毕业论文新乡火电厂HG670140型锅炉燃烧器改造与应用.doc

新乡火电厂HG-670/140型锅炉燃烧器改造与应用第一章 概述 新乡火电厂两台200MW发电机组配HG—670/140—WM10型超高压锅炉该两台炉投运后，经多次调整，炉内结焦较轻燃烧稳定性也不错，在150MW负荷时，锅炉可不投油运行由于电网峰谷差不断加大，各电厂调峰任务不断加重，按河南省电力局的要求，200MW发电机组锅炉在电网低谷时，必须在100MW负荷下运行为了节省助燃用油，提高锅炉运行安全性和经济性，浙江大学热能工程研究所会同河南省电力试验研究所分别于1997年10月#4炉大修和1998年9月#5炉大修时，对新乡火电厂#4、5炉进行了燃烧器改造由于新乡火电厂#4炉燃烧器改造时，双稳燃宽调节煤粉燃烧器第一次在河南省电厂应用，故为慎重起见只对一层燃烧器进行改造，相应的锅炉不投油负荷为120MW在#4炉改造取得成功的基础上，1998年9月进行了#5炉燃烧器改造，将第二、三层火嘴改为浓淡燃烧器，锅炉最低稳燃负荷达到100MW为了确保改造取得成功, 浙江大学热能工程研究所多次到新乡火电厂对两台炉进行现场调研，收集近一、两年的煤质资料和运行状况资料，并进行了改前诊断试验在充分掌握了锅炉的状况后，提出了燃烧器低负荷稳燃的技术改造方案，并与新乡火电厂和河南省电力试验研究所一起对改造方案作了认真讨论，并专门组织了设计方案审查会，经审查后确定最终改造方案。

在1997年10月#4炉大修和1998年9月#5炉大修时实施燃烧器改造改造结束后，浙江大学与河南省电力试验研究所、新乡火电厂密切配合，进行了冷态空气动力场试验、燃烧调整试验和低负荷运行考察试验通过#4炉一年多时间和#5炉的实际运行表明：#4、5炉燃烧器低负荷稳燃改造是成功的，改造后燃烧稳定，炉膛火焰温度升高，低负荷稳燃性能良好火焰不冲刷炉墙，浓淡调节装置和燃烧器出口回流区调节风可根据不同煤种调节，运行操作方便、可靠，过热和再热汽温仍保持改前水平，达到了委托合同的技术要求第二章 锅炉及燃烧器简介第一节 锅炉概况#4、5炉系哈尔滨锅炉厂生产的HG—670/140—WM10型超高压、一次中间再热、自然循环、固态排渣、煤粉锅炉，配200MW汽轮发电机组该炉为Π型布置，炉膛断面为正方形(11660×11660)，炉膛四周布置φ60×6.5膜式水冷壁，炉膛上方布置前屏过热器、后屏过热器，水平烟道中依次布置了高温过热器、高温再热器，其后的尾部烟道竖井中布置了低温再热器、省煤器、管式空气预热器，见图1锅炉主要设计参数见表11.燃烧器 2.前屏过热器 3.后屏过热器 4.对流过热器 5.再热器热段 6.再热器冷段 7.上级空气预热器 8.省煤器 9.下级空气预热器 10.汽包 11.下降管 12.捞渣机 13.炉膛 14.转向室图1 锅炉结构总图 表1：锅炉主要设计参数项目单位数值一、二次汽额定蒸汽流量t/h670/579一、二次汽出口额定蒸汽温度℃540/540过热器出口蒸汽压力MPa13.83(绝对压力)再热蒸汽进、出口压力MPa2.6/2.4 (绝对压力)再热器进口蒸汽温度℃319给水温度(锅炉入口)℃246汽包工作压力MPa15.9(绝对压力)冷风温度℃30热风温度℃382排烟温度℃129锅炉热效率%90.22第二节 燃烧器改造前状况一、简介该炉采用直流燃烧器，四角布置、切向燃烧方式。

