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沙角C电厂2 100 t/h锅炉摆动燃烧器试验研究           
沙角C电厂2 100 t/h锅炉摆动燃烧器试验研究
作者:佚名 文章来源:不详 点击数: 更新时间:2008-9-24 11:26:36
叶发明,朱利军,卫志道
沙角发电总厂,广东 东莞 511761

  沙角C电厂3×660 MW机组是ABB-CE公司设计制造的亚临界压力、一次中间再热、控制循环汽包炉,锅炉最大蒸发量为2 100 t/h。设计煤种是内蒙神府东胜煤,锅炉采用切向燃烧摆动式燃烧器和冷一次风直吹式四角切圆燃烧系统,每台炉配6台HP983碗式磨煤机。锅炉过热汽温以Ⅰ级减温水为主、摆动燃烧器为辅的方式调节;再热汽温以摆动燃烧器为主、氧量调节为辅方式调节。锅炉的主要设计参数:

蒸发量(BMCR): 2 100.1 t/h 主蒸汽压力: 18.2 MPa 主蒸汽温度: 540 ℃ 再热蒸汽温度(进/出): 332.6/542.7 ℃ 再热蒸汽压力(进/出): 4.36/4.16 MPa 给水温度: 275 ℃ 排烟温度(修正): 127 ℃ 设计煤种低位热值: 22 558 kJ/kg 炉膛容积热负荷: 112 kW/m3 炉膛截面热负荷: 5 MW/m2 锅炉效率(低位): 92.11%
1 锅炉摆动燃烧器
  沙角C电厂3台锅炉的冷一次风直吹式燃烧器系统,其切向式燃烧器轴线与炉膛前后墙的夹角为43°和35°,炉膛烟气从上向下看呈逆时针方向旋转,每组燃烧器在高度方向上布置了两个燃烬风喷嘴、六个一次风喷嘴和一个底部二次风喷嘴,燃烧器的总高度为11 266 mm。各种一次风和二次风喷嘴可以在垂直方向上下摆动,燃烬风喷嘴的摆动范围是-5°~20°,二次风喷嘴摆动范围为-30°~30°,一次风喷嘴的摆动范围为-20°~20°,除燃烬风独立驱动外,整组燃烧器由热工系统控制、同步驱动。
  燃烧器采用宽调比(WRC)煤粉燃烧器,该装置包括一个煤粉喷嘴和一个煤粉喷头,煤粉喷嘴内配有一块水平分流板。分流板将一次风进行水平浓淡分离,这样在机组有更大负荷范围内保证了燃烧要求的风煤比。喷头前部有喇叭型波纹分流板和空气导流器,内置不规则的“V”型钝体扩散器,促使排放的一次风进行充分混合,并且在钝体前形成一个低压区,这些特性都有利于燃烧稳定。沙角C电厂锅炉的设计最低稳燃负荷是30%BMCR。

2 摆动燃烧器对机组安全和经济性影响
2.1 摆动燃烧器运行与维护情况
  引进型1 025 t/h锅炉摆动燃烧器实际的使用情况不理想,主要表现在摆动燃烧器摆动困难,执行机构故障率高,四个角的燃烧器不能同步摆动,再热蒸汽温度不能通过燃烧摆动调节,事故减温水量大。沙角C电厂投产初期,也出现过类似的情况,通过加强燃烧器的维护工作,特别是安全销的维护,适当增加安全销的强度,燃烧器的可靠性有明显改善。
  每个燃烧器都配有一个安全销和一个锁定销,当某一个摆角的摆动连接出现故障,安全销断开,带弹簧的锁定销就会松开,保持摆动角度在现有的位置上。这样就不会由于某一个角燃烧器的故障,而影响到整个炉膛的正常燃烧,但存在一个问题是如果燃烧器长时间处于一个位置,会出现因热膨胀等原因引起的摆动困难。解决这一问题的有效手段是燃烧器经常摆动。为此,C电厂运行部门定出制度要求每个值班执行燃烧器全行程摆动一次。同时在大、小修等停炉期间,检修部门对燃烧器摆角进行校验,保证热工指示信号正确,并与实际一致,各组燃烧器同步。从实际的运行情况看,摆动燃烧器发挥了调节再热汽温的目的,再热事故喷水基本不需要投运。
2.2 摆动燃烧器对锅炉效率的影响
  针对锅炉投产初期出现的严重结焦问题,电厂汇同西安热工研究院、华中理工大学、广 东省电力试验研究所等单位进行过多次燃烧调整试验,在试验中得出了一些与燃烧器 有关的数据,见表1。
  从表1中可看出燃烧器摆角对锅炉主汽温度、再热汽温度、锅炉效率有一定影响。燃烧器向上摆动,火焰中心上移,炉膛出口烟气温度升高,导致锅炉排烟温度升高。图1是锅炉满负荷时燃烧器摆角对炉膛出口烟气温度的影响。在500 MW、626 MW负荷时,燃烧器向上摆动10°左右,锅炉效率下降0.21%和0.40%;在350 MW负荷时,燃烧器向上摆动10°,排烟温度上升3.5℃,锅炉效率下降0.76%。

