發(fā)展超臨界W火焰爐的幾點(diǎn)思考ppt課件

1、華電電力科學(xué)研討院我國(guó)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)研討所我國(guó)開(kāi)展超臨界W火焰爐的幾點(diǎn)思索 劉鵬遠(yuǎn)我國(guó)W火焰爐開(kāi)展的三個(gè)階段1、300 MW亞臨界上世紀(jì)90年代 突出問(wèn)題：下?tīng)t膛結(jié)焦，飛灰可燃物10%，CO1000 ppm,鍋爐效率 8085%。2、600MW亞臨界本世紀(jì)前10年 增大了下?tīng)t膛容積，設(shè)置專門(mén)防焦風(fēng)，調(diào)整了對(duì)煤粉細(xì)度的要求，鍋爐效率 8891%，是運(yùn)轉(zhuǎn)較為穩(wěn)定的一種爐型。3、600MW超臨界2021年開(kāi)場(chǎng) 熄滅效率方面沒(méi)有質(zhì)的飛躍，水冷壁系統(tǒng)構(gòu)造有大幅變動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鍋爐長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。 截止2021年11月，我國(guó)已投產(chǎn)16臺(tái)600MW超臨界W火焰鍋爐東鍋(7)哈鍋(3) 上鍋(1)北京B&W(5

2、)珙縣電廠No12機(jī)組鎮(zhèn)雄電廠No12機(jī)組合山電廠No3機(jī)組金竹山電廠No3機(jī)組福溪電廠No12機(jī)組塘寨電廠No1機(jī)組國(guó)電滎陽(yáng)No12機(jī)組南寧電廠No12機(jī)組興義電廠No12機(jī)組威信電廠No1機(jī)組此種爐型依然是無(wú)煙煤發(fā)電的首選，在此爐型的利用上我們國(guó)家積累了大量的閱歷教訓(xùn) 根據(jù)“消費(fèi)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備缺陷統(tǒng)計(jì)及“600MW超臨界W火焰爐月報(bào)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，集團(tuán)公司所屬珙縣、鎮(zhèn)雄、塘寨電廠600MW超臨界W火焰爐機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)共發(fā)生41臺(tái)次機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)事件，其中鍋爐設(shè)備緣由32臺(tái)次。水冷壁系統(tǒng)問(wèn)題垮焦煤質(zhì)差風(fēng)機(jī)、空預(yù)器及其它珙縣電廠5328鎮(zhèn)雄電廠335塘寨電廠21合計(jì)10 (31.25%)6214華電集

3、團(tuán)8臺(tái)超臨界機(jī)組在設(shè)計(jì)階段做過(guò)相關(guān)優(yōu)化任務(wù)1鍋爐燃燒、制粉系統(tǒng)優(yōu)化選型與設(shè)計(jì)塘寨、珙縣對(duì)燃燒系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提高燃燒效率，降低NOx排放，改善爐膛局部結(jié)渣嚴(yán)重等情況2600MW超臨界燃用無(wú)煙煤W火焰爐少油點(diǎn)火技術(shù)攻關(guān)珙縣對(duì)于低揮發(fā)分的無(wú)煙煤實(shí)現(xiàn)少油點(diǎn)火技術(shù)，節(jié)省起爐點(diǎn)火和低負(fù)荷穩(wěn)燃、助燃時(shí)的油耗，同時(shí)要求不影響鍋爐的安全運(yùn)行。3針對(duì)燃用高硫煤鍋爐“四管”耐腐蝕技術(shù)攻關(guān)珙縣西南地區(qū)燃煤煤種硫分高，對(duì)四管的耐腐蝕問(wèn)題造成了較大的威脅，課題主要研究相關(guān)有效措施提高四管的耐腐性。4 采用脫硫添加劑提高脫硫效率的技術(shù)研究 珙縣 研究脫硫添加劑對(duì)脫硫系統(tǒng)的影響5基于三維W火焰爐爐內(nèi)溫度場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的

