达冠-生物质燃烧机
郑州达冠节能环保设备有限公司
中国 郑州
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品牌
达冠
型号
121
郑州达冠生物质燃烧机的改进
安阳电厂5号炉配风扇磨煤机，燃用贫煤。由于风扇磨对贫煤不适应，长期以来存在着燃烧不稳、经常灭火放炮、耗用燃油多的问题．对生物质燃烧机做了改进后，不仅燃烧稳定，提高了锅炉运行的安全性，而且收到了节约燃油和厂用电，多发电的经济效果。
一、设备简况与改前情况
该炉系武汉锅炉厂制造的次高压炉，额定蒸发量230tlh，过热蒸汽压力70kg/cm2，过热蒸汽温度485℃，锅炉设计效率为90.8%。炉膛宽度和深度分别为8m和7.36m，炉膛容积为1009ms，容积热负荷为149×10 3 kcailm3.h。炉膛四角各安装一组直流生物质燃烧机，每组生物质燃烧机由4个一次风口和4个二次风口组成。4台中1600×600型风扇磨分别向炉膛四角同一层一次风口供粉。生物质燃烧机的布置见图1。
按设计，3台磨煤机运行1台备用，但实际上经常要4台同时运行。在运行中如遇堵煤，锅炉就容易灭火，有一年灭火达13次。
风扇磨的转子是容易被磨损的部件，一般每使用1000小时左右就得更换．当锅炉运行中停一台磨检修或处理缺陷时，就得投油助燃。因此，每年都要消耗犬量燃油。为节省燃油，曾采用集中换转子的办法，即每运行1000小时左右就停炉以更换各台磨煤机的转子。但这并不能节省锅炉运行时临时消除制粉系统缺陷的助燃用油。同时锅炉频繁启停，不仅增加了机组启停的用油量，而且影响了机组的年度发电量．
二、生物质燃烧机的改进方案
1．燃燃不稳的原因
经过对该炉运行情况分析和试验，认为下面两个问题都可能造成燃烧不稳：
(1)风扇磨对实际燃用的煤种不适应一般来说，风扇磨适宜于磨制烟煤、褐煤，对贫煤是不适应的。该炉燃用贫煤，采用风扇磨直吹式制粉系统。由于磨煤机通风量的要求，使锅炉的一次风率较大，设计为25%，实际约35%。此外，一次风温度低，煤粉粗，这些因素对贫煤的稳燃都是不利的。
( 2)生物质燃烧机与制粉系统不匹配 该炉原设计生物质燃烧机的一、二次风口是间隔布置。在采用钢球磨中间贮仓式制粉系统时，由于对一次风速、一次风率和煤粉细度都可以控制在合适的范围内，这样布置的生物质燃烧机可以很好地燃烧贫煤。但对于风扇磨直吹式制粉系统，由于上述原因，煤粉燃烧已很困难，再加上相邻的一次风口所喷射的气流被温度较低（相对于炉膛烟气）的二次风隔开，因而煤粉更难以稳定地燃烧。
显然，如能很好地解决其中一个问题，燃烧情况就会有明显的好转。从实际情况出发，只得从改进生物质燃烧机人手，使之与制粉系统相适应。
2．生物质燃烧机的改进方案
要使燃烧稳定，就要有一个煤粉浓度和温度都高的燃烧区域。将生物质燃烧机各一次风口集中布置，使煤粉气流先在较小的范围内燃烧，这不仅能得到符合要求的燃烧区域，而且一次风口的各股火焰可以相互依赖，加强整个火焰的刚度，增强对炉内高温烟气的卷吸能力。因此一次风口集中作为改进生物质燃烧机的原则。
设计生物质燃烧机时一般用到生物质燃烧机壁面热负荷这个指标，但它只能反映出组成生物质燃烧机的各风口集中的程度而不能表达一次风口的集中性。为此，我们假定锅炉燃料的热量全部在炉膛的一次风口区域内释放，并把该区域单位炉壁上的热强度称为一次风口壁面热负荷。显然，该热负荷在概念上是与生物质燃烧机壁面热负荷相似的，不同的是，前者与一次风口区域的高度有关，而不是象后者那样取决于生物质燃烧机的高度．
对于一宠的炉膛和燃烧器，如燃烧器总高度不变而仅改变一次风口布置的位置，那么在同一燃烧器壁面热负荷下有不同的一次风口壁面热负荷。从上式可见，如果各一次风口靠得很近(h值小)，则一次风口壁面热负荷大；反之，则一次风口壁面热负荷小。因此，一次风口壁面热负荷能反映出一次风口集中的程度。
为求得一次风口壁面热负荷的合理数值，对该炉在额定负荷下，3台磨各种组合运行时的一次风口壁面热负荷作了计算，并根据该炉实际运行时燃烧稳定情况，选择3.52×l09kcal/m 2．h作为一次风口集中的依据。根据所选取的一次风口壁面热负荷，将4个一次风口集中在i.sm高度的范围内。为减少改进工作量，改进后的燃烧器高度大致与改前相同。经过方案比较，决定采用如图2所示的改进方案。该方案与改前的比较见附表。
图2改进后的燃烧器
