发电厂660mw机组w火焰锅炉增加无烟煤掺烧量的试验研究文档格式.docx
《发电厂660mw机组w火焰锅炉增加无烟煤掺烧量的试验研究文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发电厂660mw机组w火焰锅炉增加无烟煤掺烧量的试验研究文档格式.docx（44页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
可磨度
0H
贫煤
55.01
15.27
22.22
7.50
22.863
21.970
57.25
3.31
7.95
0.97
0.80
100
万年煤
70.36
3.9
20.14
5.60
25.427
25.078
71.03
1.00
0.96
0.9
0.37
46
50/50
平均混煤
62.28
9.58
21.18
6.55
24.143
23.526
64.14
2.15
4.45
0.94
0.59
77
80/20
混煤
67.29
6.17
20.56
5.98
24.908
24.450
68.27
1.46
2.36
0.91
0.46
58
最差煤种
56.22
9.05
25.18
9.55
22.952
22.214
58.73
2.38
2.63
注：
50/50最差煤种为50/50混煤有如下变化：
挥发分：
－1％（干燥无灰），低位发热量：
－1670Mj/kg,总水分：
、＋3％，灰分：
4％
实际燃用煤种（收到基）的工业分析和元素分析
工业分析
可磨度0H
61.05
11.88
21.31
5.76
27.6
25.33
94
61.1
4.54
28.72
5.64
22.92
21.29
40
燃用设计煤种时，FW给出的混煤运行参数曲线见附图1-6，横坐标为收到基挥发份的百分数，纵坐标为运行负荷与锅炉最大连续运行负荷（BMCR）之比的百分数。
在阴影线范围内运行，锅炉须投油助燃。
从设计煤种和实际燃用煤种的成分分析比较可以看出，设计煤种和实际燃用煤种的成份和发热量相差较大，实际煤种的贫煤低位热量较设计煤种贫煤低位热量高3.36MJ/kg,实际煤种的无烟煤（万年煤）低位热量较设计煤种无烟煤（万年煤）低位热量低3.788MJ/kg；
实际煤种的贫煤挥发分较设计煤种贫煤挥发分低3.39％，实际煤种的无烟煤（万年煤）挥发分较设计煤种无烟煤挥发分高0.64％；
实际煤种的贫煤水分、灰分与设计煤种的贫煤的水分、灰分相差不大，实际煤种的无烟煤灰分较设计煤种无烟煤灰分高8.54％,实际煤种的无烟煤水分与设计煤种的无烟煤的水分相差不大。
影响锅炉燃用煤粉着火燃烧的主要因素是原煤的挥发分、灰分、发热量，由于实际煤种与设计煤种在挥发分、灰分、发热量这三个主要因素上都发生了较大变化，必然影响到锅炉的实际运行，为了保证锅炉安全稳定的燃烧，必须改变实际煤种的配比。
3 不同负荷下无烟煤掺烧量的试验及试验结果
由于实际燃用煤种与设计煤种存在较大的差异，在调试期间，FW专家提出了在保证平均混煤挥发份在9.58％的前提下，确定无烟煤和贫煤的配比量。
这样，在燃用实际煤种时，无烟煤的掺烧量仅占总煤量的30～35％，与设计的无烟煤的掺烧量差距太大，严重的限制了无烟煤的掺烧量，而机组设计的初衷是为了能够大量燃用当地万年矿的无烟煤，以降低燃料成本。
因此，在完成了#1机组半年试生产，解决了磨煤机出力低、排烟温度高、减温水量大等问题后，我们同河北电力试验研究所锅炉室的专业人员一道对#1锅炉的无烟煤掺烧量在不同负荷下进行了全面的摸底试验，通过试验确定了#1锅炉在不同负荷下燃用无烟煤的安全经济配比，另外对混煤煤粉着火的稳定性、结焦性有了深入的了解，为增大无烟煤的掺烧量积累了经验。
