| 水平濃淡風(fēng)生物質(zhì)燃燒機(jī)低負(fù)荷穩(wěn)燃性能的試驗(yàn)研究 |
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水平濃淡風(fēng)生物質(zhì)燃燒機(jī)低負(fù)荷穩(wěn)燃性能的試驗(yàn)研究 摘 要：通過水平濃淡風(fēng)生物質(zhì)燃燒機(jī)氣固混合特性的試驗(yàn)研究及在320Mw雙爐膛鍋爐上的應(yīng)用表明：該燃燒器具有較強(qiáng)的低負(fù)荷穩(wěn)燃能力，同時(shí)具有燃燒效率高，防結(jié)渣及防水冷壁高溫腐蝕性能。在減少電廠低負(fù)荷穩(wěn)燃用油方面經(jīng)濟(jì)效益顯著。 0前言 我國燃煤電站鍋爐經(jīng)常存在煤質(zhì)多變．煤質(zhì)較差情況因此，為滿足調(diào)峰及經(jīng)常性低負(fù)荷運(yùn)行的需要，減少低負(fù)荷穩(wěn)燃用油及防止鍋爐燃燒不穩(wěn)、滅火等事故的發(fā)生，電廠對(duì)生物質(zhì)燃燒機(jī)低負(fù)荷穩(wěn)燃性能提出了很高的要求為此。哈爾濱工業(yè)大學(xué)相繼開發(fā)了水平濃淡風(fēng)生物質(zhì)燃燒機(jī)、徑向旋流濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī)等多種功能各異的新型煤粉燃燒器專利產(chǎn)品，在生物質(zhì)燃燒機(jī)改造中得到了廣泛的應(yīng)用。 1水平濃淡風(fēng)生物質(zhì)燃燒機(jī)的工作膘 水平濃淡風(fēng)生物質(zhì)燃燒機(jī)是利用濃縮器將含有煤粉顆粒的一次風(fēng)在水平方向上分成濃淡兩股煤粉氣流，并且在背火側(cè)布置側(cè)二次風(fēng)的一種新型生物質(zhì)燃燒機(jī)o采用PDA( Particaldynamic analy zer)測量系統(tǒng)，對(duì)水平濃淡煤粉燃燒器噴嘴出口處中心截面上的氣固混合特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究¨！試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示f圖中顆粒數(shù)密度為單位立方厘米內(nèi)顆粒個(gè)數(shù)）< 104／CC}可見，向火側(cè)煤粉濃度遠(yuǎn)高于背火側(cè)煤粉濃度，因此有利于煤粉氣流的及時(shí)著火和穩(wěn)定燃燒由于背火側(cè)煤粉濃度較低。同時(shí)側(cè)二次風(fēng)氣流在隨爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流流動(dòng)時(shí)。處于爐內(nèi)火焰的，在靠近爐墻的區(qū)域形成氧化性氣氛和較低的溫度環(huán)境，有利于防止水冷壁結(jié)渣和防止水冷壁高溫腐蝕另外，側(cè)二次風(fēng)在支撐一次風(fēng)煤粉射流的同時(shí)并在其著火后及時(shí)供風(fēng)，即燃燒器具有分級(jí)燃燒特性，有利于降低NOx的排放量側(cè)二次的應(yīng)用還有減小燃燒器高寬比增加射流剛性，防止氣流火焰貼壁或沖墻的作用。緩解了穩(wěn)燃和防焦的牙盾。 2水平濃淡風(fēng)生物質(zhì)燃燒機(jī)應(yīng)用實(shí)例 諫壁電廠7號(hào)、8號(hào)爐為上海鍋爐廠生產(chǎn)的lOOOt／h單爐體雙爐膛直流鍋爐，固態(tài)排渣，乏氣送粉，于1980年投運(yùn)鍋爐設(shè)計(jì)煤種為507c平山陸邊河原煤和SCVo田莊洗中煤的混合煙煤投 運(yùn)后存在低負(fù)荷穩(wěn)燃能力差(70J/0 ECR負(fù)荷時(shí)就需投助燃油汲水冷壁高溫腐蝕現(xiàn)象為此，電廠于1998及1999年分別將2爐改為控制循環(huán)汽包爐，連續(xù)鍋爐負(fù)荷BM CR為1025t／h( 320MW)為提高低負(fù)荷穩(wěn)燃能力，采用濃淡煤粉燃燒技術(shù)，為解決水冷壁高溫腐蝕，采用側(cè)邊風(fēng)技術(shù)，因此電廠決定采用由哈爾濱工業(yè)大學(xué)開發(fā)的水平濃淡風(fēng)生物質(zhì)燃燒機(jī) 2.1爐內(nèi)空氣動(dòng)力場特點(diǎn) 爐膛結(jié)構(gòu)和原燃燒器噴口布置方式如圖2所示一次風(fēng)噴口高為530mm，寬為300mm一寬為70mm的垂直鈍體），二次風(fēng)噴口高為400mm。寬為560mm，假想切圓直徑為osoomna一二次風(fēng)率分別為r，=37．鈮、r=58．醌。相應(yīng)的—弋二次風(fēng)速分別為Wi=28m/s W2= 45m／s 由圖2可見：燃燒器呈矩形布置，長寬比為1：1. 513，若同層平面的8只燃燒器出口射流速度一樣。則由于各股射流在相互撞擊前行程不同，使得2 4 5 7角燃燒器射流分別對(duì)1 3 6 8角燃燒器射流的沖擊作用較為強(qiáng)烈。由爐內(nèi)冷態(tài)空氣動(dòng)力場試驗(yàn)可知p1：爐內(nèi)空氣動(dòng)力場呈倒“八”字形的2個(gè)旋向相反的斜長橢圓。