 

 


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