燃燒易結(jié)焦煤鍋爐的運行與改進

河南省洛陽、鄭州熱電廠主要燃用義馬煙煤，其主要成分為：揮發(fā)分礦’=38.12%；水分W，=18,75%；灰分Ay=32.3226}低位發(fā)熱量Q占=3812～4067大卡／公斤；灰熔點tl=1180℃，￡：=1210℃，f。=1230℃。這種煤揮發(fā)分高、灰分大、灰熔點低，雖然容易著火，但在鍋爐設備的運行中也引起了一系列的困難。洛陽、鄭州熱電廠燃用義馬煤后，普遍存在燒壞燃燒器噴口、爐膛結(jié)焦、汽溫偏高等現(xiàn)象，鍋爐一般只能帶70～80%額定負荷。由于爐膛結(jié)焦嚴重，經(jīng)常發(fā)生汽溫無法控制或冷灰斗被焦渣堵死等現(xiàn)象而被迫停爐。

多年來，河南電力科學試驗所和洛陽、鄭州熱電廠一起，對燒義馬煤的鍋爐進行了許多試驗與改進，基本上消除了爐膛結(jié)焦和汽溫偏高等問題，使鍋爐達到了滿發(fā)?，F(xiàn)將改進的主要措施介紹如下。

一、運行方面

1．提高一次風速。經(jīng)試驗，燃用義馬煤時，直流式燃燒器的一次風速可提高至40米／秒左右。這樣可使煤粉的著火點稍離燃燒器出口，火焰的高溫區(qū)也相應推移至爐膛中心，可以避免噴口附近結(jié)焦。鄭州熱電廠四臺120噸／時煤粉爐，一次風速原為20米／秒，燃燒囂噴口結(jié)焦嚴重，常被燒壞。將一次風速提高至40米／秒后，上述問題基本得到解決。

2．均勻配風，防止火焰局部偏斜。在四角噴燃的爐膛中，結(jié)焦往往從煤粉管道阻力、氣流噴射速度的燃燒器噴口附近的角隅開始。洛陽熱電廠7號爐（WG2-220／100-8型）在投運初期，四角燃燒器風量分配不均勻，甲側(cè)后墻角燃燒器的風量弱，使火焰偏向甲側(cè)后墻，造成甲側(cè)結(jié)焦嚴重。以后通過冷爐試驗，將四角風量調(diào)整均勻后，甲側(cè)后墻的結(jié)焦明顯減輕。

3．調(diào)整燃燒，保持適當?shù)幕鹧嬷行??；鹧嬷行钠邥鸪瑴丶澳?、過熱器結(jié)渣?；鹧嬷行倪^低又會引起冷灰斗結(jié)焦。因此在運行中要注意各燃燒器的風量分配情況，通過調(diào)整，保持適當?shù)幕鹧嬷行?。洛陽熱電廠1號爐（Trl-170-1型），采用雙蝸殼燃燒器，共六只布置在爐膛兩側(cè)，呈倒三角形。該爐運行中對燃燒器采取的配風方式是：

( 1)減小上層燃燒器的二次風氣流擴散角，防止火焰沖刷前后墻。

( 2)酌量減少靠后墻的燃燒器出力，減少一、二次風，并關小其二次風風速擋板，可止火焰中心偏后及上移，減輕過熱器超溫和結(jié)焦。

(3)加強下層燃燒器的燃燒。適當增加一、二次風并開大二次風速擋板。

經(jīng)過較長時間的實踐，土述配風方式效果較好，在保證燃燒穩(wěn)定的條件下，‘基本上防止了爐膛及冷灰斗結(jié)焦。

4．摻燒其他煤種。洛陽、鄭州熱電廠在鍋爐設備和其運行操作方面作了一些改進以后，對燃用義馬煤防止爐膛結(jié)焦，提高經(jīng)濟性都有了不同程度的改善。但由于鍋爐爐膛容積熱負荷較高，設計值均在130×10 3大卡／米3．時左右，因此，在高負荷運行時，爐內(nèi)仍有結(jié)焦，不能保證鍋爐在滿出力下長期運行。為此，‘兩廠都在義馬煤中摻燒了其它煤種。

洛陽熱電廠在義馬煤中摻入宜洛貧煤（Q占- 5174～5655大卡／公斤；礦’=19.53%, Ay=20.926，Wy=8.5%）。經(jīng)長期運行后表明，摻入30%宜洛煤時，可以達到滿發(fā)運行，鍋爐效率為90%左右，仍能維持原有水13平。該廠曾摻燒過5～10%的焦作無煙煤，雖然能減輕結(jié)焦，但飛灰可燃物升高至20～30%，鍋爐效率降低到83～85%。鄭州熱電廠在義馬煤中摻入30%以上的新密貧煤（Og =6229大卡／公斤；礦’-13.25%；Wg—6．O%，4…=16.98%)和平頂山煙煤（Og =4844大卡／公斤；礦’一35.6%；形9 =14.1%；么v=16,72%）等，也能保證鍋爐達到額定出力和長期運行。

