降低锅炉飞灰、炉渣可燃物含量的措施
傅 松, 李永华, 陈鸿伟
(华北电力大学, 河北 保定 071003)
关键词:锅炉; 经济性; 飞灰、炉渣可燃物
摘 要:分析了某电厂锅炉飞灰、炉渣可燃物含量高的原因及影响因素, 介绍了为降低这项损失所采取的措施及效果。
中图分类号:T K 22711 文献标识码:B 文章编号:100129529(2002) 0620012203
煤耗是火力发电机组最主要的经济技术指标
之一, 煤耗的高低直接影响到机组效率和节能降耗的成败。目前, 我国的火力发电机组与发达国家的同类型机组相比, 机组的经济性, 尤其在煤耗方面还存在着相当大的差距, 要想提高机组效率, 大幅度降低煤耗刻不容缓。
影响煤耗的因素很多, 飞灰和炉渣可燃物的含量是最重要的一项指标。由于国内机组的类型较多, 因此处理方法也不同, 下面仅针对某电厂锅炉进行分析和讨论。
不稳定、燃烧不完全, 这也是飞灰、炉渣可燃物含量高主要原因。112 燃烧器布置不合理
燃用挥发分低的贫煤时, 着火比较困难, 为强化着火, 燃烧器一般采用集中布置。而该厂燃烧器分上、下2大组布置, 一、二次风喷口间隔排列, 自上而下共有A 、8层二次B 、C 、D 、E 5层一次风口、风口和2层三次风。对于燃用贫煤的锅炉, 这种布置方式很不合理, 因为上下距离太大不利于集中燃烧, 出现燃烧不稳、燃烧不完全是必然结果。113 煤粉过粗
1 飞灰、炉渣可燃物含量高的原因
某火力发电厂装有2台300MW 机组, 锅炉为D G 1025 18122 4型亚临界压力、单炉膛、一次中间再热的自然循环汽包锅炉, 燃用煤种为晋
中贫煤, 采用钢球磨(4台350 600) 中间仓储式热风送粉系统, 燃烧器为逆时针旋转的四角切圆直流摆动式燃烧器, 采用双切圆布置方式, 假象切圆分别为
自投产以来, 飞灰、炉渣可燃物含量平均值在25%以上, 直接影响着机组的经济运行。造成问题的原因主要有以下几方面:111 锅炉设计不合理
该厂燃用的煤种可燃基挥发分一般在15%左右, 相应的对煤粉细度要求较高, R 90=11%～12%。该厂每台制粉系统设计出力30t h , 修正到
该厂煤种和煤粉细度, 出力应该为35～40t 而h 。
实际运行中为节约厂用电, 满负荷时才运行3套制粉系统, 原煤耗量在130t h 左右; 240MW 以下负荷一般只运行两套制粉系统, 原煤耗量在102t h 左右, 致使制粉系统超出力运行, 必然造
成粗粉。另外, 设备本身也有一些问题, 加上运行调整不当, 煤粉细度很难保证在规定范围内。煤粉过粗, 就会造成燃烧不稳、燃烧不完全, 导致飞灰、炉渣可燃物含量高。114 运行调整不当
研究表明, 燃用贫煤的锅炉假想切圆一般应在
(m 2・h ) 和4118×105kJ (m 2・h ) , 而该×107kJ
厂的假想切圆为
(m 2・h ) , 容积热负荷为31701×11583×107kJ
(m 2・h ) 。这说明设计炉膛热负荷过低, 炉105kJ
运行调整是燃烧好坏的重要因素。要组织良好的燃烧, 风量的控制, 一、二次风速的配比及风粉的控制方式等应当合理。而该厂在运行中往往
出现下列几种情况。
(1) 高负荷时氧量控制过小, 低负荷时氧量控制过大, 这对燃烧的稳定性和安全性都有较大的影响。
(2) 一、二次总风压变化。虽然一次风总风压
膛断面和容积尺寸过大, 导致燃烧强度不够, 而且
切圆小造成炉膛火焰充满度不好, 最终出现燃烧
600℃～650℃, 缩短着火距离, 稳定燃烧。
正常情况下控制在315kPa 不变, 但经常是同一
层给粉机转速不一样, 各层的给粉机转速也不一样, 造成转速高的给粉机出粉浓、风速低, 而转速低的出粉稀、风速高, 使炉膛内发生火焰偏斜, 局部氧气过剩, 局部缺氧燃烧。