试验前，在燃用实际煤种时，不同负荷下的无烟煤的最大掺烧量如下：
机组负荷
总煤量
无烟煤量
贫煤量
无烟煤量/总煤量
混煤的挥发分Var
660
240～260
90～100
150～160
37～40％
9.12～9.05
550
200～210
80～85
120～125
40％
8.94～8.9
450
170～180
65～70
105～110
38～39％
9.07～9.02
350
130～140
50～55
35～40％
9.05～8.99
由于无烟煤挥发分低，不易点燃，当掺烧量大时，燃烧器出口的煤粉着火点推迟，从煤火检上观察火检闪烁频繁，炉膛负压摆动大，燃烧的稳定性变差，如果燃烧器火焰气流组织不当，易造成脱火灭火。
又由于实际燃用的无烟煤灰分高、发热量低，使得飞灰可燃物高，实际燃料消耗量大，进而造成减温水量增大，排烟温度升高，锅炉效率降低。
为了保证煤粉气流的着火提前和燃烧稳定，我们采取了如下措施以保证在混煤的挥发分降低后，着火稳定和燃烧良好。
1）将磨煤机的出口温度由设计的90℃提高至105～110℃，以改善煤粉气流的着火条件，有利于煤粉的提前着火；
2）将垂直墙上的二次风D挡板（即附图1－3中的WV1挡板）由原来的20％关至15％、E挡板（即附图1－3中的WV2挡板）由原来的25％关至20％、以增加煤粉气流的射程，增加煤粉在炉膛内的停留时间；
3）将乏气挡板由原来的30％开至40％，将消璇叶片的调节杆向外拉出1/5,以提高燃烧器主喷口的煤粉浓度和旋流强度，增加炉膛内烟气的回流，有利于煤粉气流的着火和燃烧。
通过采取上述调节手段后，分别在660MW,550MW、450MW、350MW负荷下，进行了40％、45％、50％无烟煤掺烧量的试验，在各种工况下，采用光学高温计对炉膛各部位的温度进行了测量，各种负荷下的试验数据和炉膛温度如下。
（试验数据表见附录）
1、机组负荷在660MW，无烟煤的掺烧量在40％时，6台磨煤机运行，对应的无烟煤量为96T/h,贫煤量为144T/h，混煤的挥发分为8.3％，从就地观察，燃烧较稳定，炉膛负压波动范围为－0.02～－0.05Kpa，用光学高温计测得的炉膛中心的平均温度为1400～1550℃，燃烧器出口处的烟温为1040～1200℃，主、再热汽温和各处烟温不超过设计值，烟气含氧量左右侧分别3.0％、2.9％，飞灰含碳量为8.2％。
当无烟煤的掺烧量在45％时，对应的无烟煤量为115T/h,贫煤量为140T/h，混煤的挥发分为8.06%，从就地看火孔观察，燃烧器出口的煤粉火焰变暗，炉膛负压波动范围为－0.01～－0.1Kpa，用光学高温计测得的炉膛中心的平均温度为1450～1500℃，燃烧器出口处的烟温为950～1100℃，稳定2小时后观察，锅炉的一、二次风温较40％无烟煤掺烧量时增加4℃和2℃，空预器入口烟温和排烟温度分别增加5.5℃和3.5℃，烟气含氧量左右侧分别为3.1％、3.2％，飞灰含碳量为9.5％。
当无烟煤的掺烧量增加至50％时，对应的无烟煤量和贫煤量分别为135T/h，混煤的挥发分为7.81％，从就地看火孔观察，燃烧器出口的煤粉火焰较暗，炉膛负压波动范围为0～－0.13Kpa，OM画面上的个别主火检出现频闪，用光学高温计测得的炉膛中心的平均温度为1400～1500℃，燃烧器出口处的烟温为900～1080℃，稳定2小时后观察，锅炉的一、二次风温较45％无烟煤掺烧量时分别增加6℃和3℃，空预器入口烟温和排烟温度分别增加5℃和2.5℃，烟气含氧量左右侧分别为2.9％、3.0％，飞灰含碳量为11.67％。
