1025th贫煤锅炉烟煤启动技术研究及应用.pdf

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1025 贫煤锅炉烟煤启动技术研究及 贫煤锅炉 烟煤启动技术 锅炉启动 贫煤锅炉烟煤启动技术
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应用技术 China Science and Technology Review 1025t/h贫煤锅炉烟煤启动技术研究及应用 李永维 (胜利发电厂二期运行部山东东营257087) [摘要]对胜利发电厂1025t/h贫煤锅炉在启动时燃用烟煤的可行性进行了论证,并制定了切实可行的方案,在我厂#4炉进行了实施,使机组的 一次冷态启动节约燃油55T,显著地提高了机组的经济效益。 [关键词]贫煤锅炉、烟煤启动、燃油消耗量、制粉系统 中图分类号:TPl8文献标识码:A文章编号:1009—914X(2009)5(b)一0142—01 胜利发电厂二期两台300MW机组,锅炉为1025t/h亚临界压力中 间再热自然循环锅炉,燃烧设备设计、校核煤种为贫煤,采用双进双出钢 球磨正压直吹式制粉系统,燃烧器采用四角布置切向燃烧方式。在机组 冷态启动过程中,由于点火后升温升压和机组暖机,启动时间较长,这样 就造成了机组启动期间燃油消耗量大,降低了机组的经济性和效益。因 此,从减少机组启动过程燃油消耗量人手,寻找切实可行的方案对提高 机组经济性有很大的意义。 1.可行性论证 1.1胜利发电厂燃烧设备的特性 调研发现,莱城电厂和胜利发电厂锅炉均为上海锅炉厂制造,炉膛 尺寸、燃烧器的主要设计参数与我厂有很多相似之处,但莱城电厂的设 计煤种为烟煤,而我厂的设计煤种为贫煤。而且燃烧器均为直流式改进 型水平浓淡分离宽调节比(简称WR燃烧器)摆动式喷燃器,一、二次风 间隔布置,所不同的是莱城电厂一次风四周通以周界风,而胜利发电厂 周界风只布置在一次风的背火侧。 1.2燃用烟煤启动的可行性 从以上对莱城电厂与胜利电厂燃烧设备的比较来看,我厂300MW 机组在启动时燃用燃煤从理论上时可行的,但是考虑到设计煤种的不同 以及燃烧器局部的差异,在启动过程中必须充分考虑制粉系统和燃烧器 的安全性。 2.方案及实施 2.1方案的制定 由于贫煤和烟煤在成分(主要是在挥发份)上的差异性,为达到安 全启动和节油的目的,在机组启动之前制定了以下方案: 2.1.1原煤仓上煤 在机组启动过程中,只有最下层A层(A磨对应的喷燃器)燃用烟 煤,其它燃烧器燃用原有煤种,A原煤仓的烟煤只在启动过程用来稳定 燃烧,在机组负荷正常后应尽量减少燃用烟煤,以免烧坏喷燃器。因此, 机组启动之前给A原煤仓上烟煤时应控制烟煤的数量,计划上100吨烟 煤。 3.A制粉系统和燃油的控制 汽机高速暖机时,充分暖磨后,二次风温度达160℃以上,启动A制 粉系统。由于烟煤的挥发份高、着火点低,必须充分考虑制粉系统和燃 烧器的安全性,对于A制粉系统从暖磨到燃用烟煤过程中,控制磨煤机 分离器出口温度在70。C以下。机组带负荷后,A制粉系统出力稳定,视 燃烧情况逐渐撤油枪,保留两支AB层油枪,用来稳定燃烧。 3.1.3其它安全措施 机组启动之前,除了有防止A制粉系统着火和燃烧器烧坏的措施 外,还应该有其发生异常时的预案。 3.2方案的实施 2005年6月10日胜利发电厂#4机组在临修后,利用烟煤进行了冷 态启动,从整个启动过程来看,基本上达到了预期的目的和效益。 3.2.1烟煤启动过程的控制 1)控制磨煤机分离器出口温度。机组并网前按方案启动A制粉系 统,A磨启动初期由于炉膛温度较低,煤粉着火不很稳定,A磨分离器出 口温度控制在70℃左右。随着炉膛温度升高,烟煤着火趋于稳定,着火 距离适中,及时减少油枪的投入量,同时缓慢开大磨煤机的冷风门,关小 热风门,逐渐降低A磨分离器出口温度至55℃左右,A层烟煤着火和燃 烧稳定。 2)控制烟煤的着火距离。