4、燃燒優(yōu)化控制技術(shù)研究 鎮(zhèn)雄 通過(guò)對(duì)爐膛火焰進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與分析，獲取爐內(nèi)溫度場(chǎng)分布狀況，研究溫度場(chǎng)與最佳運(yùn)行工況關(guān)聯(lián)性，開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)指導(dǎo)運(yùn)行，提高鍋爐性能 6取消GGH后，鍋爐尾部煙道及煙囪耐腐蝕技術(shù)研究 塘寨 課題對(duì)取消GGH后，防止鍋爐尾部煙道及煙囪因低溫?zé)煔饨Y(jié)露而引起酸性腐蝕進(jìn)行研究經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化后處理在300MW和600MW鍋爐上存在的一些問(wèn)題 引入防焦風(fēng)+爐膛熱力參數(shù)優(yōu)化減緩結(jié)焦 制粉系統(tǒng)配備動(dòng)態(tài)分別器+熄滅系統(tǒng)配風(fēng)優(yōu)化提高了熄滅穩(wěn)定性，降低飛灰含碳量 引入燃盡風(fēng)系統(tǒng)降低氮氧化物排放項(xiàng)目符號(hào)單位工況1工況2工況3工況4工況5負(fù)荷MW550595598601599爐渣可燃物Cf%6.

5、803.924.042.184.84飛灰可燃物Cb%4.505.558.075.275.08排煙溫度py123.9117.2116.7116.1116.7鍋爐熱效率%91.2690.2387.6391.1690.58NOx排放量（O2=6%）NOxmg/m3631736628617805600MW超臨界W火焰鍋爐設(shè)計(jì)上的難點(diǎn) 拱式熄滅技術(shù)+超臨界汽水參數(shù)系統(tǒng)+垂直管圈低質(zhì)流量流速 爐膛選型、熄滅系統(tǒng)和水動(dòng)力設(shè)計(jì)三者必需結(jié)合起來(lái)，才干到達(dá)低能耗、低污染的預(yù)期目的。幾種類型的超臨界W爐都不約而同的采用了如下一些設(shè)計(jì)超臨界參數(shù)：25.4 MPa，566/566汽水系統(tǒng)：低質(zhì)量流速+垂直管圈+優(yōu)化內(nèi)螺

6、紋管 尤其是采用了低質(zhì)量流速仍能對(duì)管壁有效冷卻，這項(xiàng)技術(shù)的突破是超臨界W爐和CFB運(yùn)用的前提，在國(guó)際上是先進(jìn)的。但此項(xiàng)技術(shù)在國(guó)際上實(shí)際閱歷較少。從整個(gè)鍋爐系統(tǒng)看，除水冷壁系統(tǒng)之外的其它子系統(tǒng)采用的均是目前曾經(jīng)相當(dāng)成熟的超臨界技術(shù)，和如今大量采用的螺旋管圈超臨界鍋爐是一樣的。因此水冷壁系統(tǒng)的平安運(yùn)轉(zhuǎn)是該型鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。水冷壁熄滅器開(kāi)孔大風(fēng)箱框架600MW超臨界W火焰鍋爐的癥結(jié)水冷壁系統(tǒng)從已投產(chǎn)的超臨界W爐運(yùn)轉(zhuǎn)情況看，存在很多共性問(wèn)題1、前墻水冷壁拉裂變形在各個(gè)廠都不同程度的出現(xiàn)過(guò)金竹山電廠合山電廠福溪電廠區(qū)域類似，爐膛前墻中部水冷壁。標(biāo)高有所不同，40-50m2、低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)前墻水冷壁壁溫偏向

7、容易過(guò)大前期上部水冷壁壁溫情況比較(5臺(tái)磨運(yùn)轉(zhuǎn))最低值（）最高值（）最大溫度偏差珙縣電廠(DG)36044080鎮(zhèn)雄電廠(HG)38542540塘寨電廠(HG)38043050威信電廠(DG)37845072合山電廠(SG)380500120南寧電廠(DG)36542651金竹山電廠(B&W)39044050滎陽(yáng)電廠(B&W)385437523、水冷壁超溫景象 上部水冷壁采用光管膜式壁， 資料為12Cr1MoVG，超越500后，資料性能顯著下降，容易被拉裂。大范圍、大面積的超溫景象比較少，但工況變化過(guò)程中，部分管壁溫度繼續(xù)偏高的景象仍存在，需引起注重。折焰角斜坡易積灰景象鍋爐爐膛壓力先到達(dá)負(fù)的

8、最大值 ：首先是程度煙道垮灰后導(dǎo)致?tīng)t膛壓力為很大的負(fù)值 ；然后在到達(dá)正的最大值 ：灰垮到冷灰斗后，爐膛壓力到達(dá)正的最大值 ；緊接著又是一個(gè)正的很高的爐膛壓力：由于爐膛壓力的猛烈動(dòng)搖，導(dǎo)致了下?tīng)t膛的垮焦，焦垮到冷灰斗后，爐膛壓力又到達(dá)一個(gè)正的高值 保證吹灰正常是極為重要的。滅火過(guò)程爐膛壓力變化 處理對(duì)策：積灰區(qū)域加裝部分吹灰器揚(yáng)州電廠加裝的部分吹灰噴管 為了更好的分析600MW超臨界W爐的特性，利用數(shù)值解析技術(shù)對(duì)4家電廠三種熄滅器、四種爐型構(gòu)造進(jìn)展了計(jì)算，以獲得溫度、速度、氣體成分等的全爐膛分布情況，輔助優(yōu)化設(shè)備改良。建立模型網(wǎng)格劃分 并行反響模型模擬實(shí)踐熄滅過(guò)程改良的熄滅模型0時(shí)間)揮發(fā)份熄滅