随着无烟煤掺烧量的增加，过热器的减温水量呈增加趋势。
2、机组负荷在550MW，无烟煤的掺烧量在40％时，5台磨煤机运行，对应的无烟煤量为83T/h,贫煤量为123T/h，混煤的挥发分为8.01％，从就地观察，燃烧较稳定，炉膛负压波动范围为－0.02～－0.05Kpa，用光学高温计测得的炉膛中心的平均温度为1550～1570℃，燃烧器出口处的烟温为1050～1100℃，主、再热汽温和各处烟温不超过设计值，烟气含氧量左右侧分别3.05％、3.79％，飞灰含碳量为8.7％。
当无烟煤的掺烧量在45％时，对应的无烟煤量为96T/h,贫煤量为117T/h，混煤的挥发分为7.73％，从就地看火孔观察，燃烧器出口的煤粉火焰较亮，炉膛负压波动范围为－0.05～－0.1Kpa，用光学高温计测得的炉膛中心的平均温度为1500～1550℃，燃烧器出口处的烟温为1000～1100℃，稳定2小时后观察，锅炉的一、二次风温较40％无烟煤掺烧量时增加8℃和11℃，空预器入口烟温和排烟温度分别增加8.5℃和5.5℃，烟气含氧量左右侧分别为3.74％、3.63％，飞灰含碳量为9.56％。
当无烟煤的掺烧量增加至50％时，对应的无烟煤量和贫煤量分别为115T/h，混煤的挥发分为7.44％，从就地看火孔观察，燃烧器出口的煤粉火焰较暗，炉膛负压波动范围为－0.01～－0.13Kpa，OM画面上的个别主火检出现频闪，用光学高温计测得的炉膛中心的平均温度为1400～1561℃，燃烧器出口处的烟温为1050～1100℃，稳定2小时后观察，锅炉的一、二次风温较45％无烟煤掺烧量时分别增加7.5℃和5.5℃，空预器入口烟温和排烟温度分别增加9℃和3℃，烟气含氧量左右侧分别为3.6％、3.8％，飞灰含碳量为10.8％。
3、机组负荷在450MW，无烟煤的掺烧量在40％时，4台磨煤机运行，对应的无烟煤量为68T/h,贫煤量为100T/h，混煤的挥发分为7.92％，从就地观察，燃烧较稳定，炉膛负压波动范围为－0.02～－0.05Kpa，用光学高温计测得的炉膛中心的平均温度为1500～1560℃，燃烧器出口处的烟温为1100～1150℃，主、再热汽温和各处烟温不超过设计值，烟气含氧量左右侧分别6.36％、4.76％，飞灰含碳量为6.41％。
当无烟煤的掺烧量在45％时，对应的无烟煤量为77T/h,贫煤量为93T/h，混煤的挥发分为7.6％，从就地看火孔观察，燃烧器出口的煤粉火焰较亮，炉膛负压波动范围为－0.05～－0.1Kpa，用光学高温计测得的炉膛中心的平均温度为1500～1550℃，燃烧器出口处的烟温为1000～1100℃，稳定2小时后观察，锅炉的一、二次风温较40％无烟煤掺烧量时增加2℃和2℃，空预器入口烟温和排烟温度分别增加1.5℃和2℃，烟气含氧量左右侧分别为5.8％、5.3％，飞灰含碳量为7.5％。
当无烟煤的掺烧量增加至50％时，对应的无烟煤量和贫煤量分别为92T/h，混煤的挥发分为7.45％，从就地看火孔观察，燃烧器出口的煤粉火焰较暗，炉膛负压波动范围为－0.01～－0.13Kpa，OM画面上的个别主火检出现频闪，用光学高温计测得的炉膛中心的平均温度为1500～1554℃，燃烧器出口处的烟温为950～1200℃，稳定2小时后观察，锅炉的一、二次风温较45％无烟煤掺烧量时分别增加3.5℃和3.5℃，空预器入口烟温和排烟温度分别增加3℃和3℃，烟气含氧量左右侧分别为5.0％、4.5％，飞灰含碳量为8.6％。
