420 t/h无烟煤锅炉燃烧稳定性的探讨

徐齐胜1，刘赞伟2 （1.广东省电力试验研究所，广东省 广州市 510600；2.广东云浮发电厂，广东省 广州市 527328）

摘要： 云浮发电厂2台420 t/h燃用无烟煤的锅炉在投产初期，锅炉存在燃烧稳定性差、结焦严重、易灭火等问题，经过不同阶段的改造，2台锅炉的燃烧稳定性得到了改善。文章结合2台锅炉的不同改造情况及实际运行状况进行比较，探讨如何增强锅炉燃烧稳定性，并提出相应措施，为此类型锅炉的改造及稳定运行提供一定的指导。

关键词： 锅炉；无烟煤；改造；燃烧；灭火

20世纪90年代初投产的SG-420/13.72 -M419型420 t/h燃用无烟煤锅炉，普遍存在燃烧稳定性差的问题。其中，云浮发电厂1、2号锅炉自投产以来，存在燃烧不稳，炉内结焦，飞灰含碳量高和一次风阻力大等问题。从1993年到2000年云浮发电厂对燃烧器进行了一系列改造，并采用了华中理工大学的钝体燃烧器，取得了一定的效果，燃烧稳定性增强，炉内结焦减缓，但在低负荷时仍存在燃烧性能不强，飞灰含碳量较高等问题。为了进一步提高锅炉性能，委托浙江大学对1号锅炉燃烧器作进一步地尝试性改造。




（2） 经过对燃烧器不断摸索、改进和调试，取得了明显的效果：燃烧稳定性增强、灭火次数减少，但仍存在低负荷稳燃性不强、飞灰含碳量较高、锅炉经济性不高等问题。为进一步提高锅炉性能，决定采用浙江大学热能工程研究所采用的宽调节双稳燃煤粉浓淡低负荷稳燃技术，从而提高锅炉低负荷稳燃能力，并能适应煤质变化，从根本上解决炉膛结焦等问题。1号锅炉第二阶段改造内容为：①一、二、三次风喷嘴截面积保持不变，二、三次风喷口保持原来形状（除2号角、4号角的二次风外），不做改造。2号角、4号角二次风由对冲改同心同切Φ550 mm，喷嘴与1号角、3号角改成一致，一、二、三次风采用同心切圆，切圆直径均为Φ550 mm，一次风安装时，调整中、上层喷口上倾3°。②中、上一次风采用带侧边风喷嘴，侧边风喷口内侧保持原结构（向背火侧偏转），外侧拉直。下一次风稳燃腔长度由110 mm改为80 mm，出口与其它喷嘴平齐。③取消原1号角、2号角一次风弯头处的浓淡分离装置，三层一次风燃烧器全部改成宽调节双稳燃撞击式水平浓淡燃烧器，且钝体全部采用波形钝体，水平布置，分离装置内壁易磨损部位贴耐磨陶瓷片。原摆动式燃煤器改为固定式，喷嘴与喷管采用焊接。④一次风加装2只一次风风箱总门，以调整平衡一、二次风比率。此次改造完毕后，进行了性能测试，锅炉的经济性、设计煤种下的低负荷稳燃能力得到了很大的提高[1]。
　　（3） 近两年来，煤源比较紧张，电厂来煤也十分复杂，有福建煤、广东粤北煤、湖南煤、晋东煤、越南鸿基煤等等。总的说来，这些来煤属于或接近于多灰分、低挥发分、低热值的劣质无烟煤。从电厂近期煤质统计数据来看，挥发分Var=5%～8%，灰分Aar=20%～40%，低位热值Qnet,ar=14 000～23 000 kJ/kg，由此可见，和设计煤种相比煤质变化很大。因此，电厂最近两年来频繁发生锅炉高负荷（不低于105 MW）灭火而造成机组非计划停运现象。但奇怪的是，燃用同样的煤，同类型的1号锅炉和2号锅炉灭火次数却截然不同：据云浮发电厂统计，从2002年3月份到2004年3月这段时间里，电厂一共发生了18次机组非计划停运现象，其中17次为1号锅炉灭火引起的，2号锅炉只发生了1次锅炉灭火。


3 燃烧不稳定的原因分析

　　针对以上灭火现象，结合1、2号锅炉的实际运行情况及改造情况进行比较分析，认为锅炉灭火主要是以下几个原因而引起的。
3.1 煤质原因
　　以2003年3月份入炉煤的统计数据为例，设计煤种与实际燃煤特性见表2。入炉煤的热值在20 000～22 000 kJ/kg范围内变化，灰分为28%～32%，挥发分Var=6%～8%，从入炉煤或入厂煤数据可看出，实际燃烧煤种已远远偏离了设计煤种，特别是几个主要指标：挥发分、灰分、热值，远远劣于设计煤种，实际入炉煤是一种难着火、灰分大的劣质无烟煤。此外，在实际运行过程中，煤质变化大也引起锅炉多次灭火。如2003年12月27日、2004年1月3日2次灭火都有一个共同现象：煤质变化范围较大，特别是发热量，变化范围是14 000～24 000 kJ/kg。因此，煤质差、煤质变化大、远远偏离设计煤种，是引起锅炉灭火的根本原因。

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