330MW機組無錫鍋爐配風(fēng)之我見

1、330MW機組無錫鍋爐配風(fēng)之我見 華電國際十里泉電廠 李春彪1、制粉系統(tǒng)與煤粉管道1.1制粉系統(tǒng)本機組采用雙進雙出鋼球磨正壓冷一次風(fēng)機直吹式，每臺鍋爐配三臺MGS-4360型磨煤機，一臺磨煤機對應(yīng)二層一次風(fēng)。煤粉細度R90=6%。爐前原煤由儲煤斗經(jīng)過給煤機進入磨煤機兩端的原煤入口，借助螺旋輸送裝置將原煤送入磨煤機筒內(nèi)。熱風(fēng)通過磨煤機兩端中空軸內(nèi)的熱風(fēng)管道進入磨煤機，熱風(fēng)攜帶煤粉通過磨煤機兩端中空軸和熱風(fēng)管之間通道由輸粉管道進入分離器，經(jīng)分離合格的煤粉連同干燥介質(zhì)形成風(fēng)煤混合物（一次風(fēng)）經(jīng)煤粉管道輸送至燃燒器進入爐膛內(nèi)進行燃燒，不合格的煤粉返回磨煤機再次碾碎。磨煤機出口風(fēng)量(即一次風(fēng)總量)由通過

2、磨煤機的風(fēng)量和旁路風(fēng)量之和。MGS-4360型雙進雙出磨煤機允許采用不對稱運行方式，即從磨煤機一端進煤而在磨煤機一端或二端出煤粉，可以實現(xiàn)半臺或一臺磨煤機運行。磨煤機的性能和運行請仔細閱讀供貨廠家說明書。1.2煤粉管道1.2.1煤粉管道的布置本機組配三臺磨煤機，于鍋爐前呈一排布置。由每臺磨煤機兩端出來的風(fēng)粉混合物經(jīng)2×4根煤粉管道引至兩層四角煤粉燃燒器的兩層煤粉噴嘴。3臺磨煤機共3×8根煤粉管道在磨煤機上部和給煤機層之間的空間內(nèi)分6層成水平走向引至爐膛四角。為了更好適應(yīng)各種工況的運行，煤粉管道對應(yīng)的煤粉噴嘴層(自下至上)為A1，A2，B1，C1，C2，B2。1.2.2煤粉管

3、道相對燃燒器的膨脹燃燒器在運行過程中要產(chǎn)生兩個方向的位移，即爐膛橫斷面的水平方向和爐膛高度方向的位移。尤其爐膛高度方向的位移更大，本機組垂直方向最大位移約250mm。在整個煤粉管道系統(tǒng)的設(shè)計過程中，膨脹問題是主要考慮的問題之一，不適當(dāng)?shù)呐蛎浗Y(jié)構(gòu)，不僅影響煤粉管道本身的正常工作，更重要的是會給燃燒器施加更大的外力，影響燃燒器的擺動和剛性。（冷態(tài)在12.6米找一基準(zhǔn)面標(biāo)號位置，在熱態(tài)時看基準(zhǔn)面四角各點向下膨脹情況）2、百葉窗式水平濃淡分離燃燒器2.1燃燒器布置本鍋爐爐膛尺寸為14172(W)×12956(D)，在燃燒器區(qū)域爐膛截面的四個角，即前后水冷壁和兩側(cè)水冷壁各被切掉968mm，呈八

4、角形狀，大切角爐膛為燃燒器出口射流兩側(cè)創(chuàng)造良好的補氣條件，減少射流兩側(cè)的壓差，有利于爐內(nèi)空氣動力場的組織，火焰不易偏斜，爐膛充滿度好，避免出現(xiàn)局部還原性氣氛、局部高溫和氣流沖刷水冷壁等現(xiàn)象，從而避免造成受熱面結(jié)渣。鍋爐設(shè)計煤種為貧煤，該煤種為難著火、難燃燼、中等結(jié)焦，硫分含量高。針對該煤種，為滿足鍋爐燃燒器性能設(shè)計要求(包括穩(wěn)燃、燃燼、低負荷穩(wěn)燃能力、防高溫腐蝕、低NOx排放等)，燃燒器采用大風(fēng)箱、大切角、四角切圓、OFA高位布置、直流百葉窗式擺動燃燒器，并采取一系列優(yōu)化與改進措施。為了減少爐膛出口和水平煙道的煙溫偏差，燃盡風(fēng)室二次風(fēng)射流中心線與主氣流中心線反向偏差12度，18度。在爐膛中心線

