扬州第二发电厂二期超临界锅炉运行情况介绍(共17页).doc

精选优质文档-----倾情为你奉上扬州第二发电厂二期工程超临界锅炉运行情况总结（扬州第二发电有限责任公司发电部　唐海宁）摘　要：本文主要针对扬州第二发电有限责任公司二期工程锅炉调试及运行中遇到的主要问题进行分析和讨论，主要针对LNASB燃烧器结焦问题进行了分析，并综合比较各种解决方案的优缺点，此外还对双级轴流风机的失速问题的现象及解决方案进行了介绍关键词：结焦　燃烧器　双级轴流风机　失速1. 扬州第二发电厂锅炉及其附属系统简介扬州第二发电厂二期工程采用哈尔滨锅炉厂引进三井巴布科克能源公司技术生产的超临界变压运行直流锅炉锅炉型号为HG1956/25.4-YM，型式为单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣（采用碎渣机方案）、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉锅炉以神府烟煤作为设计煤，以山西晋北烟煤作为校核煤锅炉受热面布置见图1：图1 扬州第二发电有限责任公司二期工程锅炉受热面布置图扬州第二发电厂二期工程两台机组从2004年8月主厂房开挖， 2007年1月26日，两台机组正式投产发电两台机组均实现了一次性完成倒送电、水压试验、汽机扣盖、锅炉点火、锅炉冲管、汽机冲转、并网发电及168小时满负荷运行。

2. 机组调试及投产后发生的主要问题总体来看，扬州第二发电厂二期工程调试及投产工作十分顺利，但机组调试及投产后仍有以下主要问题：2.1 锅炉燃烧器区域存在较严重的结焦问题扬州第二发电厂二期工程燃烧器区域存在较严重的结焦问题，结焦部位主要以燃烧器喷口为中心，向四周扩散中、上层燃烧器周围的结焦情况较厉害燃烧器喷口四周的焦是黑色致密状的，墙体上的首先是附着一层灰，然后是粘结上一层黑色致密焦燃烧器喉部的碳化硅材料基本无焦燃烧器喷口周围的大渣块(见图2)，部分是灰色非粘结性的疏松状，部分是黑色粘结性致密状，灰色非粘结性疏松状的渣块在掉落至渣斗中时，可以破碎为小块，而黑色粘结性致密状的大焦块很难破碎，造成渣斗经常发生堵塞，需人工进行放渣处理图2 扬州第二发电有限责任公司二期工程锅炉燃烧器区域结焦照片要对燃烧器区域结焦问题进行分析，首先要先对英巴LNASB型燃烧器进行介绍2.1.1 英巴LNASB燃烧器介绍三井巴布科克公司（Mitsui Babcock）开发的低NOx轴向旋流燃烧器LNASB（Low NOx Axial Swirl Burner）燃烧器的设计指导准则是：l 增大挥发份从燃料中释放出来的速率，以获得最大的挥发物生成量；l 在燃烧的初始阶段除了提供适量的氧以供稳定燃烧所需要以外，尽量维持一个较低氧量水平的区域，以最大限度地减少NOx生成；l 控制和优化燃料富集区域的温度和燃料在此区域的驻留时间，以最大限度地减少NOx生成；l 增加煤焦粒子在燃料富集区域的驻留时间，以减少煤焦粒子中氮氧化物释出形成NOx的可能；l 及时补充燃尽所需要的其余的风量，以确保充分燃尽。

LNASB燃烧器设计得坚固、耐用，并且机械结构上简单，简化燃烧调整和运行操作，英巴说明书中指出该种燃烧器一旦试运行期间的燃烧调整工作结束，即使运行煤质在一个较宽的范围内波动，燃烧器的设置也不需要进行任何调整，同样能获得最佳的运行性能燃烧器结构如图3所示图3 LNASB燃烧器分级配风原理图在三井巴布科克公司LNASB燃烧器中，燃烧的空气被分为三股，它们是一次风、二次风和三次风一次风】一次风管内靠近炉膛端部布置有铸造的整流器，用于在煤粉气流进入炉膛以前对其进行浓缩整流器的浓缩作用和二次风、三次风调节协同配合，以达到在燃烧的早期减少NOx的目的二次风、三次风】燃烧器风箱为每个LNASB燃烧器提供二次风和三次风每个燃烧器设有一个风量均衡挡板，用以使进入各个燃烧器的分风量保持平衡二次风和三次风通过燃烧器内同心的二次风、三次风环形通道在燃烧的不同阶段分别送入炉膛燃烧器内设有套筒式挡板用来调节二次风和三次风之间的分配比例二次风和三次风通过内布置有各自独立的旋流装置以使二次风和三次风发生需要的旋转三次风旋流装置设计成不可调节的型式，在燃烧器安装时固定在燃烧器出口最前端位置，以便产生最强烈的旋转而二次风旋流装置设计成沿轴向可调节的型式，调整旋流装置的轴向位置即可调节二次风的旋流强度。

