原煤分层燃烧装置使用效果分析及运行管理.pdf

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编号:20181110221839780257    类型:共享资源    大小:251.29KB    格式:PDF    上传时间:2019-02-16
  
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原煤分层燃烧装置使用效果分析及运行管理 原煤分层燃烧 分层燃烧 分层燃烧装置使用 分层燃烧装置 使用管理
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第3l卷第10期 2009年10月 华电技术 Huadian Technology V01.3l No.10 0ct.2009 原煤分层燃烧装置使用效果分析及运行管理 黄昌俊1,蒋靖之2 (1.中国石化集团江苏石油勘探局邵伯管理服务中心,江苏江都225261;2.河南神火煤电股份 有限公司焦电厂,河南永城476600) 摘要:原煤分层燃烧技术是针对正转链条炉排存在缺陷而发明的一项改进技术,可以最大限度地克服链条锅炉在运行 过程中存在的燃烧不完全、热效率低、出力不足、带负荷慢等缺陷。结合生产实际,利用机械、热力学、燃烧学理论知识系 统分析了正转链条锅炉运行时燃烧过程存在的缺陷,对其实用效果进行对比分析,根据设备运行特点提出了管理举措。 关键词:锅炉;燃烧;分层;节能;管理 中图分类号:TK 223.2 文献标志码:B 文章编号:1674—1951(2009)10—0051-03 1问题的提出 原煤分层燃烧技术是原国家经贸委、计委、科委 共同推荐的优秀节能科技成果,是一项科学性、实用 性、可操作性较强的新技术。江苏石油勘探局邵伯 管理服务中心(以下简称邵管中心)石油新村锅炉 房2台10t热水锅炉、2台4t蒸汽锅炉和机关锅炉 房3台4t热水锅炉、2台4t蒸汽锅炉采用这种装置 后,节能效果较为明显。 据不完全统计,我国现有工业锅炉40多万台, 每年耗煤量约为全国总耗煤量的1/4,其中正转链 条炉占绝大多数。锅炉原煤分层燃烧技术是针对正 转链条炉排存在缺陷而发明的一项改进技术,可以 最大限度地克服链条锅炉在运行过程中存在的燃烧 不完全、热效率低、出力不足、带负荷慢等缺陷。邵 管中心机关、石油新村锅炉房使用的快装式链条炉 因其结构紧凑、燃烧条件相对较差,上述缺陷尤为明 显。因此,在机关、石油新村2锅炉房采用锅炉分层 燃烧技术对锅炉节能降耗和环境保护具有重要 意义。 2正转链条锅炉缺陷分析 (1)正转链条锅炉燃烧采用原煤,煤块、煤屑混 杂,直接入炉,煤层在经过闸门时被挤压密实,造成 通风不良,着火困难,燃烧不透。 (2)炉排上布煤不均匀,煤块、煤屑呈无序分 布,大量煤屑从炉排片间隙中漏失。煤块多的地方 易形成火口,煤屑多的地方则密不透风,整个煤层燃 烧不均匀。 (3)闸板煤闸门在运行过程中受炉膛高温热辐 收稿日期:2009—04—26 射易变形,会造成升降链条卡死、煤闸门脱落、弧形 板脱落等设备故障。. ‘ · ‘ (4)由于煤层密实,燃烧不均,易造成炉排片、 老鹰铁、侧密封等局部烧坏,增加维修费用。 传统的正转链条炉进煤方式,会导致锅炉机械 不完全燃烧损失和化学不完全燃烧损失增加,热效 率降低,机械故障较多。锅炉分层燃烧技术是通过 改造正转链条锅炉给煤装置,即用分层燃烧装置替 代原闸板式给煤斗,实现燃煤在炉排上的疏松、分层 布置,消除了产生上述缺陷的根源。 3原煤分层燃烧装置的工作原理 分层燃烧装置构思巧妙、结构简单,经过多年的 探索、改进,已更加可靠、实用,节能效果也更为明 显。其主要部件有煤闸板、播煤辊、筛分器、链轮、链 条等,工作原理为:混煤(经破碎合格的)进入煤斗 后,通过播煤辊带动,经煤闸板(控制落煤量)撒落 到筛分器上,粒度较大的煤块沿筛分器斜度方向滚 落到前端排面上,并随炉排向后移动,粒度较小的煤 粒或煤屑漏过筛分器撒落在后面的煤块表面上,从 而形成下大上小的疏松煤层。 实施分层燃烧技术改造,不需改动锅炉本体结 构,只需将原有的闸板式给煤斗拆除,安装分层铺煤 机;在炉排主动轴端安装链轮,与分层装置播煤辊轴 端的链轮连接即可,无需另加电机及变速装置拖动; 改造工期短、投资少、见效快。 4原煤分层燃烧装置使用效果分析 4.1锅炉出力增加 由于国产正转链条炉燃煤在炉内能充分燃烧, 一般难以满负荷运行。