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电厂锅炉燃油节油技术的探究探索

   日期:2012-03-27     来源:中国节能在线    浏览:77    

  电厂锅炉燃用煤种为牢寨原煤和临粉洗中煤的混合煤,设计混合比为2:3.在实际使用中最高混合比例为3:1和最低混合比例为1:4,根据关于煤的着火温度试验,可得电厂燃用煤种的着火温度的最高值约为855℃,着火温度的最低值约为812℃。

 

 

  设计混合比例和实际使用比例的数据项目设计最高值最低值混合比例(原煤:中煤)2:3 3:1 1:4高位发热量/Jkg -1 21 754 24 492 20 207低位发热量/Jkg -1 20 941 23 649 19 408干燥无灰基挥发分V daf /% 21.73 19.31 23.12燃料的着火温度燃料种类着火温度褐煤V daf =50% 550烟煤V daf =40% 650烟煤V daf =30% 750烟煤V daf =20% 840贫煤V daf =14% 990分析:

 

  ①由数据知,在同一负荷时,炉膛19.8 m处燃烧器出口区域炉温较低,随着炉膛高度增加,炉膛温度50电站系统工程2006年第22卷增加,整个火焰中心分布在23.642 m之间;

 

  ②磨煤机启动时,从燃烧角度分析,必须使燃烧器出口区域的温度T大于燃料的着火温度T zh,才能使燃烧反应自动加速进行;由可知,炉膛19.8 m处燃烧器出口区域处的温度T高于燃料着火温度T zh,能够保证煤粉的正常着火;

 

  ③由于负荷量正比于燃料量,燃料量决定放热量,为了保证同负荷时炉膛燃烧的稳定性,应保证进入炉膛的燃料量相同,始终保持放热量和散热量的动态平衡;

 

  ④由可知在磨煤机停止时,从稳燃角度考虑,负荷在280 MW时,磨煤机由4台降为3台,应先提升3台磨煤机负荷,降低另一台磨煤机负荷,当要停止的磨煤机降至最低负荷时,要使3台磨煤机负荷大一些来抵消另一台磨煤机停止产生的扰动,从而使炉膛温度场维持在280 MW的范围内,把负荷280 MW作为磨煤机停止的负荷点;

 

  ⑤负荷在190 MW时,磨煤机由3台降为两台时,为保持整个炉膛的温度场维持在如所示范围内,先升高两台磨煤机负荷,降低另一台磨煤机负荷,当停止的磨煤机降至最低负荷时,可使另两台磨煤机负荷大一些,来阻止磨煤机停止产生的扰动,也可以把190 MW作为磨煤机停止的负荷点。

 

  可行性研究为初步验证磨煤机启停不投油的可行性,电厂进行了在磨煤机启停过程中提前停运油枪的预备试验。

 

  预备试验步骤:

 

  ①磨煤机启停时通过热工人员干预先逐渐提前停运2只油枪;

 

  ②在试验成功后,紧接着进行了磨煤机启停逐渐提前停运4只油枪。

 

  经过磨煤机提前停运油枪的试验,证明提前停运油枪不会影响磨煤机的正常启停和炉膛燃烧稳定性。

 

  由以上两方面的分析和研究可知,磨煤机启动和停止过程中存在不投油助燃可行性;因此,电厂进行了磨煤机启停不投油的试验。

 

  2试验过程2.1试验前更改磨煤机部分保护和启停投油的逻辑限制

  

  (1)磨煤机启停时相邻层油枪必须投入。

 

  (2)磨煤机入口风量<39%,且相邻层油枪未投,跳磨煤机。

 

  (3)给煤机全停相邻层油枪未投,延时5 min磨煤机跳闸。

 

  试验方案(1)在负荷保持280 MW的情况下,ABCD四台磨煤机运行,接着停A磨煤机,BCD三台磨煤机稳定运行一段时间后,再启A磨煤机;当ABCD四台磨煤机运行,再停B磨煤机,ACD三台磨煤机稳定运行一段时间后,再启B磨煤机;当ABCD四台磨煤机运行,再停C磨煤机,ABD三台磨煤机稳定运行一段时间后,再启C磨煤机;当ABCD四台磨煤机运行,再停D磨煤机,ABC三台磨煤机稳定运行一段时间后,再启D磨煤机。

 

  (2)在负荷保持190 MW的情况下,当ABC三台磨煤机运行时,停A磨煤机,BC两台磨煤机稳定运行一段时间后,然后启A磨煤机;当ABC三台磨煤机运行时,停C磨煤机,AB两台磨煤机稳定运行一段时间后,然后启C磨煤机;当BCD三台磨煤机运行时,停B磨煤机,CD两台磨煤机稳定运行一段时间后,然后启B磨煤机;当BCD三台磨煤机运行时,停D磨煤机,BC两台磨煤机稳定运行一段时间后,然后启D磨煤机。

 

  2.3试验过程的数据与现象

 