中心风】燃烧器设有中心风管，用以布置点火设备一股小流量的中心风通过中心风管送入炉膛，以提供点火设备所需要的风量，并且在点火设备停运时防止灰渣在此部位集聚燃尽风（OFA）】燃尽风风口包含两股独立的气流：中央部位的气流是非旋转的气流，它直接穿透进入炉膛中心；外圈气流是旋转气流，用于和靠近炉膛水冷壁的上升烟气进行混合外圈气流的旋流强度和两股气流之间的分离程度同样由一个简单的调节杆来控制相关资料表明，LNASB燃烧器的结构形式是基于英巴原始设计中要求燃用低挥发份、高灰份的煤种这种燃烧器具有大尺寸中心风管，较低的一次风速以及较高的二次风旋流强度这些设计特点导致燃烧器中心区域具有一个较强的内回流区英巴燃烧器试验台数据表明，该种燃烧器具有燃用低挥发份(干燥基挥发份可降至5%)煤种的能力，并能保证燃烧的稳定性和经济性据了解，目前国内只有山西王曲电厂使用LNASB燃烧器而同时底渣系统采用碎渣机方案，而王曲电厂使用的煤种为晋东南贫煤（热值约23000kJ/kg，挥发份约14%，灰份高达30%）据了解该厂碎渣机基本使用正常，但当该厂使用无烟煤时也会出现大焦块下落造成碎渣机卡涩的问题其它国内使用LNASB燃烧器的电厂的底渣系统采用了捞渣机方案，如常熟二厂以及国电常州电厂。

而当该种燃烧器用于燃用高挥发份、低灰熔点煤种(如神华煤时)，燃烧器区域就会出现结焦问题，而我厂底渣系统采用碎渣机方案，当大焦块落至渣斗内不能碎裂时将造成底渣系统能正常出渣，需进行人工放渣2.1.2 英巴锅炉对于预防锅炉结焦问题的措施介绍根据哈尔滨锅炉厂的说明书，哈锅对于预防锅炉结焦采取了以下措施：1、 选取较小的炉膛热负荷（见表1），以满足NOx排放要求，避免火焰冲刷受热面，同时降低整个炉膛温度，以便减少结渣的可能性电站机组容量（MWe）炉膛截面（m2）截面热负荷（MWt/m2）炉膛容积（m3）容积热负荷（MWt/m3）丹东3502214.477175138大连/福州3502214.387621127Ferrybridge5002725.039174149Castle Peak B6802826.1711610150Drax6603135.6512797138Hemweg6503095.4513280119台中5503025.2115007112Meri-Pori5503034.61416398扬州6003474.2221749983.69表1　相关电厂锅炉主要设计参数对比2、 燃烧器喉口周围布置水冷壁弯管，与高导热性的碳化硅砖面相结合，从而降低了燃烧器喉口的表面温度，有效防止燃烧器区域出现结渣；图4　LNASB燃烧器周围防结焦措施示意图据英巴介绍，Matla和Lethabo（6×600MW & 6×600MW）电站位于南非的Transvaal地区。