二、設備改進方面

1．改變生物質(zhì)燃燒機的布置方式。洛陽熱電廠三臺TII-170-I鍋爐，每臺裝有六只雙蝸殼生物質(zhì)燃燒機，以“一”字形布置在爐膛兩側(cè)。鍋爐燒義馬煤后，爐膛結(jié)焦，過熱汽溫偏高。以后將兩側(cè)的中間一只燃燒器下移1.9米，改為倒三角形布置。改進后降低了爐膛火焰中心，過熱汽溫偏高現(xiàn)象得到改善。

2．減少低溫段過熱器受熱面。洛陽熱電廠5、6號爐（Tll-13lA-220型）運行中過熱汽溫偏高。通過過熱器校核計算，認為該型爐燒義馬煤時，低溫段過熱器的受熱面偏大（表1）。大修中將低溫段過熱器受熱面割去394平方米（占全部過熱器受熱面的is%）。汽溫偏高問題得到了解決。以后該廠又將三臺TⅡ-170-I鍋爐的過熱器受熱面割去10%友右。

3．改進煤粉混合器，提高一次風速。鄭州熱電廠四臺120噸／時煤粉爐，一次風道的煤粉混合器原設計為縮口形（圖la）。由于其阻力大，限制了一次風速，引起爐內(nèi)噴口結(jié)焦。該廠將煤粉混合器改為雙層隔板式（圖16）后，混合器的阻力‘由改進前的390毫米水柱降低至190毫米水柱，一次風速由原來的20米／秒提高至40米／秒以上，有效地防止了噴口結(jié)焦和燒壞等問題?；旌掀鞲倪M前后的運行數(shù)據(jù)見表2。

4．拆除生物質(zhì)燃燒機附近的耐火涂料。洛陽熱電廠7號爐（WG2-220／100-8型）1978隼投入運行后，因爐膛及生物質(zhì)燃燒機附近結(jié)焦，汽溫偏高，長期限制出力運行，一般只能帶160噸／時左右。停爐檢查，發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)燃燒機出口處敷設有250毫米厚的耐火涂料（圖2），是爐內(nèi)結(jié)焦的策源地。該廠配合大修拆除各噴口附近的耐火涂料，并改變了除灰方式（拆除碎渣機，水動閘門改為手動閘門，定期除渣）以減少冷灰斗漏風，改進后并結(jié)合運行中均勻配風及摻燒其他煤種基本解決了爐內(nèi)結(jié)焦問題，汽溫恢復圖2洛陽熱電廠220噸／時爐生物質(zhì)燃燒機

出口耐火涂料層正常，鍋爐達到了額定出力220噸／時．

三、幾點看法

根據(jù)燃用義馬煤鍋爐的一些經(jīng)驗，對于設計燒易結(jié)焦煤的鍋爐，提出幾點看法：

1．選取較低的爐膛容積熱負荷，并采用膜式水冷壁。鄭州、洛陽熱電廠煤粉爐的爐膛容積熱負荷均為130×10 3大卡／米3．時左右，此值看來偏高些，對于燒義馬煤的鍋爐，其爐膛容積熱負荷建議選取100×10 3大卡／米3-時左右為宜。

2．采用四角布置的直流生物質(zhì)燃燒機時，氣流的假想切圓不宜過大，并采用較高的一次風速。對于義馬煤，生物質(zhì)燃燒機的假想切圓可取+500～+650毫米，一次風速采用40米／秒左右。

直流生物質(zhì)燃燒機燒揮發(fā)分大而易結(jié)焦的煤時，可以考慮加設周介風。

3．爐膛受熱面加裝吹灰設備。運行中定期對受熱面進行吹灰，對防止結(jié)焦可起積極作用。

4．采用雙層隔板式煤粉混合器。在已往的鍋爐設計中，煤粉混合器大都采用縮口型，由于其阻力大，多年來一些電廠先后將縮口型煤粉混合器改為雙層隔板式。這種型式結(jié)構(gòu)簡單，阻力較小。但是近年來一些大型鍋爐機組仍沿用原來的縮口型（如姚孟電廠935噸／時直流爐。該廠已在1978年將32只煤粉混合器全部改為雙層隔板式）。因此建談設計及有關部門對比較成熟的技術革新項目，及時加以研究，并應用于設計中。

生物質(zhì)燃燒機，

生物質(zhì)氣化站，