(3) 二次风压的控制往往随负荷的变化而变化。高负荷时风压高, 低负荷时风压低, 导致二次风速的改变。二次风速过高或过低都会使一、二次风混合不良, 影响燃烧。
另外还发现, 正常运行中的配风也不合理, A 、B 层的给粉机转速较高(600r m in ) , 而AA 、BA 层二次风门开度较小(50%～60%) , 上部的2个火嘴, 而D 、E 层给粉机转速低, 有时只投1、
通过采取以上措施, 低负荷的稳燃性能明显
提高, 飞灰、炉渣可燃物含量有所下降, 但下降幅度不大。经过分析研究, 1998年小修期间对所有燃烧器的喷口角度进行了调整, 普遍上倾3°～5°, 并且添刷了115m 的稳燃带, 使稳燃带增加到310m , 投入运行后效果比以前明显好转。212 粉煤细度调整
(1) 煤粉的经济细度
煤粉细度是衡量煤粉品质的重要指标, 煤粉越细, 其燃烧面积越大, 燃烧越完全, 飞灰、炉渣可燃物含量越低。但太细会使电耗大大增加, 因此应选择最佳煤粉经济细度。
对于具体锅炉及煤种, 必须通过试验来决定其煤粉的经济细度。根据我国电厂的实践经验, 参考国外的技术数据, 该厂运行中应控制的煤粉细度为R 90=12%～14%。
(2) 煤粉的均匀性指数
电厂中常用R 90和R 200来粗略地表示煤粉的细度, 这是不够的, 还应当有反应煤粉中不同大小颗粒分布情况的均匀性指数n 。
n 越大, 煤粉越均匀, 制粉系统的均匀性指数
～113之间, 取决于制粉系统的设备n 一般在018
状况, 尤其与磨煤机和粗粉分离器的型式有密切关系。
(3) 制粉系统的运行调整确定、保证了煤粉的经济细度后就要做好制粉系统的运行调整工作。
该厂采用的是中间仓储式制粉系统, 在制粉系统的运行中, 对煤粉细度构成直接影响的是制粉风量的大小; 粗粉分离器挡板的开度; 设备的运行参数。
根据该厂的实际情况, 通过一系列的调查试验证明, 煤粉细度不合格的原因:一是煤粉细度调整难度大, 二是运行人员为节约厂用电尽量少开制粉系统, 制粉量超过设计值。为解决上述问题, 采取了如下措施:
减少制粉风量。因为粗粉的主要原因是制粉风量偏大, 经过试验, 在保证制粉系统出力和正常运行的情况下, 将制粉风量由原来的818×104
343m h 降低到812×10m h 。
(1) 重新调整粗粉分离器
二次风门开度较大。这种配风方式从表面上氧量合适, 但因为下部粉多风少, 上部粉少风大, 实际燃烧效果并不好, 这也是造成飞灰、炉渣可燃物含量高的原因。
2 采取的措施
211 燃烧器改造
1997年4月, 1号炉燃烧器进行改造, 将A 、
“大速差射流型一次风通道面煤B 层燃烧器改为
粉燃烧器”。该燃烧器的出口分上下2个一次风
口, 煤粉从2个喷口射出后, 在中间产生一个强烈的回流区, 卷吸高温烟气加热一次风粉气流。为防止烧坏燃烧器, 控制合理的着火距离, 在燃烧器两侧设有腰部风, 取自送风机出口, 且中间装有一只热电偶, 随时掌握和控制燃烧器的着火情况。
这种燃烧器对低负荷的稳燃效果明显, 最低不投油稳燃负荷为165MW 。但试验数据分析表明, 飞灰虽略有下降, 炉渣可燃物含量却比改前还有所升高, 原因是该燃烧器出口射流衰减过快, 容易造成落粉, 加上底部二次风门开度偏小, 托不住下落的煤粉, 从而使炉渣可燃物含量升高。
针对锅炉本身和燃烧器存在的问题, 在总结1号炉经验的基础上, 1997年8月对2号炉又进
行了燃烧器的改造, 采取了如下措施:
(1) A 层燃烧器底部加蒸汽射流, 以增强一次风射流刚性, 减少落粉。
(2) 在底层二次风以下粉刷115m 的反射涂料, 祢补炉膛热负荷低的不足, 强化底部燃烧, 增强稳燃性能, 降低炉渣可燃物含量。