炉内假想切圆直径为φ800，逆时针方向旋转，见图2各角燃烧器沿高度方向设有4只一次风喷口、7只二次风喷口和2只三次风喷口三次风喷口布置在燃烧器上部，并向下倾斜10°，最下层的二次风喷口内布置有点火油枪各角的一次风喷口采用集中布置，见图3燃烧器的设计参数见表2设计煤种为焦作大陆村矿无烟煤，设计煤质资料见表3制粉系统为低速钢球磨中间储仓式热风送风系统，配备4套制粉系统，其中磨煤机为DTM320/580型图2 燃烧器切圆示意图 图3燃烧器结构示意图由于所设计的煤种燃烧特性较差，在燃烧器区域敷设了264m2的卫燃带由于炉内结焦严重，后对卫燃带进行了改造，减少卫燃带面积约25%经运行配风调整后，基本解决了炉内掉大焦问题 表2：燃烧器的设计参数名称风率(%)风温(℃)风速(m/s)一次风2026120二次风上上57.42737444.7上下27中17下29三次风18.612060.8油配风237444.7 表3：设计煤种特性表Car(%)Har(%)Nar(%)Oar(%)Sar(%)Ma r(%)Aa r(%)Var(%)Qar(kJ/kg)65.012.100.790.820.338.5022.387.3123568可磨性系数：Kkm=1.12灰熔点：DT=1240℃、ST=1400℃、FT=1400℃。

二、#4、5炉第一层燃烧器改为旋流点火燃烧器我厂两台200MW机组投产后，由于锅炉耗油量大，始终未能很好解决，成为影响发电成本的一个主要原因1994年4月—6月份，我厂和河南电力试验研究所合作，利用#4炉大修将第一层一次风口改为带有旋流配风器的节油燃烧器1995年8月—9月份，又将#5炉第一层一次风口改为带有旋流配风器的节油燃烧器1、旋流点火燃烧器的节油原理：该型节油点火燃烧器是在一次风喷口内加装燃烧管、点火油枪和电弧枪(见图4)一次风粉气流，一部分通过燃烧管，其余通过燃烧管与外壳之间的环形通道当锅炉点火或稳燃时，用点火枪将流经燃烧管的一次风粉混合物点燃而流经燃烧管外的一次风粉气流起冷却燃烧器的作用，并在燃烧管出口处与从燃烧管喷出的火焰混合而燃烧，形成以煤粉为主的火炬由于点火枪喷出的燃油在着火过程中与煤粉气流充分混合，从而大大增加火焰传播速度，改善了煤粉燃烧特性；同时，点火枪的火焰是在燃烧管内和燃烧器出口处与未扩散的一次风直接接触，因而能够充分利用浓煤粉(相对于装在二次风口内的油枪点燃煤粉而言)的火焰传播能力，所需的点火热量比在二次风喷口装置油枪时小得多，故此油枪出力小，可以大幅度节约点火燃油。

因油和煤粉的火焰在离喷口后形成，燃烧器本身不接触火焰，故不会结焦或烧坏当锅炉不需投油时，可关闭小油枪，此时节油燃烧器仅起喷射一次风粉作用，作为一次风运行且由于改造时，节油燃烧喷口与原一次风口面积相同，喷口仍采用矩形，维持原风速不变，故改造后的燃烧特性亦不变此外，在小油枪外部加一热风管，靠前端装有六片旋流导向叶片，其作用是从火焰根部配风，保证完全燃烧，增加点火能量2、节油燃烧器安装节油燃烧器本体安装，是在原第一层一次风喷口处取代原喷口，节油燃烧器中心线位于原有一次风口中心线，切圆直径不变，其结构如图4图4 节油燃烧器示意图燃油管路安装，是从炉前燃油母管引出，接至小油枪各角的油管路见图5 1.电弧枪点火电极 2.油喷嘴 3.油枪冷却套管 4.燃烧器喷口 5.防磨棍 6.防磨板 7.方圆接头 8.电弧枪 9.油枪 10.油枪油管接入管 11.油枪冷却风接入管 12.电弧枪冷却风接入管 13.看火孔 14.导向板 15.检查孔图5 燃油系统图冷却风引自送风机出口管道。