5、形成一個逆時針旋轉(zhuǎn)的假想切圓和一個順時針旋轉(zhuǎn)的假想切圓。燃燒器切圓布置見圖1a,b。為了保證煤粉的充分燃盡，從燃燒器最上層一次風(fēng)口中心線到分隔屏下沿設(shè)計有較大的燃燒高度。另外，獨特的水平濃淡煤粉噴口以及采用燃燒器分組拉開式布置及合理配風(fēng)，可有效控制NOx排放量。圖1a 燃燒器一次風(fēng)、二次風(fēng)平面布置圖圖1b 燃燒器OFA平面布置圖本燃燒器采用水平濃淡煤粉燃燒技術(shù)，以提高鍋爐低負荷運行能力，水平濃淡煤粉燃燒器是利用煤粉入燃燒器一次風(fēng)噴嘴體后，經(jīng)百葉窗的離心分離作用，將一次風(fēng)氣流分成濃淡兩部分；兩部分之間用垂直隔板分開，濃相部份(向火側(cè))出口處設(shè)有帶波紋形的穩(wěn)燃鈍體和濃側(cè)穩(wěn)燃齒。濃相氣流的煤粉濃度高

6、著火特性好，即使在低負荷情況下，濃相氣流的風(fēng)煤比仍可保持在較合適的范圍內(nèi)，使著火特性不會明顯惡化。鈍體形成的高溫?zé)煔饣亓鲄^(qū)又充分為煤粉著火提供了熱源，這兩者的結(jié)合為低負荷穩(wěn)燃提供了保證。淡相部份(背火側(cè))外側(cè)帶二次風(fēng)，能 有效防止?fàn)t內(nèi)高溫腐蝕。(見圖4水平濃淡風(fēng)噴口圖)為控制風(fēng)箱與爐膛的壓差，在每個角燃燒器二次風(fēng)室內(nèi)均裝有測壓套管。燃燒器上排一次風(fēng)口中心線至前屏過熱器底部距離19084mm。燃燒器下排一次風(fēng)口中心線至冷灰斗拐角距離4656mm。燃燒器下排一次風(fēng)口與上排一次風(fēng)口中心距離6216mm。2.2燃燒器的設(shè)計參數(shù)鍋爐最大的連續(xù)負荷（BMCR）時燃燒器的主要設(shè)計參數(shù)如下：設(shè)計煤種項目單位數(shù)

7、值單只煤粉噴嘴熱功率MW37.8二次風(fēng)速度M/S44二次風(fēng)溫度342二次風(fēng)率%78二次風(fēng)中周界風(fēng)份額%7.47二次風(fēng)中間隙風(fēng)份額%6.12二次風(fēng)阻力Pa1030一次風(fēng)速度M/S23一次風(fēng)率%17一次風(fēng)溫度115一次風(fēng)阻力Pa500一次風(fēng)噴嘴間距mm6216校核煤種項目單位數(shù)值單只煤粉噴嘴熱功率MW37.8二次風(fēng)速度M/S43二次風(fēng)溫度343二次風(fēng)率%77.8二次風(fēng)中周界風(fēng)份額%7.47二次風(fēng)中間隙風(fēng)份額%6.12二次風(fēng)阻力Pa994一次風(fēng)速度M/S25.6一次風(fēng)率%17.2一次風(fēng)溫度115一次風(fēng)阻力Pa550一次風(fēng)噴嘴間距mm62162.3噴嘴布置本燃燒器采用傳統(tǒng)的大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)，由隔板將風(fēng)箱分隔

8、成若干風(fēng)室，在各風(fēng)室的出口處布置數(shù)量不等的燃燒器噴嘴，一次風(fēng)噴口擺動角為±20°，二次風(fēng)噴口擺動角為±25°，OFA噴口擺動角為+5°-10°，所有燃燒器噴用手動驅(qū)動并在運行中不作擺動調(diào)整，頂部燃燼風(fēng)室風(fēng)噴嘴反切布置，可削弱爐膛上部的氣流旋轉(zhuǎn)減少爐膛出口煙溫偏差。燃燒器共有4組，每組16個風(fēng)室。其中頂部燃盡風(fēng)室三個，煤粉風(fēng)室六個，油風(fēng)室三個，中間空氣風(fēng)室四個，根據(jù)各風(fēng)室的高度不同，布置數(shù)量不等的噴嘴，頂部燃盡風(fēng)室布置三個燃盡風(fēng)噴嘴，煤室風(fēng)室布置六個一次風(fēng)噴嘴，油風(fēng)室中間布置有帶穩(wěn)焰葉輪的噴嘴，中間空氣風(fēng)室布置四個空氣噴嘴，各風(fēng)室及風(fēng)室