加装分层装置后,燃煤着火 快,燃烧充分、均匀,煤粉在煤层上部,在炉膛内形成 万方数据 ·52· 华电技术 第31卷 半悬浮燃烧,炉膛温度提高,燃烧情况显著改善,锅 炉出力可提高10%以上。 4.2锅炉热效率提高 正转链条锅炉进行分层给煤改造后,热效率可 提高8%~15%。锅炉热效率的高低取决于5种热 损失的大小:排烟损失Q:、化学不完全燃烧损失Q,、 机械不完全燃烧损失Q。、散热损失Q,,灰渣物理热 损失Q。。其中,排烟损失Q:和机械不完全燃烧损 失Q。是正转链条锅炉热损失的最大2项,它们之和 占总损失的90%~95%。 (1)排烟损失Q:取决于排烟温度的高低和排 出烟气量的大小。锅炉经分层改造后其煤层均匀松 散,燃料与空气接触面积增大,在保证充分燃烧的前 提下,可减少一次风鼓风量,炉内过剩空气系数降 低,烟气生成量减少,使排烟损失降低。 (2)化学不完全燃烧损失Q3取决于炉内可燃烧 气体完全燃烧程度。进行分层改造后,炉内空气动力 工况有所改善,炉膛温度约可提高100℃,为可燃气 体充分燃烧提供了良好的条件,降低了该项损失。 (3)机械不完全燃烧损失Q。主要取决于灰渣 中碳的质量分数的高低和炉排漏煤量的大小。安装 分层装置后,炉排上煤层疏松、透气性好,利于充分 燃烧,且着火快,熄火线提前,灰渣中碳的质量分数 可降至15%以下。同时,由于燃煤在煤排上有序铺 放,块煤贴近炉排,煤屑在块煤之上,炉排漏煤量也 大为减少。上述措施使机械不完全燃烧损失得以显 著降低。 (4)灰渣物理热损失Q6大小系由排出灰渣的 温度和数量决定的。由于煤燃烧充分,熄火线提前, 排渣温度降低,且锅炉效率提高使耗煤量减少,渣量 也相应减少,因此,该项损失较改造前降低。 (5)散热损失Q5的数值大小与是否安装分层 装置关联不大。 4.3燃用煤种适应性增强 正转链条锅炉燃用煤质一般要求低位发热值 20×104 kJ/kg,挥发分25%。实施分层改造后,燃 料层疏松均匀,与空气接触充分,炉膛温度增高,燃 料易着火。燃烧条件显著改善,可燃用较差煤种,锅 炉对煤种适应性增强。 4.4锅炉故障率降低 正转链条炉的煤闸门、弧形档板、炉排片、侧密 封块、挡渣铁等部件易损坏。经分层改造后,煤闸 门、弧形板等已拆除,其故障已不复存在。由于火床 燃烧均匀,炉排片侧密封块烧坏的情况亦很少发生。 因燃煤燃烧充分,熄火线提前,至挡渣铁处,灰渣已 没有明火,故挡渣铁的使用寿命也大为延长。 4.5鼓、引风机电耗减少 实施分层改造后,炉排上煤层疏松均匀,保证充 分燃烧所需鼓风量及风压皆较改造前减少,引风所 需风量及风压亦相应减少。据统计,鼓、引风机电耗 可下降10%左右。 综上所述,正转链条炉实施分层燃烧改造有诸 多优点,尤其是节能效果十分显著。保守测算(按 锅炉热效率提高5%考虑),一次投资运行4~5个 月即可全部收回,具体情况见表1(表1中,锅炉热 效率取68%,满负荷运转,燃用22 175.2 kJ/kg烟 煤,改造后锅炉热效率按提高5%估算;每年按250 个工作日计算;煤价按内部价220形t计算)。 表1改造前后比较 5原煤分层燃烧装置的运行管理 正转链条炉实施分层铺煤改造后,炉排进煤方 式改变了,其操作方式、运行管理也要做相应调整。 那些认为只要安装了分层燃烧装置,一切问题都解 决了的看法是片面的。实践证明,凡是安装分层装 置又加强管理的班组,节能效果和经济效益都比较 明显,反之则不然。 5.1严禁正压运行 锅炉正压运行,必然会导致炉门、观火孑L等部位 冒烟冒火,恶化工作环境,而且在高温作用下会损坏 分层燃烧装置,易使钢板变形、筛分器烧坏、播煤辊 轴承失油等。 5.2加强供煤质量管理 (1)控制给煤粒度。链条炉燃煤颗粒度一般规 定最大尺寸不宜大于50 mm,这对保证煤在炉排上 充分燃尽是十分必要的,否则,将会导致机械不完全 燃烧损失Q4增加。分层燃烧装置播煤辊轴端设置 了离合器,就主要用于控制供煤的粒度。当有的煤 块粒度超出要求,卡住煤闸板时,离合器就脱开,播 煤辊停转、中止供煤,可设警报器发出声、光讯号,提 醒操作工进行处理。如超出粒度要求的煤块较多, 操作工就得经常进行离合器复位,会影响正常供气。 因此,应采取必要措施控制供煤粒度。 (2)保持适量水分。煤的含水率对燃烧影响很 万方数据 第10期 黄昌俊,等:原煤分层燃烧装置使用效果分析及运行管理 ·53· 大,对链条炉而言,煤中含有适量的水分有利于燃 烧。