[浅谈微油点火煤粉燃烧材料技术改造及应用]煤粉锅炉燃烧器
、原烧器设计情况。
浑江发电公司两台670锅炉(5炉、6炉)哈尔滨锅炉厂生产仓储式热风送粉煤粉锅炉。
5炉原设计四角切圆布置6只直流式煤粉烧器;6炉原设计四角切圆布置上两层直流式煤粉烧器下两层双通道煤粉烧器。
5、6炉各角四层烧器设计了蒸汽雾化重油火油枪(每台炉只重油火油枪)。
锅炉设计煤种浑江地区混煤。
煤质设计值灰份067%挥发份%低位发热量69kkg(395卡kg)。
从设计值可以看出浑江发电公司用煤质较劣而实际运行用煤种变化很煤质更差远远低设计值。
特别是00年四季以由煤炭市场紧缺用煤质偏离设计值甚远实际用煤质常下列围灰份5%以上挥发份%以下低位发热量3000kkg以下。
由带是锅炉烧稳定性差耗油量增加灭火事件多发。
二、烧器改造情况。
了稳定烧降低耗油量减少锅炉灭火事件浑江发电公司对5、6炉烧器进行了多次改造。
00年0月将原设计6只直流式煤粉烧器改造左右型浓淡煤粉烧器。
6炉原设计四角切圆布置上两层直流式煤粉烧器下两层双通道煤粉烧器。
00年7月将原有烧器改造成上三层左右型浓淡煤粉烧器下层直流式煤粉烧器。
改造成左右型浓淡煤粉烧器结很不理想是对煤种适应性较差烧惰性当灰份高50%挥发份低3%烧稳定性较差常要投油稳;二是热器及再热器管壁超温严重。
改变上述烧器不良特性00年起浑江发电公司陆续将5、6炉所有烧器改造双通道双浓淡多突扩式煤粉烧器(简称双通道烧器)。
双通道烧器改造对煤质适应性较强烧稳定性明显但节约油方面还不够理想特别是启、停炉及低荷运行稳耗油量还比较。
主要原因是重油火油枪冷态启炉初期火非常困难烧很不完善量重油颗粒没有着火或完全烧情况下就被冷风带走;还有部分重油附着水冷壁上冷却程沿水冷壁流淌到冷灰斗而凝固结块致使量重油被浪费。
这问题进步适应煤质要限节省油007年下半年浑江发电公司陆续将5、6炉下层只双通道煤粉烧器改造哈尔滨国能微油火设备有限公司设计制造柴油微油火煤粉烧器。
微油火煤粉烧器改造将各角四层烧器只蒸汽雾化重油火油枪改造只机械雾化柴油火油枪。
由采用了微油火技术、煤粉浓缩技术和逐级放技术这种烧器除具备微油火节油性能外煤粉烧器身还具有良稳节油性能所以煤粉烧器又称稳烧器或节油烧器。
该项技术系统简单操作方便对煤种适应性强运行稳定安全可靠。
微油火煤粉烧器系统由微油量气化油枪火系统、煤粉烧系统、控制保护系统三部分组成。
微油量气化油枪火系统由高能火器、火油枪、辅助油枪、油系统、压缩空气系统等组成。
控制保护系统由系统和就地控制箱、火检保护系统、烧器壁温监测系统、火焰电视监测系统等组成对火系统和送粉系统进行控制实现程控火与油枪灭火锁保护保证锅炉安全稳定可靠运行。
微油火煤粉烧器由高能火器、火油枪、辅助油枪、煤粉浓缩器、次烧室、二次烧室、周界二次风、压缩空气、高压风(压力冷风)等部分组成。
高能火器用火油枪火火油枪用煤粉辅助油枪用强化火烧效加快煤粉火速增加煤粉烧强。
煤粉浓缩率达63%。
次烧室作用次风粉混合物浓淡分离浓相煤粉进入次烧室与微油量气化油枪气化烧生成高温火焰混合微油量气化油枪高温火焰作用下析出挥发份并着火烧。
被煤粉火焰烧程喷入炉膛火焰长可达5米以上可直接与其相邻主烧器。
周界二次风作用冷却二次烧室外壁防止烧器烧损和结焦补充煤粉烧所氧量。
压缩空气作用油枪火初期用油雾化正常烧加速油气化并提供烧所氧量。
高压风(压力冷风)作用油枪着火初期提供氧量补充正常烧所氧量。
微油火煤粉烧器采用微油火技术、煤粉浓缩技术、逐级放技术和气膜冷却技术等先进技术。
微油火技术。
传统机械雾化烧方式是油被雾化成﹤00～50油雾液滴以增加油蒸发表面积提高蒸发速实现油雾蒸汽烧。
但是机械雾化不能从根上改变油液态质。
采用油气化烧原理气化油粒气体分子级其化学反应速率远远机械雾化产生油雾液滴。
伴随着气化反应油温也随上升根据烧学原理温每提高0℃化学反应速将增加～倍。
微油火技术就是根据这原理设计。
煤粉浓缩技术。