由于烟煤着火距离短,基本上一出喷燃 器口就着火,因此除了调整分离器出口温度控制着火距离外,还根据着 火情况提高一次风风压至10.5KPa,开大旁路风降低煤粉浓度,分离器 风压控制在2.5 KPa左右,逐渐开大AA2二次风门和适当开启A层的周 界风来延长烟煤的着火距离。 3)调配A、B制粉系统的出力。在机组带负荷后,根据A仓剩余的 烟煤量,及时启动B制粉系统,用B磨煤机的出力来升带机组的负荷,限 制A磨的出力在20T/H,一方面,对A层燃烧器的安全有利,另一方面使 142l科技博览 A制粉系统的烟煤在整个升负荷阶段都能起到稳定燃烧的作用,避免A 仓烟煤烧尽后负荷还较低,重新投入油枪助燃。 4)煤质的切换。通过就地观察给煤机中煤质的变化以及剩余煤量 情况,结合A层燃烧器的着火和燃烧,在A仓烟煤即将烧尽时,及时调 整A制粉系统冷热风门,使分离器出口温度由50。C左右逐渐升至90。C, 并关闭A层的周界风,使煤质转换过渡平稳,此过程未增加油枪的投入 量。 3.2.2需要改进之处 1)点火前将汽包壁温提高至100℃。这次启动锅炉见水后虽及时 投入了底部加热,但对提升汽包壁温效果不明显,经过8个小时加热点 火时汽包壁温仅达到75℃,增加了暖炉燃油消耗量,多用燃油2T。我们 分析加热慢的主要原因是300MW机组锅炉较高,加热所用汽源压力较 低所致。因此,启动时应除氧器上水投加热,用电泵或汽泵对汽包上水, 汽包见水后投入底部加热,将高辅联箱压力提高至1.1MPa,使汽包壁温 在锅炉点火时达到100℃,以减少燃油消耗量。 2)提高设备运行的可靠性。制粉系统启动后,由于原煤仓长时间坨 煤,给煤机下煤不正常,影响了烟煤的及时投入和机组升负荷。因此制 粉系统运行的可靠性对机组的顺利启动至关重要,这就要求在机组启动 之前做好充分准备,设备有缺陷或存在问题提前处理。 3)合理控制机组参数。并网后低负荷暖机时,主、再热蒸汽温度偏 高,影响了暖机的效果和升负荷。这就要求在启动过程中应合理控制参 数,锅炉点火后至汽机冲转,对蒸汽的压力和温度控制合理,不但可以缩 短这一阶段的时间,而且可为机组顺利冲转和带负荷打下良好的基础。 锅炉起压后,可以利用一、二级旁路和疏水来提升主、再热蒸汽温度,使 冲转时的蒸汽压力和温度达到要求。这一阶段应保证制粉系统能够及 时启动,以满足低负荷暖机和升参数的要求,同时由于蒸汽流量较小,主 再热蒸汽温度对减温水比较敏感,操作要求较高,调整时应注意温度调 节的滞后性,分别以二减前和二减后的温度作为调整一级减温水和二级 减温水的基准,当然,也要保持锅炉燃烧的平稳,减少其对汽包水位和蒸 汽参数的影响,避免因参数的波动而延长暖机时间。 4.经济效益分析 表1机组冷态启动各阶段燃油消耗量 机组冷态启动各阶段 冷态启动燃油消耗量 点火至汽包起压 2T 汽包起压至冲转 13.5T 冲转至定速 9.63T 定速至并网 3T 升负荷 11.99T 总计 40.12T 从表1可以看出,在整个启动过程,除去点火时汽包壁温未达到 100℃多用燃油2T和并网时由于励磁系统故障用燃油3T,燃油主要消 耗在升参数、汽机冲转和机组升负荷,而用烟煤启动节油基本是在机组 升负荷的过程中,使原来升负荷阶段投入4~6支油枪减少为只投1支 油枪,这一阶段燃油的消耗量减少了至少约30T左右,如果烟煤燃烧稳 定且制粉系统运行平稳,可以考虑提前断油,因此这一阶段的节油还有 潜力。由于冷态启动过程汽机冲转暖机时间较长(约90分钟),可以考 虑这一阶段的节油,在汽机冲转前二次风温达到160。C时启动A制粉系 统,利用一、二级旁路控制主汽压力,主汽温度高时投入减温水,这样可 以使这一阶段燃油量进一步减少。 因此,用烟煤进行冷态启动,整个过程控制得当,燃油消耗量应控制 在35T以内,这与用贫煤冷态启动用燃油90T相比,节约燃油55T。