9、焦炭熄滅數(shù)值計(jì)算先進(jìn)的NOx模型煤粉熄滅器模型鎮(zhèn)雄煤粉熄滅器模型濃粉出口淡粉出口一次風(fēng)入口一次風(fēng)入口淡粉出口濃粉出口珙縣煤粉熄滅器模型一次風(fēng)入口淡粉出口濃粉出口塘寨煤粉熄滅器模型熄滅器模擬結(jié)果橫截面速度云圖單位：m/s鎮(zhèn)雄煤粉熄滅器珙縣煤粉熄滅器塘寨煤粉熄滅器淡測(cè)78%濃側(cè)22%淡測(cè)69%濃側(cè)31%熄滅器中下部有較明顯的二次流存在，是提高分別效果的重要要素。鎮(zhèn)雄、珙縣熄滅器橫截面速度矢量圖鎮(zhèn)雄熄滅器珙縣熄滅器塘寨熄滅器部分速度矢量圖 從空氣場(chǎng)速度矢量圖看出，在葉片迎風(fēng)面空氣受阻，產(chǎn)生分流，分別進(jìn)入濃側(cè)和淡側(cè)，在葉片背風(fēng)側(cè)有明顯的漩渦區(qū)存在。 在分流板入口處，有高速的濃粉氣流流過(guò)，是防止磨損的重

10、點(diǎn)部位之一。0.01mm跟隨性好0.05mm跟隨性差0.1mm跟隨性差0.2mm二次碰撞塘寨熄滅器粒子軌跡分布中截面溫度分布工況一工況二工況三工況四有無(wú)燃盡風(fēng)無(wú)有有有三次風(fēng)下傾角度002040中截面速度矢量場(chǎng)工況一工況二工況三工況四有無(wú)燃盡風(fēng)無(wú)有有有三次風(fēng)下傾角度002040中截面CO濃度分布工況一工況二工況三工況四有無(wú)燃盡風(fēng)無(wú)有有有三次風(fēng)下傾角度002040中截面NOx濃度分布NOx 濃度1129mg/Nm3折算到O2 6%NOx 濃度667.5mg/Nm3折算到O2 6% 工況一 工況三 工況一工況二工況三工況四有無(wú)燃盡風(fēng)無(wú)有有有三次風(fēng)下傾角度002040停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾

11、角度磨煤機(jī)投運(yùn)臺(tái)數(shù)工況一無(wú)06臺(tái)工況五無(wú)05臺(tái)（B停運(yùn)）工況一 工況五 停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運(yùn)臺(tái)數(shù)工況一無(wú)06臺(tái)工況五無(wú)05臺(tái)（B停運(yùn)）工況一 工況五 氧濃度速度矢量場(chǎng)停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運(yùn)臺(tái)數(shù)工況一無(wú)06臺(tái)工況五無(wú)05臺(tái)（B停運(yùn)） 中截面速度矢量場(chǎng)比較 中截面溫度場(chǎng)比較停用磨煤機(jī)B的工況燃盡風(fēng)三次風(fēng)下傾角度磨煤機(jī)投運(yùn)臺(tái)數(shù)工況一無(wú)06臺(tái)工況五無(wú)05臺(tái)（B停運(yùn)）數(shù)值計(jì)算目前仍在進(jìn)展的研討任務(wù)： 全爐膛的粒子軌跡圖預(yù)測(cè)易積灰、結(jié)焦的部位 停用不同磨煤機(jī)時(shí)的熱流密度分布分析熱負(fù)荷的偏向 煤種變卦時(shí)的影響預(yù)測(cè)煤種變化對(duì)熄滅、排放的影響 不同拱下風(fēng)入射