适量的水分使细煤粘结在一起减少漏煤和飞 灰;水分蒸发形成的气孑L能疏松煤层,并使通风阻力 减少;适量的水分亦可强化燃烧。但另一方面,水分 复加会延长燃料干燥时间;水分蒸发时带走热量,又 对煤的着火产生不利影响;水蒸汽加大了烟气体积, 使排烟损失及引风机负荷复加。因此,煤中的水分 必须控制适当,一般应在10%以下。若煤中细粉过 多,含水量则应高些。一些用户对此缺乏认识,有的 加水过多,以至煤在炉排上产生大量的蒸汽;有的则 不加水,大量的细煤被带到烟气中,复加了飞灰含碳 量,并加重了受热面的磨损和除尘器负荷。安装分 层铺煤装置后,控制供煤的水分就更为重要。如果 供煤水分过高,就可能使许多煤屑粘在播煤辊和筛 分器上,影响正常供煤并使炉排上煤层凹凸不平。 若煤含水率低,由于煤分层以后细屑分布在煤层表 面,粒度较小的煤屑更容易带到烟气中,使排放浓度 复加。因此,分层燃烧装置安装后必须重视燃煤的 含水率管理,根据煤的粒度组成状况均匀加入适量 水分,最好能有7—8 h的渗透时间,以确保分层装 置的作用充分发挥。 (3)调整操作运行方式.安装分层燃烧装置后, 炉排上形成下大上小的疏松煤层,燃煤与空气的接 触面复加,通风阻力及所需风量较前减少,煤的着火 点前移,沿炉排长度方向的引燃区、燃烧区、燃尽区 的分布亦较前不同。煤层厚度、炉排速度及各段风 道档板的开度都应根据燃烧情况在现场经常进行巡 回检查、调节,这是必不可少的过程。 6结论 通过对比分析可以看出,原煤分层燃烧装置最 大限度地克服了正转链条炉排的缺陷,如燃烧不完 全、热效率低、出力不足、带负荷慢等,是值得大力推 广的科学性、实用性、可操作性较强的一项新技术。 使用原煤分层燃烧装置后具有锅炉出力增加、热效 率提高、燃用煤种适应性强、锅炉故障率低、风机电 耗减少等优点。针对原煤分层燃烧装置的运行特 点。需加强以下几个方面的管理和调节,才能充分发 挥该装置的优越性: (1)严禁正压燃烧; (2)加强供煤质量管理,特别在控制给煤粒度、 保持适量水分等方面要严格把关; (3)调节操作运行方式的要求。 . 通过加强运行管理,原煤分层燃烧装置节能效 果更为显著,会给耗能单位带来较大的经济效益。 参考文献: [1]吴味隆.锅炉及锅炉房设备[M].2版.北京:中国建筑工 业出版社,1994. (编辑:白银雷) 作者简介: 黄昌俊(1976一),男,河南永城人,工程师,从事热力设 备运行、维护及管理方面的工作。 蒋靖之(1976一),男,河南永城人,工程师,从事技术管 理方面的工作。 ‘=,●o●o●o●o●‘o’●o●o●o●o●o●o●o●。='●·C'●o●o●o●o●夺●‘o-●o●o●o●◇●·=’●o●o●o●o●·:一‘:}●o●o●o●o●o。9●·≯●‘●o●·》●●o●o●o● (上接第15页)资料中介绍的最佳比例15%一30%。 参考文献: 5 结论 (1)下瓦化学成分分析结果显示,Sb的质量分 数符合GB/T 1174q2的要求,cu,Pb,zn的质量分 数均超过了GB/T 1 174—92的要求。 (2)巴氏合金组织中化合物相在个别位置存在 轻度偏析,但未发现严重的偏析、分层等缺陷。 (3)定量金相测量结果显示,巴氏合金中£ (Cu6Sn5)和p 7(SnSb)两相之和所占比例平均值为 39.5%。 (4)在结合面处挂锡层的合金侧有£层。 (5)建议在今后检修过程中加强对轴瓦的检测 分析和运行过程的监督,做到早检查、早发现。在同 类部件的订货协议中,应明确提出铸件成品允许的 成分偏差及硬质相含量要求。 [1]高强.最新有色金属金相图谱[M].北京:冶金工业出版 社,2005. [2]孙旭茂.锡基巴氏合金的金相组织和铸造缺陷[J].内燃 机配件,1992(3):l一7. [3]时惠英,胡芷华.磨煤机巴氏合金轴承衬金相组织分析 及解剖试验分析[J].陕重科技,1993(1):12一18. [4]巴发海,李晋,龚应时.核电站大型巴氏合金轴瓦失效分 析[J].理化检验:物理分册,2006,12(7):355—359. (编辑:刘芳) 作者简介: 刘鸿国(1969一),男,福建莆田人,高级工程师,兼职硕 士研究生导师,从事电厂焊接、锅炉检验、金属监督的研究及 实践方面的工作。 万方数据
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