0801.gif (1814 bytes)

图1 燃烧器摆角与炉膛出口烟气温度的关 系曲线

表1 摆动燃烧器对锅炉效率的影响

试验
工况
机组功率/
MW
主汽压力/
MPa
主汽温度/
再热汽温/
过热减温水
开度/%
再热减温水
开度/%
氧量/
%
排烟温度/
燃烧器
摆角/(°)
锅炉效率
(低位)/%
1 350 11.9 542 535 17.8 0.7 4.0 119 -10 91.59 2 350 11.9 538 521 26.9 16.5 4.0 122.5 0 90.83 3 626 16.0 535 535 28.1 6.3 3.3 130 0.5 90.79 4 628 16.0 538 538 32.7 40.9 3.3 132.4 8.0 90.58 5 502.5 14.9 523 523 20.5 0.6 3.4 120 -30.1 91.89 6 504.6 14.9 530 530 13.5 0.4 3.3 119 -20.8 91.49
2.3 摆动燃烧器对锅炉金属温度的影响
  为了解摆动燃烧器对过热减温水、再热减温水以及高温过热器、高温再热器的影响,为此专门进行燃烧器摆角的试验,见表2。

表2 燃烧器摆角对锅炉减温水和金属温度的影响

试验
工况
机组功
率/MW
主汽压
力/MPa
主汽温度/
再热汽温/
氧量/
%
排烟温度/
燃烧器
摆角/°
再热减温水
开度/%
过热减温水
开度/%
过热器最高
金属温度/℃
再热器最高
金属温度/℃
1 239 10.3 539 512 5.9 115 19.4 19.5 42.5 537 586 2 240 10.2 533 517 5.8 122 -10 18 0 533.5 575 3 411 12.2 533.5 526.5 3.6 133 19.5 23.5 0 569.5 592.5 4 412 12.2 525 509 3.6 134 -14.4 17 0 545.0 565 5 677 17.45 510.5 505.5 3.0 144 18.3 1.4 0 550.6 566.6 6 681 17.3 513 513.3 3.0 146 19.0 1.97 0 552.7 563.0
  燃烧器上下摆动直接导致炉膛燃烧中心的上下移动,燃烧器上摆,火焰中心上移,燃烧器下摆,锅炉火焰中心下移,烟气在锅炉的烟温分布会发生变化,锅炉的各受热面也会受到直接影响。从表2可以看出机组有功功率240 MW时,燃烧器由19.4°向下摆动到-10°,过热器最高金属温度降低了3.5 ℃,再热器最高金属温度降低了9 ℃;机组有功功率411 MW时, 燃烧器由19.4°向下摆动到-14.4°,过热器最高金属温度降低了24.5 ℃,再热器最高 金属温度降低了27.5 ℃;机组有功功率680 MW时,燃烧器由19°向下摆动到18.3°,过 热器最高金属温度降低了1.9 ℃,再热器最高金属温度升高了3.6 ℃。从图2可以看到, 随着机组负荷的下降,炉膛出口烟气温度和各受热面的蒸汽流量随机组负荷降低而下降,但 蒸汽流量的下降幅度明显高于烟气温度下降的幅度,高温烟气温度降低较少而低温冷却

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