为了控制节油燃烧器的操作启停，每角配备点火电弧枪和油管路电磁阀的电源箱，并在集控室操作盘上加装并联开关，使其能够就地、远方均可操作3、节油燃烧技术的特点：(1)节油燃烧器节油效果十分显著，热态点火启动节油率可达60%以上，稳燃节油率可达70%以上2)节油燃烧器在低负荷下，只需投入少量燃油，即可起到稳燃调峰作用，有利于机组参与调峰当锅炉燃烧不稳时，节油燃烧器能及时投入，可保证锅炉机组的安全稳定运行3)节油燃烧器可靠性高燃油枪配有旋流配风器，能保证其燃烧良好4)节油燃烧器使用寿命长，燃烧器内设有防磨装置燃烧器喷口不仅有环形通风进行冷却，而且形成独特的肋片式散热结构，可用普通钢代替耐热钢5)节油燃烧器制作简单，安装方便，现场改造工作量小，且安全可靠6)节油燃烧器阻力小，一般小于200Pa第三节 燃烧器低负荷断油稳燃改造的技术要求一、对煤粉燃烧器的基本要求： (1)能使煤粉气流稳定地着火；(2)煤粉着火以后，一、二次风能及时合理强烈混合，确保较高的燃烧效率；(3)火焰在炉膛内的充满程度良好，且不会冲刷炉墙和贴近水冷壁，避免结渣；(4)要有较好的燃料适应性和负荷调节适应性；(5) 一次风流动阻力小，不得有煤粉管道积粉现象；(6)能减少NOx的生成，减少对环境的污染。

二、新乡火电厂#5炉对燃烧器低负荷断油稳燃改造提出的具体要求如下：燃用干燥无灰基挥发份大于10%，应用基灰份20~30%，低位热值18~23MJ/kg煤种时，性能应满足：1、锅炉能在100MW负荷下，不投油稳定运行(验收时，应达到100MW试验负荷下连续运行8小时，累计运行48小时且每次不少于8小时)2、改造后锅炉热效率不能比该前有所降低3、改造后飞灰可燃物不能大于6%(150MW负荷以上)4、在同样工况条件下，改后的排烟中氮氧化物含量和排烟温度应与改前相当5、燃烧器改造后炉膛结焦不影响正常运行6、改造的燃烧器应能保证使用一个大修周期(即无明显磨损和烧损)7、改造后，过热和再热汽温保持改前水平第三章 电站锅炉煤粉燃烧的低负荷稳燃技术一、煤粉着火及其影响因素 煤粉的燃烧是一个十分复杂的过程它与许多因素有关，如煤种、煤粒尺寸、加热温度、加热速率及二次化学反应当煤加热到足够高的温度时，煤先变成塑性状态，失去棱角而形状更接近于球形同时开始释放出挥发份并形成焦炭，析出的挥发份同氧混合后首先着火，并且在靠近炭粒子的周围燃烧放出热量，这就能加热焦炭粒子和进一步放出挥发份焦炭的燃烧通常是在大部分挥发份燃烧以后开始的，因此，对煤粉空气混合物的火焰传播速度影响较大的因素主要是煤粉浓度、煤质（挥发份、灰份含量）、煤粉的平均细度。

1、煤粉浓度的影响 煤粉空气混合物中煤粉过贫或过富时火焰均不能有效地传播，也就是说，同一种煤在煤粉细度和温度一定时，其火焰传播速度随煤粉浓度的变化而变化当煤粉空气混合物在某一浓度下，它的火焰传播速度最快，着火点温度最低，即最易着火我们称该浓度为这一煤种的最佳煤粉浓度。