(3) 将燃烧器的燃烧温度由500℃提升到
14
华东电力
2002年第6期
汽轮机D EH 控制系统的改造及运行
张剑萍
(杭州电力教育培训中心, 浙江 杭州 310015)
中图分类号:T K 26317+2 文献标识码:B 文章编号:100129529(2002) 0620014204
随着电网峰谷差的日趋增大, 各发电厂机组的变负荷调峰运行更加频繁, 要求机组具有高度的自动化水平, 并实现A GC 方式运行。半山电厂4号机系上海汽轮机厂生产的N 1252135 535 535型超高压、中间再热、凝汽式汽轮机, 第49台
组普遍采用的比较成熟先进的D EH 电液调节控制系统对原汽轮机液压调节系统进行技术改造, 提高其自动化水平, 以满足现代化电网对发电机组的技术性能要求。
半山电厂4号机应用上海新华控制公司生产的D EH 2 A 型汽轮机电液调节控制系统进行了改造。
由于该型机组调节A 151型, 于1984年投产发电。
控制系统采用纯液压调节系统, 存在调节性能差、控制精度低、响应速度慢、可靠性差等诸多缺陷。为从根本上解决这些关键技术问题, 利用大修期间对机组热控系统改造的同时, 应用国内外大机挡板角度。这是降低煤粉细度的主要环节, 通过逐台调整分离器的挡板角度进行试验, 并根据试验数据和每台分离器的特性制定方案, 最后确定挡板角度在21°～24°之间。
(2) 控制合理的运行参数。通过试验证明, 磨煤机电流为90A , 排粉机电流为42A , 再循环开度30%, 其它参数按正常方式控制是比较合理的。
经过近半个月的调整, 煤粉细度调整在R 90=10%～13%之间, 基本达到设计要求。213 燃烧调整
1 D EH - A 技术规范及控制功能
D EH 2 A 控制系统, 是主机不可分割的组成
左右。将一次风总风压由315kPa 提高到318kPa , 二次风总风压由111kPa 提高到113kPa , 运行效果良好。
3 节能效果
改造后, 大渣可燃物含量由2616%下降到1315%, 降低了1311%。按大渣可燃物含量每降
低1%, 锅炉效率提高010460%, 供电煤耗减少
(k W ・h ) 计算, 锅炉效率提高01184g
(k W ・h ) 。016026%, 煤耗降低214104g
飞灰可燃物含量由调整前的1014%下降到418%, 降低了516%。按飞灰可燃物含量每减少1%, 锅炉效率提高013665%, 供电煤耗减少
(k W ・h ) 计算, 锅炉效率提高11466g
(k W ・h ) 。210524%, 煤耗降低812096g
影响煤粉气流着火与燃烧的因素很多, 结合
该厂的具体情况, 主要做了如下优化燃烧方式的工作:
燃烧器改造后, 将底部A 、B 层一次风速由原来的22m s 提高到25m s , 增强了一次风射流刚性。同时, 在正常运行过程中将底部二次风挡板开度提高到90%以上, 减少了落粉现象。
240MW 负荷以上, 将A 层给粉机转速维持在400～450r m in , 以增强一次风速, 减少落粉; 240MW 负荷以下, 为稳定燃烧, 将A 层给粉机转速维持在500～600r m in 运行。合理控制氧量。240MW 负荷以上, 氧量控制在4%左右; 240MW 以下, 氧量控制在5%～7%
排粉机电流由原来的48A 下降至42A , 厂用电量下降01066%, 煤耗降低01244(k W ・h ) 。g
上述几项合计, 共可降低煤耗101864(k W ・h ) 。g
以2号机组为例, 若每年发电量为16亿k W ・h , 可节约标准煤12113t 。
收稿日期:2002201214
降低锅炉飞灰、炉渣可燃物含量的措施