以我 厂05年所进加柴油每吨3820元计,一次冷态启动可节(转下页) 万方数据 China Science and Technology Review 应用技术 高桩码头陡坡岩面上立柱梁板式码头结构研究 温国健 (广东正方圆工程咨询有限公司510115) [摘要]我国南方特别是广东地区,一些适宜建设码头的岸线,近岸岩层埋藏浅,岩面坡度大,覆盖层薄;离岸稍远岩面埋藏深,表层淤泥厚度大 加上水深、潮差和流速比较大等特点,对码头结构设计影响极大。本文介绍了可以应不同使用要求或设计条件的立柱梁板式码头结构。 [关键词]高桩码头立柱梁板式码头结构 中图分类号:U65文献标识码:A文章编号:1009—914X(2009)5(b)一0143—01 高桩码头在我国港口工程应用十分广泛,历史悠久。一般情况,高 分项系数采用1.5。可以看出,立柱的水平抗力比较大,并且远大于施 桩码头由桩基、上部结构、接岸结构三部分组成。桩基一般有钢管桩、大 工期的水流力和波浪力,立柱的稳定性比较好,在正常季节可以顺利施 管桩或PHC桩、预应力或非预应力混凝土方桩、灌注桩或嵌岩桩。水工 工。 建筑物常见叉桩和直桩混合布置的结构,桩基施工又以柴油打桩锤沉桩 对于风浪小,或码头面比较高等情况,由于立柱式连片码头的垂直 为多见,也有部分工程采用液压锤沉桩的。部分工程桩基也有在沉桩之 承载力和水平承载力都比较大,依靠码头自重能够抵抗波浪浮托力的作 后,在桩内进行嵌岩、或桩内锚杆施工的。部分工程采用立柱安装后锚 用,则立柱安装后不必嵌岩,这种结构更加节约。对于码头离开岸边、结 岩等混合结构等。 构不能承受码头水平力的情况,如果条件允许,可以通过支撑于岸上的 一、高桩码头的结构与特点 撑杆承担水平力,或通过立柱嵌岩或设置锚筋,以全直桩的形式承担水 上部结构一般有梁板式结构、板式结构、墩式结构;根据预应力情况 平力。如果码头需要采用灌注桩,立柱可以作为施工和使用结构的一部 可以分为预应力结构和非预应力结构;根据安装、浇注工艺可分为预制 分,立柱壁厚可以减少,底板宽度和厚度根据稳定性和强度要求确定,通 安装结构、现浇结构、叠合结构;按照材料可以分为普通混凝土结构和高 过立柱嵌岩,以全直桩的形式承担水平力。当墩台基础岩面比较高,立 性能混凝土结构。接岸结构最常见的形式为斜坡式结构,主要是适应高 柱可以作为系缆墩或引桥墩,并根据荷载条件和使用要求,在立柱顶面 桩码头地基比较软弱,又为避免过陡边坡造成码头位移、桩基损坏。一 布置使用平台,立柱是否嵌岩或设置锚杆,根据具体情况确定。 般情况下,基础进行部分开挖换填,或采用抛砂垫层、打设排水板加固软 三、立柱梁板式方案的优缺点 土,改善地基,坡面采用块石或人工护面块体护面,上部采用小型直立式 立柱式方案,综合了重力式和桩基方案的优点,避免了重力式和桩 挡土结构,以便与码头之间采用简直板过渡。从目前使用情况看,设计 基方案的主要缺点,具有显著的优越性和适应性,主要表现是: 需认真处理码头和接岸结构之间的沉降问题,简支板下应布置橡胶板支 1、承载力高 座。 立柱结构基础直接支撑在风化岩上,或更进一步嵌固在岩层内,具 接岸结构也有采用直立式结构的。一般采用板桩、板桩卸载平台、 有比较高的轴向承载力,通过码头后方的锚锭结构承受码头水平力,抗 或重力式结构如挡土圆筒等方案。高桩码头适宜做成透空结构,其结构 力强,沉降位移小,结构安全性大。对于采用全直柱的码头,由于后部立 轻,适用于软弱地基,具有码头位移沉降比较小、使用效果比较好、造价 柱短,抗弯刚度大,抗力比较大,码头位移比较小。 比较经济等方面的优点。特别是对使用要求高的集装箱码头,垂直荷载 2、工程量比较小,费用节省 较小、作业面积较小的油气化工码头,外海开敞的某些地质适宜的码头, 立柱结构,跨度大,上部结构采用梁板结构,下部透空,基础平台分 桩基的应用的优点更加突出。在很多条件下,采用高桩结构方案是受力 级炸礁形成,并通过调整立柱高度或上部结构高度,容易适应岩面变化, 合理、经济最优的,这也是高桩码头得以广泛应用的基础。高桩码头结 混凝土、炸礁、回填等工程量比较小,费用节省。 