4、机组负荷在350MW，无烟煤的掺烧量在40％时，4台磨煤机运行，对应的无烟煤量为57T/h,贫煤量为85T/h，混煤的挥发分为7.78％，从就地观察，燃烧较稳定，炉膛负压波动范围为－0.02～－0.05Kpa，用光学高温计测得的炉膛中心的平均温度为1400～1500℃，燃烧器出口处的烟温为1100～1150℃，主、再热汽温和各处烟温不超过设计值，烟气含氧量左右侧分别6.0％、5.8％，飞灰含碳量为6.5％。
当无烟煤的掺烧量在45％时，对应的无烟煤量为68T/h,贫煤量为82T/h，混煤的挥发分为7.4％，从就地看火孔观察，燃烧器出口的煤粉火焰较亮，炉膛负压波动范围为－0.05～－0.1Kpa，用光学高温计测得的炉膛中心的平均温度为1400～1500℃，燃烧器出口处的烟温为950～1000℃，稳定2小时后观察，锅炉的一、二次风温较40％无烟煤掺烧量时增加1℃和1℃，空预器入口烟温和排烟温度分别增加1.5℃和1℃，烟气含氧量左右侧分别为5.8％、5.5％，飞灰含碳量为7.4％。
当无烟煤的掺烧量增加至50％时，对应的无烟煤量和贫煤量分别为79T/h，混煤的挥发分为7.06％，从就地看火孔观察，燃烧器出口的煤粉火焰着火稳定，炉膛负压波动范围为－0.01～－0.10Kpa，用光学高温计测得的炉膛中心的平均温度为1500～1554℃，燃烧器出口处的烟温为900～1100℃，稳定2小时后观察，锅炉的一、二次风温较45％无烟煤掺烧量时分别增加1.5℃和2℃，空预器入口烟温和排烟温度分别增加1.5℃和1.5℃，烟气含氧量左右侧分别为5.5％、5.0％，飞灰含碳量为8.8％。
通过试验可以看出，FW公司的“W”火焰锅炉由于其独特的设计特点，调峰能力大，其对燃料的适应性也较强，而且其燃烧调节手段也相对较多。
当燃用的实际煤种变化较大时，可通过燃烧调整试验，对运行参数进行调整，使得锅炉安全稳定燃烧，满足燃用实际煤种时达到50％的掺烧比例。
尤为特殊的是随着机组负荷的降低，磨煤机的出力降低，煤粉在磨煤机内停留的时间延长，煤粉变细，有利于煤粉气流的着火，提高了煤粉着火的稳定性，也即提高了锅炉燃烧的稳定性。
经过试验后，无烟煤的掺烧量较从前有了较大幅度的增加，2003年1～8月，无烟煤的掺烧比例较去年同期增加了6.67％，有效地缓解了贫煤来煤不足的局面。
另外对无烟煤的掺烧量增加后可能带来的问题，我们也制定了相应的防范措施，并下发至各运行班组。
4 无烟煤掺烧量变化对运行参数和经济性的影响
通过比较增加无烟煤掺烧比例前后运行参数，对运行参数和经济性有如下影响：
1）随着无烟煤掺烧量的增加空预器的入口烟温和排烟温度随之增加，飞灰含碳量明显增加，即增加了排烟损失和机械不完全燃烧热损失，降低了锅炉效率。
2）由于无烟煤掺烧量的增加，造成尾部受热面烟温偏高，为了降低排烟温度，吹灰器不得不频繁投运，增加了汽水损失，增大了受热面被吹损的机率。
3）随着无烟煤掺烧量的增加，煤粉的燃烬时间延长，火焰中心升高，使得过热器的减温水量随之增加。
4）随着无烟煤掺烧量的增加，相同的负荷下，锅炉总的燃料量增加，则一次总风量和二次总风量相应增加，增加了一次风机和送风机的电耗。
5）随着无烟煤掺烧量的增加，制粉系统的出力负担相应增加，且由于无烟煤的硬度高，使得制粉单耗大，制粉系统的磨损增大。
6）由于实际无烟煤的灰分大，无烟煤掺烧量的增加后，造成干灰输送系统和水力除灰系统的负担增加，磨损增大。
5 结论和建议
通过试验得出如下结论：
1、FW原所给的高负荷时无烟煤掺烧比例大，低负荷时掺烧比例小的建议不太合理，在高负荷时，虽然炉膛温度较高，但是由于一次风煤粉量大、风速高，着火所需的热量大，因此着火燃烧的稳定性反而较差；