12、角度的影響四川第一臺(tái)超臨界W鍋爐主要目的主要指標(biāo)鍋爐熱效率（%）鍋爐額定出力（t/h）空預(yù)器漏風(fēng)率（%）鍋爐斷油最低穩(wěn)燃出力（MW）飛灰可燃物（%）大渣含碳量（%）排煙溫度（）主汽、再熱參數(shù)（溫度、壓力）NOx(mg/Nm3)FGD出口SO2濃度(mg/Nm3)設(shè)計(jì)值91.31840.625240551321100344.3運(yùn)行指標(biāo)#61爐92.781768.097.82/6.63不合格2302-32-3127均能達(dá)設(shè)計(jì)值700-800能夠達(dá)設(shè)計(jì)值#62爐92.811768.097.82/6.63不合格2202-32-3132均能設(shè)計(jì)值700-800能夠達(dá)設(shè)計(jì)值提高超臨界W火焰鍋爐穩(wěn)定性的措施

13、一運(yùn)轉(zhuǎn)措施1、加強(qiáng)燃煤采購(gòu)和摻配摻燒管理，盡能夠使入爐煤質(zhì)接近設(shè)計(jì)值?；疖?chē)煤熱值最低達(dá)15.6MJ/KG，經(jīng)過(guò)合理?yè)脚鋼綗骄霠t煤熱值約為17.5MJ/KG2、嚴(yán)厲執(zhí)行防止水冷壁超溫及壁溫差過(guò)大的運(yùn)轉(zhuǎn)措施，主要包括： 1制定了防止鍋爐水冷壁超溫的措施及考核方法并嚴(yán)厲執(zhí)行。主要是對(duì)壁溫單點(diǎn)超限和最大壁溫差超限以及超限時(shí)間進(jìn)展考核。2維持爐內(nèi)熄滅穩(wěn)定，并確保爐膛滅火維護(hù)安裝可靠投入。3超溫主要發(fā)生在啟、停磨煤機(jī)及增、減負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)。在加減負(fù)荷過(guò)程中盡量平穩(wěn)緩慢，嚴(yán)厲按照負(fù)荷曲線進(jìn)展變動(dòng)。啟動(dòng)磨煤機(jī)時(shí)，旁路風(fēng)在20%左右，容量風(fēng)不超越5%，開(kāi)啟磨煤機(jī)熱風(fēng)門(mén)時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)展，并提示給水調(diào)理人員，根據(jù)汽溫及

14、水冷壁溫變化，及時(shí)添加給水，調(diào)整負(fù)荷。停磨時(shí)盡量將筒體煤粉抽空，防止再次啟動(dòng)時(shí)大量煤粉進(jìn)入爐內(nèi)對(duì)熄滅呵斥宏大動(dòng)搖。4在負(fù)荷不變的情況下，進(jìn)展制粉系統(tǒng)切換時(shí)，原那么上預(yù)備啟動(dòng)的磨煤機(jī)在暖磨合格后采用閉磨啟動(dòng)方式，啟運(yùn)后先逐漸關(guān)小預(yù)備停運(yùn)的磨煤機(jī)的容量風(fēng)，再緩慢開(kāi)啟剛啟運(yùn)磨煤機(jī)的容量風(fēng)，每次幅度不超越5%，其他磨煤機(jī)暫時(shí)不做調(diào)整，防止熄滅大幅度動(dòng)搖。5為維持爐膛熱負(fù)荷盡量均勻，減少熱負(fù)荷偏向，在條件允許情況下，原那么上480MW-600MW負(fù)荷堅(jiān)持六臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，400MW-480MW負(fù)荷堅(jiān)持五臺(tái)制粉系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，350MW-400MW堅(jiān)持四臺(tái)制粉系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 6盡量防止同時(shí)對(duì)多臺(tái)磨煤運(yùn)轉(zhuǎn)形狀容量風(fēng)量進(jìn)

15、展調(diào)整，以防止輸入粉量動(dòng)搖疊加，引起熱負(fù)荷大的動(dòng)搖，在穩(wěn)態(tài)下磨煤機(jī)出力偏向不大于5t/h。7在機(jī)組協(xié)調(diào)投入的情況下，留意監(jiān)視運(yùn)轉(zhuǎn)磨煤機(jī)的容量風(fēng)擋板變化幅度和頻率，如變化幅度較大，頻率較快，引起水冷壁管壁溫度上升，立刻將該磨容量風(fēng)切換為手動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。8調(diào)整給水時(shí)應(yīng)緩慢平穩(wěn)，防止因給水流量大幅度動(dòng)搖而引起管壁超溫。在給水投入自動(dòng)的時(shí)候親密監(jiān)視給水流量的變化幅度，必要時(shí)切為手動(dòng)方式調(diào)整。9做好風(fēng)煤比的控制和入爐風(fēng)量的調(diào)理任務(wù)，在440MW負(fù)荷以上時(shí)，保證氧量在3.5%-4.0%之間，在440MW負(fù)荷以下時(shí)，氧量控制在4.0%-5.2%之間，防止低負(fù)荷時(shí)風(fēng)量過(guò)小引起煙氣流分布不均的加劇。 10做好二次風(fēng)風(fēng)