由炉膛结焦、煤质下降及低荷调峰稳要近几年电锅炉改造出现了各种煤粉浓缩烧器。
了强化烧效微油火稳烧器创造性地引进了煤粉浓缩技术;换言微油火稳烧器煤粉浓缩技术是借鉴以往验基础上进行改造创新结。
3逐级放技术。
能量逐级放技术前提是引火具有很高烧强和续迅速引。
煤粉高强烧火核引下迅速升温破碎并析出挥发份进步增强烧效;浓相煤粉着火进入二级乃至三级烧室与稀相煤粉混合继续强化烧达到了能量逐级放效。
气膜冷却技术。
由煤粉烧器筒体烧烧器筒体烟气温高达000℃左右烧器金属壁面工作环境比较恶劣极易造成烧器结焦、烧损。
防止烧器结焦、烧损微油火及稳烧器系统引进了航空航天领域气膜冷却技术即用稀相次风冷却次烧室壁面用送风机压力冷风作周界二次风冷却二次烧室壁面。
气膜冷却技术是烧器壁面形成层冷风气膜它具有两重要保护作用是将高温气与壁面隔开以避免高温气直接对壁面进行对流换热这是隔热作用;二是将高温气与火焰辐射热量从壁面带走部分这是冷却作用。
通这两种保护方式可以有效防止烧器结焦和热烧损。
微油量气化油枪利用压缩空气高速射流将油直接击碎雾化成超细油滴进行火烧极短完成油滴气化蒸发使微油量气化油枪直接烧气体从而提高了烧效率及火焰温。
气化油火焰刚性强、传播速快火焰呈完全透明状根部蓝色火焰及尾部白色透明火焰火焰心温可达500℃～000℃。
这种火方式火迅速稳性能从而实现了以粉代油节省火及低荷稳用油目。
微油量气化油枪通油气化烧产生高温火焰煤粉烧器次烧室形成温梯较高温火核进入次烧室浓相煤粉遇到高温火核煤粉颗粒温急剧升高而破裂粉碎挥发份迅速析出并着火烧。
着火烧浓相煤粉进入二次烧室再与稀相煤粉混合并将稀相煤粉促使煤粉分级烧烧能量逐级放达到了煤粉迅速火并强化烧效。
这种火方式可以减少煤粉烧所引能量以满足锅炉冷态启动、滑参数停止以及低荷稳要。
五、微油烧技术节油原理。
传统锅炉火油枪般都布置二次风喷口锅炉冷态启动首先油枪以提高炉膛烟气温高温烟气通对流将热量传给次风射流这种高温烟气与次风对流换热约油枪烧产生热量0%。
而微油火煤粉烧器是将油枪布置次风喷口这种油枪布置方式多只用油枪0%油量煤粉所以可节约近80%油。
分级烧方式节油。
节油烧器针对不煤质设计～3级煤粉烧室级煤粉烧室进口风量般次风管风量0%～30%煤粉浓约风管煤粉浓～3倍。
根据煤粉着火热计算公式次风量与风粉气流所着火热基成比例关系利用分级烧原理上述基础上又可节油80%～90%。
微油火节油烧器与常规煤粉烧器相比其主要优是油量气化烧着火迅速烧充分火力强着火高温火焰烧器筒体以极短直接煤粉并迅速烧然向炉喷出高温火焰。
相邻煤粉烧器煤粉喷出被高温火焰和烟气回流加热火烧而不必使用油枪火。
所以用油量较少。
综合上述两种节油方式使用微油火节油烧器可直接节油95%以上。
浑江发电公司微油火煤粉烧器设计煤种灰份8%挥发份6%低位发热量000kkg。
微油火煤粉烧器改造收到了良节油效启、停炉及低荷稳耗油量明显下降。
5、6炉原重油火系统冷态启炉每次耗(重)油50吨以上高达到87吨;滑参数停炉每次耗(重)油0吨以上。
而微油火煤粉烧器改造冷态启炉每次耗(柴)油可控制5吨以滑参数停炉每次耗(柴)油不超吨。
按济价值计算。
冷态启炉每次至少节约金。
033万元50()063万元5()705万元。
滑参数停炉每次至少节约金。
033万元0()063万元()0万元。
启停炉次可以节约金9万元以上。
如用设计煤种其节油效会更加明显。
七、结论。
通以上分析论述可以得出如下结论。
综合节油率高。
这种火方式火迅速稳性能实现了以粉代油、节省油目。
锅炉启、停和低荷稳方面可节约量油综合节油率达90%以上。
动化程高。
微油火节油烧技术配套设计控制系统通就地控制箱或L与系统络(单独组态画面)将重要参数传输到锅炉保护系统。
通系统独立操作画面结合炉火焰监视系统运行人员可集控室进行远程操作整程也可设定全动完成。
3系统安全可靠。
煤粉烧器采用多级气膜冷却技术可以有效避免烧器结焦、烧损现象运行安全可靠。