傅 松, 李永华, 陈鸿伟
(华北电力大学, 河北 保定 071003)
关键词:锅炉; 经济性; 飞灰、炉渣可燃物
摘 要:分析了某电厂锅炉飞灰、炉渣可燃物含量高的原因及影响因素, 介绍了为降低这项损失所采取的措施及效果。
中图分类号:T K 22711 文献标识码:B 文章编号:100129529(2002) 0620012203
煤耗是火力发电机组最主要的经济技术指标
之一, 煤耗的高低直接影响到机组效率和节能降耗的成败。目前, 我国的火力发电机组与发达国家的同类型机组相比, 机组的经济性, 尤其在煤耗方面还存在着相当大的差距, 要想提高机组效率, 大幅度降低煤耗刻不容缓。
影响煤耗的因素很多, 飞灰和炉渣可燃物的含量是最重要的一项指标。由于国内机组的类型较多, 因此处理方法也不同, 下面仅针对某电厂锅炉进行分析和讨论。
不稳定、燃烧不完全, 这也是飞灰、炉渣可燃物含量高主要原因。112 燃烧器布置不合理
燃用挥发分低的贫煤时, 着火比较困难, 为强化着火, 燃烧器一般采用集中布置。而该厂燃烧器分上、下2大组布置, 一、二次风喷口间隔排列, 自上而下共有A 、8层二次B 、C 、D 、E 5层一次风口、风口和2层三次风。对于燃用贫煤的锅炉, 这种布置方式很不合理, 因为上下距离太大不利于集中燃烧, 出现燃烧不稳、燃烧不完全是必然结果。113 煤粉过粗
1 飞灰、炉渣可燃物含量高的原因
某火力发电厂装有2台300MW 机组, 锅炉为D G 1025 18122 4型亚临界压力、单炉膛、一次中间再热的自然循环汽包锅炉, 燃用煤种为晋
中贫煤, 采用钢球磨(4台350 600) 中间仓储式热风送粉系统, 燃烧器为逆时针旋转的四角切圆直流摆动式燃烧器, 采用双切圆布置方式, 假象切圆分别为
自投产以来, 飞灰、炉渣可燃物含量平均值在25%以上, 直接影响着机组的经济运行。造成问题的原因主要有以下几方面:111 锅炉设计不合理
该厂燃用的煤种可燃基挥发分一般在15%左右, 相应的对煤粉细度要求较高, R 90=11%～12%。该厂每台制粉系统设计出力30t h , 修正到
该厂煤种和煤粉细度, 出力应该为35～40t 而h 。
实际运行中为节约厂用电, 满负荷时才运行3套制粉系统, 原煤耗量在130t h 左右; 240MW 以下负荷一般只运行两套制粉系统, 原煤耗量在102t h 左右, 致使制粉系统超出力运行, 必然造
成粗粉。另外, 设备本身也有一些问题, 加上运行调整不当, 煤粉细度很难保证在规定范围内。煤粉过粗, 就会造成燃烧不稳、燃烧不完全, 导致飞灰、炉渣可燃物含量高。114 运行调整不当
研究表明, 燃用贫煤的锅炉假想切圆一般应在
(m 2・h ) 和4118×105kJ (m 2・h ) , 而该×107kJ
厂的假想切圆为
(m 2・h ) , 容积热负荷为31701×11583×107kJ
(m 2・h ) 。这说明设计炉膛热负荷过低, 炉105kJ
运行调整是燃烧好坏的重要因素。要组织良好的燃烧, 风量的控制, 一、二次风速的配比及风粉的控制方式等应当合理。而该厂在运行中往往
出现下列几种情况。
(1) 高负荷时氧量控制过小, 低负荷时氧量控制过大, 这对燃烧的稳定性和安全性都有较大的影响。
(2) 一、二次总风压变化。虽然一次风总风压
膛断面和容积尺寸过大, 导致燃烧强度不够, 而且
切圆小造成炉膛火焰充满度不好, 最终出现燃烧
600℃～650℃, 缩短着火距离, 稳定燃烧。
正常情况下控制在315kPa 不变, 但经常是同一
层给粉机转速不一样, 各层的给粉机转速也不一样, 造成转速高的给粉机出粉浓、风速低, 而转速低的出粉稀、风速高, 使炉膛内发生火焰偏斜, 局部氧气过剩, 局部缺氧燃烧。