16、箱風(fēng)壓控制，保證二次風(fēng)箱風(fēng)壓在0.75-1.0KPa，最低不低于0.6 KPa。以免二次風(fēng)剛性差。但是嚴(yán)禁過(guò)分關(guān)小F風(fēng)各分門(mén)強(qiáng)行提高風(fēng)壓，F(xiàn)風(fēng)各分門(mén)開(kāi)度按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。11在440MW以下時(shí)，水冷壁超溫情況較為明顯，在此區(qū)段負(fù)荷，應(yīng)加強(qiáng)調(diào)整和監(jiān)視。原那么上堅(jiān)持四臺(tái)磨煤機(jī)原那么運(yùn)轉(zhuǎn)，盡量做到在爐膛寬度方向上熱負(fù)荷分布均勻。12必需按規(guī)定進(jìn)展?fàn)t膛的吹灰任務(wù)，在壁溫偏向較大情況下，應(yīng)添加爐膛的吹灰次數(shù)。13假設(shè)出現(xiàn)超溫，開(kāi)大超溫位置的燃盡風(fēng)門(mén)開(kāi)度，在不掉粉的情況下，適當(dāng)減小對(duì)應(yīng)的F風(fēng)擋板開(kāi)度。14嚴(yán)厲監(jiān)視水冷壁管壁溫度，當(dāng)超溫發(fā)生時(shí)，降低過(guò)熱度，將過(guò)熱度控制在10-20，適當(dāng)降低主汽參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)。15在

17、保證管壁不超溫的前提下，做好中間點(diǎn)溫度、減溫水之間相互協(xié)調(diào)控制，盡量保證主汽溫度在額定值運(yùn)轉(zhuǎn)，汽溫調(diào)理原那么盡量經(jīng)過(guò)調(diào)整過(guò)熱度，少減溫水的方式。嚴(yán)禁采用高過(guò)熱度，大減溫水運(yùn)轉(zhuǎn)方式，這樣既不平安又不經(jīng)濟(jì) 。16經(jīng)常分析磨煤機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，定期檢查分析煤粉細(xì)度、均勻性、出口一次風(fēng)風(fēng)速偏向、煤粉濃度偏向，對(duì)動(dòng)態(tài)分別器及其回粉管道定期清理雜物。原那么上保證每臺(tái)磨煤機(jī)每月至少進(jìn)展一次內(nèi)部檢查發(fā)現(xiàn)煤粉細(xì)度異常應(yīng)盡快檢查，包括動(dòng)靜態(tài)分別器葉片、鎖氣器、回粉管等。 17嚴(yán)厲執(zhí)行防止空預(yù)器堵塞措施，防止由此產(chǎn)生的一、二次風(fēng)壓脈動(dòng)引起熄滅擾動(dòng)和管屏低頻振動(dòng)。二檢修措施1、按照“逢停必檢的原那么做好防磨防爆檢查任務(wù)，應(yīng)特別留意受熱面變形、水冷壁扁鋼拉裂、集箱管座裂紋的檢查、處置和分析記錄。2、加強(qiáng)風(fēng)量丈量系統(tǒng)及自動(dòng)安裝的定期檢查校核，確保顯示準(zhǔn)確，自動(dòng)安裝運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、可靠。3、停爐后對(duì)制粉系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)的風(fēng)門(mén)擋板進(jìn)展檢查治理，并對(duì)一次風(fēng)、乏氣風(fēng)進(jìn)展調(diào)平，同一臺(tái)磨煤機(jī)煤粉濃度差不應(yīng)超越10%。 5、停爐后對(duì)爐膛結(jié)焦情況進(jìn)展檢查，特別是對(duì)有焦塊遮擋、堵塞的熄滅器和風(fēng)口進(jìn)展清理，防止風(fēng)量分配不均或部分缺氧。6、做好剛性梁及膨脹導(dǎo)向安裝、校平安裝系統(tǒng)的檢查，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)留意檢查受熱面相關(guān)部位的膨脹與晃動(dòng)，停爐后留意檢查受熱面及剛性梁能否回到原位，銜接部位有無(wú)卡澀景象。 小 結(jié)W火焰爐