都燃用相近的高灰、高钙的当地煤种灰含量高达40%，钙含量高达30%在Matla，最初结渣出现在燃烧器喉口周围，然后蔓延覆盖前后墙上的燃烧区域，同样在屏式辐射过热器上也出现结渣对该机理的调查表明灰首先是粘贴在构成燃烧器喉口的可塑性耐火材料上，灰在燃烧器喉口贴牢后便沿炉墙蔓延解决该问题的方法是降低喉口耐火材料的表面温度并敷设碳化硅砖来改善其表面特性这些碳化硅砖具有很高的导热性和极为光滑的表面，从而明显降低了燃烧器区域的结渣图5　LNASB燃烧器周围采用防结焦措施后效果示意图3、 采用Mitsui Babcock独特的膜式二级和末级过热器设计，从而防止部件管子出列、变形的同时抑制结焦图6　屏过采用防结焦措施后效果示意图 虽然英巴对于预防锅炉结焦采取了一系列的技术措施，但扬州第二发电厂燃烧器区域仍存在较严重的结焦问题，以下将介绍扬州第二发电厂燃烧器区域结焦的原因以及针对这一问题所进行了调整试验工作2.1.3 扬州第二发电厂燃烧器区域结焦原因分析 造成扬州第二发电厂锅炉燃烧器区域结焦问题主要有以下两方面原因：1、燃烧器区域温度较高，同时神华煤的灰熔点较低：LNASB燃烧器的初期着火十分剧烈，煤粉从喷燃器喷入炉膛瞬间，煤粉便已着火，经现场测量燃烧器出口温度基本上在1200℃左右，而神华煤的DT（变形温度）是1160℃，ST（软化温度）是1230℃，燃烧器出口温度高于灰熔点温度为燃烧器区域结焦创造了必要条件。

2、煤粉在燃烧器出口形成的扩散角过大，煤粉颗粒易吸附在燃烧器附近的水冷壁上：LNASB型燃烧器外二次风的卷吸十分强烈，而外二次风旋流强度不可调，同时燃烧器喷口的外沿距离炉膛内壁大约600－700mm，这样卷吸过强的外二次风易造成火焰发生贴壁现象，造成煤粉颗粒粘附于燃烧器四周的水冷壁上而发生结焦问题2.1.4 扬州第二发电厂进行的调整试验工作 针对燃烧器区域结焦的问题，扬州第二发电厂主要进行了以下调整工作：1、 针对燃烧器的调整工作：(1) 将各燃烧器的内二次风旋流强度降至最弱：机组调试期间燃用神华煤时发现燃烧器附近存在结焦问题后即将各燃烧器的内二次风旋流强度将至最弱；(2) 将各燃烧器的内二次风流量挡板开至最大：从英巴试验台资料可知，当二次风挡板开大时，燃烧器的温度将下降，火焰着火点将远离燃烧器目前扬州第二发电厂#3、4炉燃烧器内二次风流量挡板均在全开位置；(3) 燃烧器总风量挡板目前采取#1、#5燃烧器全开，#2、#4燃烧器关小50mm，#3燃烧器关小100mm的运行方式；(4) 进行中心风挡板开关试验，试验表明中心风挡板开关对锅炉结焦影响较小2、 针对磨煤机的调整工作：（1） 加大磨煤机的一次风流量：目前已将各磨煤机一次风量增大5~10t/h，以增大一次风刚度，加大燃烧器的着火距离，同时减少磨煤机的石子煤排放量；（2） 适当加大煤粉细度数值：通过对磨煤机分离器折向挡板进行调整，适当加大磨煤机煤粉细度数值，以减弱煤粉初期燃烧的剧烈程度，达到降低燃烧器出口温度的目的。

3、 进行燃烧器改造工作： #4炉停运期间，对D1、D5燃烧器进行了改造在#4炉D5燃烧器的内二次风后壳体板处对称开设8只75´150mm的方孔，以增大内二次风量，同时将D1燃烧器外二次风挡板改为角度可调（调整结构同我厂一期EI-XCL燃烧器） 机组启动后进行了D1、D5燃烧器的调整工作，并进行了结焦情况跟踪比较，试验表明，D1燃烧器燃烧扩散角有所减少，但外二次风仍存在较严重的卷吸现象，D1、D5燃烧器附近结焦现象未能得到根本改善4、 进行掺烧煤试验工作：目前扬州第二发电厂进行了多种煤种的掺配煤试验，目前所用的主要煤种煤质分析情况如下：煤种来煤单位发热量Q挥发份Var水份Mar含硫量Std灰Aar神混煤神华集团23.1527.14170.527.93混2神华21.7925.95170.3811.48同优煤江阴运河23.4225.517.81.0318.28伊泰三号伊泰22.7627.3314.40.3511.11优混中煤21.4126.1810.41.2220.76准。