600MW机组锅炉飞灰可燃物含量高原因及对策

600MW机组锅炉飞灰可燃物含量高原因及对策

刘学增1,徐国军2,冯军文2

【摘 要】摘要：针对600MW超临界机组锅炉飞灰可燃物含量偏高的问题,从运行、管理、设计、维护等方面对影响锅炉燃烧的因素进行了系统分析,确认掺烧无烟煤是锅炉飞灰可燃物含量高的主要原因,为此提出了降低飞灰可燃物含量的建议,供同类型锅炉运行参考。 【期刊名称】东北电力技术 【年(卷),期】2011(032)001 【总页数】4

【关键词】超临界;锅炉;飞灰;含碳量

某电厂一期2台600 MW超临界燃煤发电机组飞灰可燃物含量一直居高不下,且随着机组负荷的升高,飞灰可燃物含量呈上升趋势,曾达20%左右,仅飞灰未完全燃烧热损失一项就使锅炉热效率降低近2个百分点,机组供电煤耗增加近6 g/kWh。针对上述问题,从运行、管理、设计、维护等方面对影响锅炉燃烧的因素进行了系统分析,并根据分析结果提出了降低飞灰可燃物含量的建议,供掺烧无烟煤的机组在经济、安全运行方面参考。

1 锅炉设备概况

1.1 设备简介

锅炉为超临界变压直流本生型,采用一次再热、单炉膛、尾部双烟道结构,烟气挡板用于调节再热汽温,固态排渣,平衡通风,露天布置。燃用贫煤、烟煤的混合煤种。

锅炉过热器系统受热面由四部分组成,第一部分为顶棚及后竖井烟道四壁及后竖

井分隔墙;第二部分为布置在尾部竖井烟道内的水平对流过热器;第三部分为位于炉膛上部的屏式过热器;第四部分为位于折焰角上方的末级过热器。过热器按蒸汽流程分为顶棚过热器、包墙过热器/分隔墙过热器、低温过热器、屏式过热器及末级过热器。过热蒸汽温度通过水/煤比和两级喷水减温控制;再热汽温通过布置在低温再热器和省煤器后的平行烟气挡板来调节,通过调节烟气挡板开度的大小来控制流经后竖井水平再热器管束及过热器管束烟气量的多少,从而控制再热蒸汽出口温度。

炉膛四周为全焊式膜式水冷壁,炉膛由下部螺旋盘绕上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁2种不同的结构组成,两者间由过渡水冷壁转换连接。

锅炉采用中速磨直吹式制粉系统,配6台磨煤机,1台备用。采用前后墙对冲燃烧方式,24只旋流燃烧器分3层布置在炉膛前后墙上。旋流燃烧器中空气被分为3股：直流一次风、直流二次风和旋流三次风。燃烧器上部布置有12只燃烬风（OFA）风口,燃烬风包含2股独立气流;中央部位为非旋转气流,直接穿透炉膛中心;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。 1.2 锅炉主要设计参数（见表1） 1.3 设计燃料特性（见表2）

2 飞灰可燃物含量高原因分析

一般情况下,飞灰可燃物含量的高低与锅炉燃煤特性、配风情况、煤粉细度、锅炉主辅设备是否存在缺陷等有关。经过多次试验分析确认,锅炉掺烧挥发分含量较低的无烟煤是飞灰可燃物含量高的主要原因。

图1是该厂1号炉不同负荷下锅炉飞灰可燃物含量的柱状趋势图,由图1可见,飞灰可燃物含量高达7%～10%,且随着负荷升高,飞灰可燃物含量也随之升高,机

组满负荷时飞灰可燃物含量最高。以下就影响飞灰可燃物含量的主要因素进行分析。

2.1 锅炉燃煤特性对飞灰可燃物含量的影响

锅炉设计燃用贫煤、烟煤的混合煤种,但机组投运后,一直燃用10余种混煤,其中包含无烟煤,其特点是碳化程度高,挥发分含量不足10%,挥发分析出温度高（500～700℃）,着火困难。

为保证锅炉燃烧稳定,下层燃烧器配煤挥发分较高,中层燃烧器配煤挥发分次之,上层燃烧器燃用挥发分最低的无烟煤。机组低负荷运行时,一般采用中、下两层燃烧器运行方式;高负荷运行时,采用上、中、下三层燃烧器运行方式,即为图1中低负荷时飞灰可燃物含量相对低,高负荷时飞灰可燃物含量偏高的原因,均为燃用无烟煤所致。上层燃烧器燃煤量所占比例越大,飞灰可燃物含量越高。 飞灰可燃物含量的高低是由煤粉的燃烬程度决定的,与煤化程度、煤的组分、岩相结构、矿物组分及研磨细度有关,还与炉内空气动力学和热动力因素有关,炉内停留时间和炉膛压力对其也有一定作用。国内常用Vdaf来判别煤粉的燃烬程度,但该指标未考虑不同煤粉细度对煤粉燃烬程度的影响,因此在同一条件下,采用Vdaf来判别褐煤和烟煤的煤粉燃烬程度不适宜。美国和日本常用燃料比R作为判别可燃性的指标,比单纯用挥发分作判别分辨率更高。 式中 Cgd——固定碳,%;

V——挥发分,%（Cgd和V是同一基准）。 利用燃料比判别燃料的可燃性,有如下关系： R＜4（易燃） R=4～9（中等）