濃淡鈍體燃燒器在 hg410t h 鍋爐上的應用

1、濃淡鈍體燃燒器在HG410th鍋爐上的應用齊魯石油化工公司熱電廠現(xiàn)有五臺HG一410／100一Ⅱ型高溫高壓固態(tài)排渣煤粉鍋爐，設計煤種為山西貧煤。投產(chǎn)以來，鍋爐在75％負荷時需投油穩(wěn)燃，飛灰含碳量偏高。為解決上述問題，齊魯石化公司熱電廠于1995年在2號爐上首先應用濃淡鈍體燃燒器，1996年、1997年又陸續(xù)完成1號爐、3號爐、4號爐燃燒器改造。使用情況良好，實現(xiàn)了55％負荷運行脫油穩(wěn)燃，鍋爐各參數(shù)均達運行要求，飛灰含碳量大幅度降低，經(jīng)濟

2、效益顯著。1鍋爐概況鍋爐概況HG一410100一Ⅱ型鍋爐為自然循環(huán)、∏型布置的固態(tài)排渣煤粉爐，按山西混合貧煤設計，采用正四角布置直流燃燒器切圓燃燒反時針旋轉(zhuǎn)，假想切圓為Ф1000mm，配有鋼球磨儲倉式熱風送粉單元制粉系統(tǒng)。爐膛斷面為正方形，寬深均為9980mm，改造前燃燒器的風口布置見圖1所示，中、下排一次風噴口尺寸為400x400mm。2改造方案改造方案2.1帶熱回流的煤粉濃淡分離技術帶熱回流的煤粉濃淡分離技術在本次改造中，采用了煤粉

3、濃淡分離采用了煤粉濃淡分離技術和熱回流技術相結(jié)合的辦法技術和熱回流技術相結(jié)合的辦法。其中煤粉濃淡分離采用天津電力試驗研究所開發(fā)的撞擊式分離器來實現(xiàn)，該分離器結(jié)構(gòu)如圖2所示。該裝置主要利用煤粉沖擊到撞擊塊后，煤粉顆粒因反彈而轉(zhuǎn)向，由于顆粒慣性遠大于空氣，因而煤粉在濃側(cè)聚集而實現(xiàn)煤粉的濃淡分離，將煤粉分為左右兩股，使?jié)鈧?cè)集于向火側(cè)濃側(cè)集于向火側(cè)，淡側(cè)位于背火側(cè)，實現(xiàn)實現(xiàn)水平濃淡分離。水平濃淡分離。在噴燃器出口，還增加了鈍體穩(wěn)燃器，氣固兩相流

4、體繞流鈍體后形成拉伐爾線，在拉伐爾線喉部外附近區(qū)域形成富氧區(qū)，此處又是外回流區(qū)的接匯處，爐膛高溫煙氣在外圍流區(qū)與由于液體流動慣性形成高濃度煤粉和高濃度氧三因素成一體使煤粉迅速加熱，著火和燃燒。此外主氣流與一次風噴口四小角射流束氣流剛度好，穿透力強，而且由于流速場、動力場穩(wěn)定射流半角為18，更加強四角切團燃燒的特點。在變工況運行，例如低負荷運行時，氣流結(jié)構(gòu)衰減不大，也是該型濃淡型鈍體燃燒器另一明顯特點，這一特點亦為在變工況運行時保持速度場

5、和動力場與額定工況下速度場、動力場主要特征參數(shù)相近，保證低負荷穩(wěn)燃。存在外回流區(qū)長度約為270mm。d用移動飄帶測量每個噴口四小角發(fā)現(xiàn)存在外回流區(qū)。e用細帶在內(nèi)回流區(qū)觀察發(fā)現(xiàn)存在高旋轉(zhuǎn)渦管。冷態(tài)空氣動力場試驗測試結(jié)果，強風環(huán)居于爐膛中心，直徑為5m左右，貼壁風速最大為5.3ms。3.2熱態(tài)試驗熱態(tài)試驗3.2.1一次風可調(diào)縮孔熱態(tài)調(diào)試調(diào)整可調(diào)縮孔擋板的目的是使各一次風管路的阻力相等，保持各一次風管落粉處靜壓相等，從而順利調(diào)平各一次風管風量