如圖3所示由于4 5角燃燒器間的距離較大，這樣4 5角燃燒器間成為無低溫?zé)煔獗Ｗo(hù)的空間，運(yùn)行時(shí)，1 8角燃燒器的射流在2 7角燃燒器射流沖擊下。大部分氣流直接沖向4 5角燃燒器之間的區(qū)域。此時(shí)壁面附近溫度較高同樣，由于2 7角燃燒器中心線與兩側(cè)墻的距離較大，使得3 6角燃燒器射流在4 5角燃燒器射流的沖擊作用下，部分氣流沖向2 7角燃燒器與側(cè)墻的空隙處o這樣，導(dǎo)致2 4 5 7角區(qū)域溫度較高（稱熱角1，而1368角溫度較低（稱冷角、男外，由于一次風(fēng)噴口高而窄，抗偏轉(zhuǎn)的剛性較弱，在爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流橫向推動(dòng)下，很容易偏向壁面。而二次風(fēng)噴口扁而寬，抗偏轉(zhuǎn)的剛性相對(duì)較強(qiáng)，存在一、二次風(fēng)分離現(xiàn)象，因此較多的一次風(fēng)偏向2 4 5 7角燃燒器附近壁面。而流向該區(qū)域的二次風(fēng)則相對(duì)較少。造成該區(qū)域氧氣供應(yīng)不足，出現(xiàn)還原性氣氛 由于上述原因，導(dǎo)致煤粉氣流不能及時(shí)著火、燃盡，鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃能力羞飛灰含碳量氙水冷壁出現(xiàn)高溫腐蝕現(xiàn)象 2. 2水平濃淡風(fēng)生物質(zhì)燃燒機(jī)設(shè)計(jì)方案 煤粉濃縮后。著火點(diǎn)提前，為防止熱角著火過早，燒壞噴口，設(shè)計(jì)燃燒器時(shí)，對(duì)冷角、熱角采用了同濃縮比f濃一次風(fēng)煤粉濃度與淡一次風(fēng)煤粉濃度之比沮濃縮比可諷8號(hào)爐燃燒器設(shè)計(jì)參數(shù)如下（其中濃縮比及相應(yīng)的濃縮器阻力由冷模試驗(yàn)得到‘411： 熱角：3個(gè)葉片，后二級(jí)可調(diào)，濃縮比為3，濃縮器阻力為150 Pa。如圖4所示o 冷角：4個(gè)葉片，最后一級(jí)可調(diào)，濃縮比為4，濃縮器阻力為250Pa，如圖5所示。 經(jīng)改造后。一次風(fēng)噴口的面積增大至0．151m2（高為480mm。寬為364mm，中間有一寬為50mm的垂直鈍體）。側(cè)二次風(fēng)面積為Q 043ff12簡為480mm，寬為90mml設(shè)計(jì)中為降低NOx的排放量，在原上二次風(fēng)(E層1噴口上方增加了2層OFA噴口。 3.1低負(fù)荷穩(wěn)燃性能試驗(yàn) 在4種負(fù)荷下(180MW 160MW 140MW及120M W)低負(fù)荷穩(wěn)燃試驗(yàn)，每種負(fù)荷下穩(wěn)定持續(xù)時(shí)間為4h通過看火孔，采用高溫紅外輻射儀測量爐膛溫度，在不同的角上共測量了3層不同標(biāo)高處的爐膛溫度f 3層的標(biāo)高與甲、乙、丙3層一次風(fēng)噴口標(biāo)高基本對(duì)應(yīng)），測點(diǎn)布置如圖3所示。爐內(nèi)溫度的測量結(jié)果如圖鏟圖8（為節(jié)省篇幅，共給出了3種員荷下的溫度測量結(jié)果、 通過低負(fù)荷穩(wěn)燃性能試驗(yàn)得到：隨著負(fù)荷的降低，爐內(nèi)溫度有所下降。燃燒器冷角溫度下降較明顯，而爐膛火焰中心溫度下降較緩慢。燃燒穩(wěn)定不投油穩(wěn)燃負(fù)荷達(dá)38% ECR;在整個(gè)低負(fù)荷試驗(yàn)過程中。主蒸汽參數(shù)能達(dá)到設(shè)計(jì)值540。C，再熱蒸汽參數(shù)能達(dá)到5200C；飛灰含碳量m：1.07/0，大渣含碳量@=4.21%，鍋爐效率丕93.%。 在試驗(yàn)中，熱角濃縮器級(jí)可調(diào)葉片開度為l007/o時(shí)。已能滿足電廠對(duì)負(fù)荷的需要，因此未進(jìn)行熱角濃縮器級(jí)可調(diào)葉片開度為 3.2連續(xù)負(fù)荷下燃燒器性能試驗(yàn) 在BM CR負(fù)荷下f 1025t/h，320MW)進(jìn)行了燃燒器性能試驗(yàn)，主要性能試驗(yàn)結(jié)果摘錄如下： (1)飛灰含碳量Crh1.0%，大渣含碳量Q==5. 65Vo，較改前降低約3. 4470，鍋爐效率丕92．揚(yáng)。高于設(shè)計(jì)保證值91. 27/0。鍋爐效率較改前提高了約1. C%。 (2)通過調(diào)節(jié)側(cè)二次風(fēng)門開度，明顯改善了熱角燃燒器區(qū)域還原性氣氛情況，壁面過剩氧量均可實(shí)現(xiàn)大于殤，可有效地防止水冷壁高溫腐蝕及防止水冷壁結(jié)渣。 4結(jié)論 水平濃淡風(fēng)生物質(zhì)燃燒機(jī)具有很強(qiáng)的低負(fù)荷穩(wěn)燃能力，同時(shí)具有燃燒效率高，較好的防結(jié)渣及防高溫腐蝕性能 |
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