(3) 二次风压的控制往往随负荷的变化而变化。高负荷时风压高, 低负荷时风压低, 导致二次风速的改变。二次风速过高或过低都会使一、二次风混合不良, 影响燃烧。
另外还发现, 正常运行中的配风也不合理, A 、B 层的给粉机转速较高(600r m in ) , 而AA 、BA 层二次风门开度较小(50%～60%) , 上部的2个火嘴, 而D 、E 层给粉机转速低, 有时只投1、
通过采取以上措施, 低负荷的稳燃性能明显
提高, 飞灰、炉渣可燃物含量有所下降, 但下降幅度不大。经过分析研究, 1998年小修期间对所有燃烧器的喷口角度进行了调整, 普遍上倾3°～5°, 并且添刷了115m 的稳燃带, 使稳燃带增加到310m , 投入运行后效果比以前明显好转。212 粉煤细度调整
(1) 煤粉的经济细度
煤粉细度是衡量煤粉品质的重要指标, 煤粉越细, 其燃烧面积越大, 燃烧越完全, 飞灰、炉渣可燃物含量越低。但太细会使电耗大大增加, 因此应选择最佳煤粉经济细度。
对于具体锅炉及煤种, 必须通过试验来决定其煤粉的经济细度。根据我国电厂的实践经验, 参考国外的技术数据, 该厂运行中应控制的煤粉细度为R 90=12%～14%。
(2) 煤粉的均匀性指数
电厂中常用R 90和R 200来粗略地表示煤粉的细度, 这是不够的, 还应当有反应煤粉中不同大小颗粒分布情况的均匀性指数n 。
n 越大, 煤粉越均匀, 制粉系统的均匀性指数
～113之间, 取决于制粉系统的设备n 一般在018
状况, 尤其与磨煤机和粗粉分离器的型式有密切关系。
(3) 制粉系统的运行调整确定、保证了煤粉的经济细度后就要做好制粉系统的运行调整工作。
该厂采用的是中间仓储式制粉系统, 在制粉系统的运行中, 对煤粉细度构成直接影响的是制粉风量的大小; 粗粉分离器挡板的开度; 设备的运行参数。
根据该厂的实际情况, 通过一系列的调查试验证明, 煤粉细度不合格的原因:一是煤粉细度调整难度大, 二是运行人员为节约厂用电尽量少开制粉系统, 制粉量超过设计值。为解决上述问题, 采取了如下措施:
减少制粉风量。因为粗粉的主要原因是制粉风量偏大, 经过试验, 在保证制粉系统出力和正常运行的情况下, 将制粉风量由原来的818×104
343m h 降低到812×10m h 。
(1) 重新调整粗粉分离器
二次风门开度较大。这种配风方式从表面上氧量合适, 但因为下部粉多风少, 上部粉少风大, 实际燃烧效果并不好, 这也是造成飞灰、炉渣可燃物含量高的原因。
2 采取的措施
211 燃烧器改造
1997年4月, 1号炉燃烧器进行改造, 将A 、
“大速差射流型一次风通道面煤B 层燃烧器改为
粉燃烧器”。该燃烧器的出口分上下2个一次风
口, 煤粉从2个喷口射出后, 在中间产生一个强烈的回流区, 卷吸高温烟气加热一次风粉气流。为防止烧坏燃烧器, 控制合理的着火距离, 在燃烧器两侧设有腰部风, 取自送风机出口, 且中间装有一只热电偶, 随时掌握和控制燃烧器的着火情况。
这种燃烧器对低负荷的稳燃效果明显, 最低不投油稳燃负荷为165MW 。但试验数据分析表明, 飞灰虽略有下降, 炉渣可燃物含量却比改前还有所升高, 原因是该燃烧器出口射流衰减过快, 容易造成落粉, 加上底部二次风门开度偏小, 托不住下落的煤粉, 从而使炉渣可燃物含量升高。
针对锅炉本身和燃烧器存在的问题, 在总结1号炉经验的基础上, 1997年8月对2号炉又进
行了燃烧器的改造, 采取了如下措施:
(1) A 层燃烧器底部加蒸汽射流, 以增强一次风射流刚性, 减少落粉。
(2) 在底层二次风以下粉刷115m 的反射涂料, 祢补炉膛热负荷低的不足, 强化底部燃烧, 增强稳燃性能, 降低炉渣可燃物含量。
(3) 将燃烧器的燃烧温度由500℃提升到