6、、粉量。根據(jù)一次風設計風速22ms，風粉濃度比052kgkg可計算出滿足設計要求而不堵一次風管的一次風畢托管動壓必須保持250Pa左右，由此可計算出動壓管指示，以此作為調(diào)節(jié)一次風可調(diào)整孔開關程度的依據(jù)。3.2.2低負荷穩(wěn)燃試驗維持鍋爐負荷210~250th。試驗開始時，甲側(cè)制粉系統(tǒng)運行，氧量維持在2.6%~3%，一次風總壓2000~2100Pa，爐膛微負壓一35～一10Pa，二次風配風方式采用束腰式，采取開大上、下二次風，少開中二次風的

7、辦法。粉位4.0~5.0m，共8臺給粉機投入。撤油后燃燒穩(wěn)定，運行正常，兩小時后啟動乙側(cè)制粉系統(tǒng)，甲、乙兩套制粉系統(tǒng)同時運行，負荷230tt左右，二次風配風相應變化，8臺給粉機投入運行，爐膛負壓波動比較大，主要原因是乙制三次風單管運行（因1號三次風噴口漏粉嚴重，關閉三次風門）四角不均勻造成，爐膛火焰燃燒相對較差，但燃燒穩(wěn)定，運行狀況良好。30min后停止乙側(cè)制粉系統(tǒng)，只有甲制單獨運行，負荷210~230th氧量維持在4.0%~4.5%，

8、一次風總壓2000~2100Pa，爐膛負壓一30～一10Pa粉位40～5.0m7臺給粉機投入該工況維持運行8小時，鍋爐燃燒平穩(wěn)，火焰明亮，運行良好。在低負荷試驗期間，進行了啟停乙制粉系統(tǒng)試驗各一次，另外，投、停給粉機試驗多次，燃燒穩(wěn)定，爐膛負壓和各部風壓均在正常范圍內(nèi)波動，火焰監(jiān)視器顯示火焰正常，各運行參數(shù)均在正常范圍內(nèi)。3.2.3額定負荷試驗燃燒器改造后，增加了一次風系統(tǒng)的阻力。根據(jù)改造后試驗，當鍋爐負荷在410th時（額定出力）甲送

9、擋板開度為65%，乙送為60%，送風機壓頭能滿足燃燒器改造后送風系統(tǒng)阻力增加的需要。燃燒器改造前后各項經(jīng)濟指標試驗結(jié)果見表2。4運行狀況及經(jīng)濟效益分析運行狀況及經(jīng)濟效益分析4.1改后運行狀況改后運行狀況4.1.1爐膛溫度場均勻由于將各層一、二次風速及風粉濃度基本調(diào)勻，再加上煤粉分離裝置和鈍體配合，爐膛內(nèi)的向火側(cè)都具有濃煤粉氣流，煤粉在爐膛內(nèi)分布均勻，不僅充分發(fā)揮了向火側(cè)煤粉著火優(yōu)勢，有益于穩(wěn)定和強化燃燒，而且能降低爐膛內(nèi)不同部位的溫差。

10、由表3可以看出，在同一高度燃燒斷面上，爐膛四周火焰溫并差△tmax=30℃，這說明火焰在爐膛中分布均勻，燃燒中心居中均勻的爐膛溫度場，不僅有益于爐內(nèi)過程也有益于鍋內(nèi)過程，有利用降低熱偏差，保證良好的汽水循環(huán)；避免了局部熱負荷過高和管壁溫度過高，從而減少了氫腐蝕的客觀條件。4.1.2增強了對流傳熱根據(jù)國內(nèi)研究資料介紹，實現(xiàn)煤粉穩(wěn)實現(xiàn)煤粉穩(wěn)定著火的熱量主要來源于爐內(nèi)高溫煙氣與定著火的熱量主要來源于爐內(nèi)高溫煙氣與煤粉氣流的對流傳熱煤粉氣流的對

11、流傳熱，這部分熱量約占70%~90%，而爐內(nèi)輻射傳熱約占10%~30%。該燃燒器設計采用內(nèi)置鈍體，又因四角小棱柱強射流，即保證一次風射流的剛度，又可增強內(nèi)外回流傳熱，有益于煤粉提前著火，穩(wěn)定和強化燃燒。4.1.3延長了部分煤粉在爐膛的停留時間在煤粉分離裝置和鈍體的作用下，使大部分煤粉射向向火側(cè)。因煤粉的離心作用，部分煤粉，特別是粗粒煤粉，脫離主射流單獨進人高溫富氧回流區(qū)，這對煤粉的提前著火十有益。而且這部發(fā)煤粉在進入爐膛主旋轉(zhuǎn)氣流以前，