  (1)启停磨煤机时的炉膛温度启停磨煤机时炉膛温度负荷/MW 19.8m 23.6m 39m 42m磨煤机组合方式280 947/930 994/988 1143/1155 1061/1046 ABCD/BCD 280 913/921 1031/1000 1172/1192 1055/1053 ABCD/ACD 280 929/933 991/996 1164/1153 1051/1077 ABCD/ABD 280 924/931 987/1003 1166/1148 1063/1062 ABCD/ABC 190 918/931 1082/1097 1153/1146 1031/1038 ABC/BC 190 951/956 1058/1056 1076/1083 1029/1033 ABC/AB 190 916/927 984/1003 1143/1159 1076/1042 BCD/CD 190 926/929 1064/1051 1123/1117 1063/1053 BCD/BC分析:从以上数据可以看出,磨煤机启停过程中,炉膛温度与同样负荷及磨煤机不同组合方式下的炉膛温度场相比没有明显变化。

  

  (2)在整个试验过程中,从火焰检测器中观察,燃烧状态良好。

 

  (3)炉膛的负压变化在设计范围内-50~-100 Pa.

 

  (4)通过监视飞灰可燃物含量的变化范围在1.5~5.2中,而正常运行时的变化范围在1.1~1.5中,两者基本相同。

 

  试验中锅炉燃烧状态的模糊评判锅炉燃烧状态是一个模糊概念,其好坏程度主要由3个方面决定:稳定性、结渣性和经济性。其中,稳定性由火检信号、炉膛负压变化等因素决定;结渣性由煤质、过量空气系数、炉膛平均温度等因素决定;经济性由飞灰含碳量等因素决定。

 

  确定评价燃烧的着眼点第一,燃烧稳定性;第二,炉膛的结渣性;第三,燃烧的经济性,通过对电厂运行人员的调查,得出三个因素的隶属函数值,得到模糊集A=(0.6 0.2 0.2)。

 

  确定模糊矩阵确定评价等级分为“很好”,“好”,“一般”,“不好”等4个等级,通过对运行人员调查,得到单因素的评价。

 

  本项改造较好地解决了去磨一次热风挡板漏风严重及卡涩问题,机组投运后工作正常,性能优良,明显改善工况,提高机组运行调节性能和热经济性,经济效益显著。

 

  从评判结果中,根据最大隶属度原则可知:认为燃烧状态为好,即认为改造过程是合理的,而且也是可行的。

 

  改造后运行效果

 

  (1)在启停磨煤机过程中,没有投油助燃,炉膛燃烧稳定,没有出现燃烧恶化现象。

 

  (2)在低负荷200 MW以下运行时,可保持2台磨煤机运行,较原来减少1台,节约了厂用电。当年9月的磨煤机厂用电率为1.101%,较6月份的1.243%下降了0.141%.

 

  (3)统计在随后半年运行当中,两台炉的磨煤机不投油启停247次,节约燃油约1235 t.渗铝水冷壁管钢材经表面经渗铝后,其正常的渗层结构应由3部分组成,外层是铝原子浓度较高的氧化铝壳,中间为铝铁合金区,内层是基本金属,从而使钢材具有复合材料的性能,可以大大提高其抗高温氧化、抗腐蚀和抗飞灰磨损的能力。但在应用中出现过管材外壁有完全脱碳层、管内壁易结垢等问题。

 

  另外,渗铝管与钢管的焊缝无法保证抗腐性能,为了增强可靠性,通常采用更长的渗铝管,以使焊缝远离高温腐蚀区,但这增加了成本。渗铝管价格高于普通钢管40%,选用时应做技术经济比较。

 

  热喷涂防腐技术采用电弧喷涂与等离子喷涂工艺,在水冷壁可能发生腐蚀的区域喷涂防磨防腐合金,可有效地保护水冷壁,使其不再发生高温腐蚀。该法工艺简单,涂层很薄,对水冷壁几乎没有传热影响。目前用于锅炉抗高温磨蚀的电弧喷涂的材料主要以Ni-Cr合金为基体,添加少量Ti、Si、Mo、Al等合金元素,或加入高温稳定性好、硬度高的陶瓷相的Cr 3 O 2等。

 

  在Ni-Cr合金中,铬是耐热腐蚀最有效的合金元素,它能在合金的表面上形成致密的Cr 2 O 3保护膜。

 

  目前,采用等离子体喷涂水冷壁,有效使用周期可达5年,能满足电厂正常检修的需要。国内外许多电厂都采用了这种方法,并取得了很好的防止高温腐蚀的效果.但采用喷涂工艺的产品目前价格较昂贵。

 

  结束语经过分析可知某热电厂220 t/h锅炉水冷壁高温腐蚀为硫化物型高温腐蚀。硫化物型高温腐蚀一方面与燃煤中含硫量有关,高含硫量使煤在燃烧中产生更多的腐蚀性物质,加速水冷壁的腐蚀;另一方面主要取决于炉内的燃烧工况,燃烧工况不完善,燃烧切圆过大,锅炉配风不佳等原因造成水冷壁附近烟气形成较强的还原性气氛,腐蚀介质大大增加,导致水冷壁高温腐蚀的发生。本文从腐蚀产物的物相和化学成分,得出水冷壁腐蚀原因,进而提出有效的防腐措施以供参考。

 
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