420th锅炉燃烧器适度反切的改造实践管道离心泵

420t／h锅炉燃烧器适度反切的改造实践

420t／h锅炉燃烧器适度反切的改造实践 2011： 1燃烧设备概况 长兴电厂5号炉为上海锅炉厂20世纪80年代末生产的M417型420 t／h超高压一次中间再热单汽包自然循环固态排渣煤粉炉，配用2台DTM320／580钢球磨，采用中间储仓式热风送粉系统。燃烧器为直流式四角切向布置，从上到下布置喷口依次为三、二、二、一、二、一、一、二，其中一、三次风喷口装设了锯齿钝体，其外缘布置了周界风，运行中除三次风和下一、二次风喷嘴倾角为水平外，其余喷嘴均上摆5°。燃烧器设计参数见表1。　　本炉膛宽、深度分别为9．6 m和8．84 m，宽、深比约为1．09∶1．0。炉内形成假象切圆直径Φ800／Φ200 mm，气流作俯视逆时针方向旋转。炉膛容积2176 m3，容积热负荷设计值521×103 kJ／m3h，炉膛断面热负荷为13．36×106 kJ／m2h。　　近两年因供煤条件好转，燃用煤种基本为高挥发份、高发热量煤种：Car51％，Aar25％，Vdaf28％，Qnet·ar20 085 kJ／kg。2改造前存在问题 锅炉自1992年10月投产以来，经多年调整及设备改造，锅炉性能达到了较好水平，但仍存在一些问题，主要有：主汽、再汽温偏低；炉膛出口存在显著烟温偏差。2．1主蒸汽、再热蒸汽温偏低　　锅炉按原苏联标准设计选用了较高的炉膛断面热负荷，设计煤种为贵州盘江火铺混洗煤，Car52．88％，Aar28．75％，Vdaf33．14％，Qnet·ar20 465kJ／kg，属高反应性煤种。由于设计阶段考虑到当时燃料市场的供应条件，采用了许多加强燃烧的措施如：下部燃烧器一次风集中布置；燃烧器采用西屋技术，喷嘴出口设置了锯齿状钝体，使喷嘴出口气流形成强烈回旋。　　运行中由此产生稳定偏下的燃烧中心，并导致汽温水平不高。2．2炉膛出口存在显著烟温偏差　　锅炉正常运行带双制粉系统情况下，对流过热器后烟温偏差约70℃，高、低温再热器后左右偏差基本20℃。由于烟温偏差的存在，锅炉B侧主、再汽温往往只能维持530℃，如停一组或两组制粉系统，则只能达到518～520℃。而A侧主、再汽温经运行调整，能控制在540℃左右。　　汽温水平较低，同时存在左右汽温、烟温偏差，使B侧汽温低的矛盾较为突出。由此运行人员对二次风的经济合理调整受到了限制，长期保持A侧二次风量大于B侧的不均匀状态，同时出现较长时间的大风量运行，影响锅炉经济指标的进一步提高。3燃烧器技改方案3．1炉膛出口烟温偏差存在的必然性　　过热器出口汽温偏差的主要原因在于炉膛出口烟气残余扭矩的存在。随着锅炉容量的增大，锅炉四角射流动量ρQW相应成比例增加，中心火焰旋转的切向动量流率矩比锅炉容量的增长更快。这是因为燃烧所需的风量基本上随容量成比例增长，而假想切圆半径随容量成1／3次方增长。另一方面，炉膛高度（火焰高度方向上的行程）的增长相对较慢。故单位炉膛高度的旋转动量流率矩随锅炉容量的增长而成正比例增长。显然在炉膛出口处，大容量锅炉旋转火焰气流无论是相对值或是绝对值都将保持着比小容量锅炉更大的残余旋转动量流率矩，这是锅炉从小容量向大容量发展中所不可避免的。　　因而随锅炉容量的增加，四角切圆燃烧锅炉炉膛出口左右侧流场和烟温偏差就越大。根据国内部分机组的锅炉运行情况：125 MW机组炉膛出口烟温差一般为50～60℃；200～300 MW机组为100～120℃；600 MW机组为200℃左右。3．2国内部分机组采取的对策　　为克服炉膛出口烟温偏差，近年对已投运机组改进燃烧方式一般采取对策为：一、二次风同心反切；上部二次风反切和三次风反切或以上方法的结合。改造实例：　　（1）吴泾电厂300 MW为上锅引进GE公司技术制造，为克服左右烟温偏差大，燃烧方式采用一、二次风同心反切，主、再汽温能达到设计值。　　（2）镇海电厂3号炉（200 MW机组）于1999年5月大修时，对燃烧器进行了大的改动：1）一、二次风1、3号角对冲，2、4号角逆时针切圆直径Φ736mm；2）三次风反切，1、3号角反切圆直径Φ861mm，2、4号角反切圆直径Φ446 mm。热态运行测炉）于2000年大修中为消除高温腐蚀对燃烧器切圆进行了彻底的改动，对炉膛出口烟温差的减小有显著影响。内容为：一次风反切5．1°，二次风切圆不变；中下二次风切圆直径增大，和原切圆中心线相比正切17°。3．3 5号炉采用的改进方案　　在选择方案中，考虑到5号炉具有下列一些特点：　　（1）保持着国内同类机组一流的锅炉经济安全指标，锅炉效率长期稳定在91．7％以上，超过设计效率91．42％。对燃烧器进行改进，在减小烟温偏差的同时不希望对经济指标如飞灰可燃物含量有不利影响，这也是本次5号炉大修改进燃烧器的原则。　　（2）锅炉结焦结渣情况及燃烧器区域高温腐蚀不严重。因此没有采用如半山发电厂、镇海发电厂那样的所有的一次风、二次风喷口参加的燃烧器大改动；而考虑采用三次风反切，存在问题是由于

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