在低负荷时，一次风煤粉量小、风速低、煤粉细度大，着火所需的热量小，着火燃烧的稳定性较强。
因此在低负荷时可以多掺烧一定量的无烟煤。
2、在机组负荷大于350MW时，不同的负荷下无烟煤的掺烧量可达总燃料量的50％，但无烟煤的掺烧量增加后，混煤的挥发分降低，燃烧的稳定性变差，建议正常运行时，无烟煤的掺烧量原则上不超过48％，且混煤的收到基的挥发分不低于7.1％，防止发生灭火事故。
3、随着无烟煤的掺烧量的增加，应根据氧量适当增加锅炉的送风量，以保证合适的过剩空气系数，防止发生缺氧燃烧。
4、随着无烟煤掺烧量的增加空预器的入口烟温和排烟温度增加，如空预器入口烟温高可增加对受热面的吹灰次数来解决。
5、机组升降负荷时，要合理调节每台磨煤机的无烟煤和贫煤的混合比例，升负荷时，应当先增加贫煤量，再增加无烟煤量；
降负荷时，先降低无烟煤量，再降低贫煤量；
且每台磨煤机保持相同的混煤比例，防止混合比例失调发生燃烧不稳，引起灭火事故。
6、保持磨煤机的出口温度在105～110℃，无烟煤的混合比例高时，磨煤机的出口温度维持高限。
7、若煤质变化大，燃烧不稳时，及时减少无烟煤的掺烧量，待燃烧稳定后再视燃烧情况调整无烟煤的掺烧比例。
附录：
#1机组660MW试验数据
项目
单位
工况1（02.09.13）
工况2（02.09.13）
工况3（02.09.13）
无烟
煤量
无烟煤占总煤量的份额
96T/h
240T/h
40%
115T/h
255T/h
45%
135T/h
270T/h
50%
主汽压力
MPa
15.88
16.01
主汽温度
℃
540
主蒸汽流量
kg/s
511
510
513
给水流量
487
485
486
再热汽温度
过热器喷水流量
Kg/s
53
56
再热器喷水流量
总二次风量
556
566
589
A侧冷风温度
23
22
B侧冷风温度
A侧暖风器出口温度
24
B侧暖风器出口温度
总一次风量
104
110
118
A侧一次风出口温度
378
382
388
B侧一次风出口温度
377
381
387
A侧二次风出口温度
384
386
B侧二次风出口温度
383
385
389
A侧空预器入口烟温
395
399
410
B侧空预器入口烟温
404
A侧排烟温度
126
130
134
B侧排烟温度
133
平均排烟烟温
128
131.5
A侧氧量
%
3.0
3.1
2.9
B侧氧量
3.2
炉膛负压
Kpa
－0.02～0.04
－0.01～-0.1
0～-0.13
飞灰可燃物
8.2
9.5
11.67
无烟煤煤质分析
收到基全水分Mar
5.5
空气干燥基水分Mad
1.87
收到基灰分Aar
26.39
收到基挥发分Var
5.25
收到基固定碳（FC）ar
62.86
空气干燥基高位热量Qgr.ad
MJ/Kg
24.25
收到基低位热量Qnet.ar
22.75
贫煤煤质分析
6.2
0.64
22.09
10.38
61.32
26.96
24.64
混煤煤质分析
40/60混煤的挥发分Var
8.3
45/55混煤的挥发分Var
8.06
50/50混煤的挥发分Var
7.81
#1机组550MW试验数据
工况1（02.09.25）
工况2（02.09.25）
工况3（02.09.25）
83T/h
206T/h
213T/h
115
230
14.08
15.24
14.92
538.08
539
419
417
420
539.7
537
538
47.52
49
62
526
527
535
21
25
92.09
100.3
106.3
升级会员 