构比较单薄,对荷载作用比较敏感,结构耐久性比重力式差,因此,加强 3、在特定地质和荷载条件下,适应性强 耐久性质量控制和使用期的维护要求越来越高。由于码头结构的构件 在岩面斜坡比较大、岩层比较高,或地基持力层比较合适、使用荷载 多,施工工序多,桩基施工对设备、环境条件要求高,受地质条件影响大, 比较小等情况下,立柱结构对大型船舶荷载和更大水深的适应性强,工 工期较长。边坡稳定性、码头后方回填沉降等问题,如果处理不妥,也容 程量和造价增加不大,十分有利于大型吨级码头的建设。立柱能够根据 易造成桩基码头位移甚至损坏。这些都是高桩码头比较明显的缺点。 岩面变化情况选择合适的基础平台标高,并通过调整立柱高度或上部结 二、立柱梁板式结构与改进 构高度,适应岩面或地质的不同变化。上部结构能够根据荷载特点或使 码头采用立柱梁板式结构,轨道梁下采用安装2根立柱形成支撑基 用要求,采用连片式布置或平台布置,或采用平台十撑杆布置,也适应离 础,接岸结构采用钢筋混凝土锚固墙,以承受码头水平力和垂直力。上 岸布置或独立墩结构,通过自身稳定或嵌岩稳定;立柱可以直接支撑在 部采用预制安装的梁板结构,横梁和轨道梁的内力大,必要时可以采用 岩面上,也可以根据需要嵌岩或设置锚杆。 预应力结构。梁板安装形成整体后,在立柱内进行嵌岩锚固,以抵抗波 4、施工速度快、稳定性好、费用低 浪浮托力。考虑到岩面爆破后超深和表面不平整等影响因素,一般情况 由于立柱自重比大型沉箱小,预制、出运、安装比较容易,安装设备 采用二片石和碎石整平处理,但对于地基承载力要求特别高的情况,可 容易解决;又由于采用通过自重稳定的方案,施工期稳定性好,抵抗水平 以采用平均厚度0.3m的水下不分散混凝土浇注垫平,然后采用10cm 力比较强,解决了桩基施工期稳定性问题,加上采用先安装后嵌岩的施 的碎石整平,并在碎石整平层内埋设(p=3.2m的止浆橡胶管,安装立 工方案,节省了桩基施工平台,施工费用低,速度快。 柱,最后在立柱基础周边摆放模带混凝土或其他防冲刷措施,在立柱内 5、立柱梁板式方案的缺点 部灌注沙浆止水,完成后进行上部梁板安装,浇注接头,并预留嵌岩施工 立柱式方案主要缺点,一是梁板结构的抗力、荷载适应性、耐久性比 孔。横梁跨度比较大,采用预制安装,并伸出支座和钢筋,便于纵梁安装 重力式码头差;二是构件多,施工工序多,施工设备种类多;三是对地质 和连接。码头平台形成后,工作条件良好,根据设备、工期等情况,采用 条件要求比较高,特别要求码头范围内的岸线比较平顺,码头前沿线处 冲孔或钻孔进行嵌岩施工,形成稳固结构,最后浇注立柱顶部接头混凝 的岩面起伏不能太大,因此,其应用范围受到限制。 土。接岸结构下部受到水位影响,采用乘低潮施工,浇注钢筋混凝土墙, 参考文献: 并布置锚固钢筋施工预留孔,码头后部回填后,陆上进行钻孔,布置锚固 [1]蒋凯辉,王立军,黄长虹.码头基桩损坏分析及修复[J]中国港 钢筋和灌浆等工作,完成接岸结构锚固施工。 湾建设,2004,(03). 立柱安装后施工期稳定性,主要由立柱重量、底板宽度、施工期外力 [2]徐维钧,顾巍,丁健.马迹山矿石中转码头cp2800mm嵌岩桩的 等控制,后轨道下的立柱稳定性良好,主要分析码头前沿立柱的稳定性。 施工工艺[J]中国港湾建设,1999,(05). 假设立柱高度20m,集中力作用于立柱顶部,考虑立柱淹没在水里,抗力 (接上页) 不会对锅炉制粉系统和燃烧系统造成损坏,而且在机组启动过程中可以 省资金210100元,如果#3、#4机组每年冷态启动5~6次,仅此一项就可 有效地起到稳定燃烧的作用,减少燃油消耗量,产生可观的经济效益。 以为我厂节约资金上百万元,有相当可观的经济效益。 因此,贫煤锅炉利用烟煤进行冷态启动和特殊工况的稳燃,是一种切实 5.结论 有效的提高锅炉经济性的方式,值得进一步推广。 综上所述,贫煤锅炉利用烟煤进行冷态启动,只要采取有效的措施, 科技博览1143 万方数据
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