9、內(nèi)噴嘴布置見圖2。圖2燃燒器噴口布置圖2.4空氣噴嘴及手動擺動機構(gòu)每組燃燒器的16個燃燒器噴嘴，燃燒器噴口為擺動式，為調(diào)整方便，所有噴口均設(shè)有拉桿和定位機構(gòu)，通過拉桿和定位機構(gòu)驅(qū)動噴嘴繞固定于燃燒器風(fēng)箱前端連接角鋼上的軸承作上下擺動。允許在定位機構(gòu)上臨時加套管來增加擺動力。在熱態(tài)時不作擺動，按需要可逐一噴嘴進行調(diào)整。為了對通過空氣噴嘴的氣流進行導(dǎo)向和防止噴嘴的變形，在空氣噴嘴內(nèi)裝設(shè)豎直的導(dǎo)流隔板。2.5煤粉噴嘴裝設(shè)在煤粉風(fēng)室內(nèi)的煤粉噴嘴由兩個主要部分構(gòu)成。一個是由耐磨鑄鋼制成的煤粉噴嘴體，二是由耐熱鑄鋼制成的煤粉噴口。煤粉噴嘴體成方圓過渡形，圓形一端同煤粉管道的彎頭相連，方形一端通過一個可以適

10、應(yīng)煤粉噴嘴擺動的活動密封箱同煤粉噴嘴相連接。煤粉噴嘴體，活動密封箱和煤粉噴嘴形成一貫密封的煤粉空氣混合物的連續(xù)通道，將由煤粉管道輸送的煤粉空氣混合物經(jīng)此通道送入爐膛。煤粉噴嘴體設(shè)有帶滾動輪的支架，通過燃燒器風(fēng)箱前端的開孔，可將煤粉噴嘴沿風(fēng)室隔板推進就位，后部通過煤粉噴嘴體上的法蘭同燃燒器風(fēng)箱后部的端板連接固定并密封之。現(xiàn)場停爐需對煤粉噴嘴進行維修、更換時，可將煤粉噴嘴體上的法蘭連接螺栓及與煤粉噴嘴體連接的煤粉管道彎頭卸下，即可將煤粉噴嘴體從燃燒器風(fēng)箱中抽出，便于維修和更換。水平濃淡燃燒器特點：在煤粉噴嘴體中按煤粉管道的方向安裝百葉窗式分離器見圖3，其目的是要把煤粉分成濃、淡兩股。適當(dāng)?shù)拿悍?空

11、氣比正是鍋爐負荷在較大范圍變化時穩(wěn)定燃燒的必要條件之一。圖3、百葉窗式分離器圖一次風(fēng)口為百葉窗式水平濃淡燃燒器，一次風(fēng)出口濃相側(cè)帶有瓦楞狀鈍體和穩(wěn)燃齒，淡相側(cè)帶有側(cè)邊風(fēng)。如圖4：圖4、水平濃淡風(fēng)噴口圖1 濃一次風(fēng)噴口，2淡一次風(fēng)噴口，3側(cè)二次風(fēng)噴口，4水平波形鈍體，5濃側(cè)穩(wěn)燃齒，6濃淡噴口隔板波紋鈍體使得在煤粉氣流下游產(chǎn)生一個負壓高溫回流區(qū)，在此負壓區(qū)中存在著高溫?zé)煔獾幕亓髋c煤粉/空氣混合物間劇烈的擾動和混合，這一點滿足了鍋爐負荷在較寬范圍變化，滿足煤粉粒子點火和穩(wěn)定燃燒的要求。煤粉噴嘴通過手動一次風(fēng)噴口定位機構(gòu)驅(qū)動煤粉噴嘴，煤粉噴嘴作上下20°擺動。2.6頂部燃盡風(fēng)室頂部燃盡風(fēng)室是根據(jù)分級送風(fēng)原理為降低NOx生成量而設(shè)置的。既能保證燃燒后期供風(fēng)，又能達到分級送風(fēng)的目的。每角燃燒器上部有三個頂部燃盡風(fēng)室(一個C-OFA和兩個S-OFA)，C-OFA反切12度，S-OFA反切18度，以削弱爐膛上部煙氣旋