無(wú)煙煤鍋爐煤種適應(yīng)性研究.pdf

1、我國(guó)電力工業(yè)迅速發(fā)展，迫使許多電站鍋爐燃用非設(shè)計(jì)煤種。這導(dǎo)致鍋爐燃燒不穩(wěn)，燃燒效率偏低，爐膛結(jié)渣等問題。因此，提高電站鍋爐燃用非設(shè)計(jì)煤種安全性和經(jīng)濟(jì)性，拓寬鍋爐煤種適應(yīng)性，一直是電力行業(yè)亟需改進(jìn)或解決的重要課題。目前，100MW 級(jí)的燃煤機(jī)組裝機(jī)容量仍占相當(dāng)大的比例，對(duì)這一級(jí)別燃煤機(jī)組鍋爐開展研究具有重要意義。本文以兩臺(tái)不同型號(hào)的125MW 無(wú)煙煤鍋爐(SG420/13.7-M419、DG420/13.7-Ⅱ2)為對(duì)象，采用實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、

2、數(shù)值模擬、設(shè)備改造和工業(yè)化試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，系統(tǒng)地研究了該無(wú)煙煤鍋爐對(duì)燃用低揮發(fā)分無(wú)煙煤及其混煤的適應(yīng)性，建立了配煤及燃燒優(yōu)化決策支持專家系統(tǒng)，以期有效指導(dǎo)無(wú)煙煤鍋爐配煤和燃燒優(yōu)化，提高運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性。 對(duì)以越南無(wú)煙煤為主的8種煤與不同比例混煤，開展了全面的試驗(yàn)測(cè)試，獲得了煤質(zhì)特性、燃燒特性、結(jié)渣特性等基本評(píng)價(jià)信息?；诖耍C合考慮燃煤價(jià)格因素、著火、燃盡和結(jié)渣特性，采用模糊數(shù)學(xué)方法和多級(jí)評(píng)判模型，研究并推薦了不同無(wú)煙煤

3、混煤的最佳配比。開展了無(wú)煙煤混煤沉降爐燃燒試驗(yàn)，在接近煤粉實(shí)際燃燒條件下，進(jìn)一步考察了混煤的燃燒特性。結(jié)果表明：越南無(wú)煙煤與陽(yáng)泉煤混燒有利于改善著火特性，而與東北貧煤混燒則更有利于改善燃盡和結(jié)渣特性，與西南煤混燒可同時(shí)改善著火和燃盡特性；越南無(wú)煙煤與陽(yáng)泉煤最佳配比為2.5～3:1，與東北貧煤最佳配比為2～2.5:1，與西南煤最佳配比為2～2.5:1。研究結(jié)果可為電廠選擇煤種、混煤配比和鍋爐運(yùn)行調(diào)整提供有力的指導(dǎo)采用雙混合分?jǐn)?shù)方法對(duì)無(wú)煙煤

4、混煤在兩臺(tái)不同型號(hào)的125MW 無(wú)煙煤鍋爐爐內(nèi)燃燒過程進(jìn)行了優(yōu)化數(shù)值模擬，比較不同配風(fēng)方式、一次風(fēng)速、過量空氣系數(shù)對(duì)爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、氧量場(chǎng)、輻射熱流、煤粉燃盡率等的影響，獲得了優(yōu)化信息。對(duì)于所研究的兩種型號(hào)125MW 無(wú)煙煤鍋爐，正寶塔配風(fēng)和較大的過量空氣系數(shù)能夠獲得較高的煤粉燃盡率，較低的一次風(fēng)速有利于增強(qiáng)鍋爐燃燒穩(wěn)定性；適當(dāng)提高下層二次風(fēng)風(fēng)量，可有效減少灰渣可燃物損失。 對(duì)SG420/13.7-M419 型鍋爐進(jìn)行了

5、設(shè)備適應(yīng)性技術(shù)改造：(1) 增加64m2的爐膛衛(wèi)燃帶；(2) 更換給粉機(jī)，將出力由6t/h 增加到7.5t/h；(3) 粗粉分離器更換為串聯(lián)雙軸向高效分離器；(4) 加大燃燒器噴口面積，并加裝穩(wěn)燃齒。根據(jù)混煤最佳配比和數(shù)值模擬研究的結(jié)果，對(duì)兩臺(tái)無(wú)煙煤鍋爐開展了多工況燃燒優(yōu)化工業(yè)化試驗(yàn)研究，獲得了豐富的優(yōu)化信息。對(duì)于SG420/13.7-M419 型鍋爐：(1) 鍋爐燃燒穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)，爐膛沒有出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)渣和超溫等問題，能夠安全燃用無(wú)煙煤

6、混煤；(2) 煤質(zhì)特性較好時(shí)，正寶塔配風(fēng)方式、煙氣氧量為3～4％利于降低飛灰含碳量，提高鍋爐效率，這與數(shù)值模擬結(jié)果是一致的；(3) 統(tǒng)計(jì)的飛灰含碳量從優(yōu)化前的約21％下降到優(yōu)化后約8％，下降了約13％，鍋爐效率提高了4～6％，發(fā)電標(biāo)煤耗降低約20 克/kw.h。對(duì)于DG420/13.7-Ⅱ2 型鍋爐：(1) 在90MW 負(fù)荷以上推薦采用正寶塔配風(fēng)；(2) 當(dāng)在90MW負(fù)荷以下時(shí)，推薦采用縮腰工況。 基于上述研究結(jié)果，建立了無(wú)煙煤

7、鍋爐配煤及燃燒優(yōu)化決策支持專家系統(tǒng)。采用灰色關(guān)聯(lián)方法來(lái)近似推薦混煤最佳配比，指導(dǎo)混煤摻燒。采用BP 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了煤質(zhì)特性、運(yùn)行條件與鍋爐效率之間的簡(jiǎn)單適用的模型。選取最重要的有代表性的四個(gè)參數(shù)--煤的揮發(fā)份、發(fā)熱量、二次風(fēng)配風(fēng)和煙氣氧量，作為輸入?yún)?shù)，鍋爐效率作為輸出參數(shù)。二次風(fēng)配風(fēng)采用上、下二次風(fēng)風(fēng)門開度比值R 表征?；谠撃Ｐ?，提出一種簡(jiǎn)潔的鍋爐燃燒優(yōu)化策略：根據(jù)入爐煤的揮發(fā)份和發(fā)熱量，直接獲得二次風(fēng)配風(fēng)和煙氣氧量的優(yōu)化信息，