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华东电力
2002年第6期
汽轮机D EH 控制系统的改造及运行
张剑萍
(杭州电力教育培训中心, 浙江 杭州 310015)
中图分类号:T K 26317+2 文献标识码:B 文章编号:100129529(2002) 0620014204
随着电网峰谷差的日趋增大, 各发电厂机组的变负荷调峰运行更加频繁, 要求机组具有高度的自动化水平, 并实现A GC 方式运行。半山电厂4号机系上海汽轮机厂生产的N 1252135 535 535型超高压、中间再热、凝汽式汽轮机, 第49台
组普遍采用的比较成熟先进的D EH 电液调节控制系统对原汽轮机液压调节系统进行技术改造, 提高其自动化水平, 以满足现代化电网对发电机组的技术性能要求。
半山电厂4号机应用上海新华控制公司生产的D EH 2 A 型汽轮机电液调节控制系统进行了改造。
由于该型机组调节A 151型, 于1984年投产发电。
控制系统采用纯液压调节系统, 存在调节性能差、控制精度低、响应速度慢、可靠性差等诸多缺陷。为从根本上解决这些关键技术问题, 利用大修期间对机组热控系统改造的同时, 应用国内外大机挡板角度。这是降低煤粉细度的主要环节, 通过逐台调整分离器的挡板角度进行试验, 并根据试验数据和每台分离器的特性制定方案, 最后确定挡板角度在21°～24°之间。
(2) 控制合理的运行参数。通过试验证明, 磨煤机电流为90A , 排粉机电流为42A , 再循环开度30%, 其它参数按正常方式控制是比较合理的。
经过近半个月的调整, 煤粉细度调整在R 90=10%～13%之间, 基本达到设计要求。213 燃烧调整
1 D EH - A 技术规范及控制功能
D EH 2 A 控制系统, 是主机不可分割的组成
左右。将一次风总风压由315kPa 提高到318kPa , 二次风总风压由111kPa 提高到113kPa , 运行效果良好。
3 节能效果
改造后, 大渣可燃物含量由2616%下降到1315%, 降低了1311%。按大渣可燃物含量每降
低1%, 锅炉效率提高010460%, 供电煤耗减少
(k W ・h ) 计算, 锅炉效率提高01184g
(k W ・h ) 。016026%, 煤耗降低214104g
飞灰可燃物含量由调整前的1014%下降到418%, 降低了516%。按飞灰可燃物含量每减少1%, 锅炉效率提高013665%, 供电煤耗减少
(k W ・h ) 计算, 锅炉效率提高11466g
(k W ・h ) 。210524%, 煤耗降低812096g
影响煤粉气流着火与燃烧的因素很多, 结合
该厂的具体情况, 主要做了如下优化燃烧方式的工作:
燃烧器改造后, 将底部A 、B 层一次风速由原来的22m s 提高到25m s , 增强了一次风射流刚性。同时, 在正常运行过程中将底部二次风挡板开度提高到90%以上, 减少了落粉现象。
240MW 负荷以上, 将A 层给粉机转速维持在400～450r m in , 以增强一次风速, 减少落粉; 240MW 负荷以下, 为稳定燃烧, 将A 层给粉机转速维持在500～600r m in 运行。合理控制氧量。240MW 负荷以上, 氧量控制在4%左右; 240MW 以下, 氧量控制在5%～7%
排粉机电流由原来的48A 下降至42A , 厂用电量下降01066%, 煤耗降低01244(k W ・h ) 。g
上述几项合计, 共可降低煤耗101864(k W ・h ) 。g
以2号机组为例, 若每年发电量为16亿k W ・h , 可节约标准煤12113t 。
收稿日期:2002201214