附表中一次风口壁面热负荷最大值和最小值是指在3台磨的各种组合运行中，一次风口区域高度为最小和最大时的热负荷。一次风最大间距是指在3台磨各种组合运行中，各一风气流之间的最大距离。从表中可见，所采用的方案在以下三方面优于原设计：1）一次风口高、宽比大，可增大～次风气流与炉膛热烟气的接触面积，增强其卷吸高温烟气的能为，从而使煤粉气流有较大的着火面积。2）一次风之间的最大距离小，有利于相互引燃和稳燃。3）一次风口壁面热负荷大，其最小值接
45近原设计的最大值，使得燃烧区域温度较高。因此，实施该方案后将使燃烧的稳定性有明显的好转，不论运行4台磨中的哪3台，锅炉的燃烧均能稳定，从而达到节省助燃用油和在锅炉运行时不投油而能轮流检修磨煤机的目的。
三、改进后的效果
该炉配40MW汽轮发电机，其用汽量约180tlh，占锅炉额定负荷的80%，因负荷低燃烧不稳，故通过减温减压器向中压机组供汽2 0t／h。因此，改前该炉的负荷经常为200t／h，低子190t／h就得投油助燃。
生物质燃烧炉经改进后，锅妒燃用的燃料基本与改前相同，运行任意3台磨，锅炉均能在180t／h及以上的负荷下断油燃煤稳定运行。年平均负荷194t/h，最低180tlh。
锅炉的年平均飞灰可燃物含量为7.96%，比改前的8.58%略有降低。锅炉的排烟温度没有明显的变化。在3台磨各种组合下，锅炉效率都比较接近。锅炉效率改前为89.8%，改后为90.4%。实践表明，燃烧器改进后收到了以下效果：
1．提高了锅炉运行的安全性
锅炉燃烧稳定，炉膛温度高，无明显的结焦现象。运行中即使有一台磨瞬时断煤，只要及时处理，也不会因燃烧恶化而出现灭火事故。此外，由于有一台磨备用，运行中如有一台磨故障，可停下来及时检修。
2．增加了机组的发电量
由于在锅炉的运行中可以轮流更换磨煤机转子，因而延长了锅炉连续运行的时间，提高了机的可用率，每年可增加900×i04kW．h发电量。
3．节省了燃油
由于锅炉启停次数的减少，每年可节约200多吨助燃油。
4．节省了厂用电
由于减少了一台磨煤机运行，降低了磨煤机的总耗电量，每吨蒸汽的磨煤电耗下降了0.46kW．h/t，每年可节电百万余度．
结束语
生物质燃烧炉做了改进后，较好地解决了燃烧贫煤的锅炉配风扇磨的问题，这是在煤魇挥发分较高，煤的可磨性较好的条件下，使用风扇磨燃烧贫煤的特例。
一次风集中布置是强化燃烧的常用措施，但如何从量的方面来评价集中性是值得探讨的。作为尝试，本文提出一次风口壁面热负荷这个指标，在一定程度上可用数量来反映一次风集中的程度。在没有经验可借鉴的情况下，根据该炉的实际燃烧情况，选用3.52×10'kcal/m 2．h作为一次风口壁面热负荷值。实际运行中锅炉没有带至额定负荷，一般为180～200t／h，相应的热负荷为2.61×l06～3.95×10 6 kcal／m2．h，这时锅炉燃烧稳定，没有明显的结焦现象，这似乎表明这样的数值是可以的。但这是在具体条件下得出来的，还有待更多的实践来验验．
生物质燃烧机，
生物质气化站，
安阳电厂5号炉配风扇磨煤机，燃用贫煤。由于风扇磨对贫煤不适应，长期以来存在着燃烧不稳、经常灭火放炮、耗用燃油多的问题．对生物质燃烧机做了改进后，不仅燃烧稳定，提高了锅炉运行的安全性，而且收到了节约燃油和厂用电，多发电的经济效果。
一、设备简况与改前情况
该炉系武汉锅炉厂制造的次高压炉，额定蒸发量230tlh，过热蒸汽压力70kg/cm2，过热蒸汽温度485℃，锅炉设计效率为90.8%。炉膛宽度和深度分别为8m和7.36m，炉膛容积为1009ms，容积热负荷为149×10 3 kcailm3.h。炉膛四角各安装一组直流生物质燃烧机，每组生物质燃烧机由4个一次风口和4个二次风口组成。4台中1600×600型风扇磨分别向炉膛四角同一层一次风口供粉。生物质燃烧机的布置见图1。
按设计，3台磨煤机运行1台备用，但实际上经常要4台同时运行。在运行中如遇堵煤，锅炉就容易灭火，有一年灭火达13次。
风扇磨的转子是容易被磨损的部件，一般每使用1000小时左右就得更换．当锅炉运行中停一台磨检修或处理缺陷时，就得投油助燃。因此，每年都要消耗犬量燃油。为节省燃油，曾采用集中换转子的办法，即每运行1000小时左右就停炉以更换各台磨煤机的转子。但这并不能节省锅炉运行时临时消除制粉系统缺陷的助燃用油。同时锅炉频繁启停，不仅增加了机组启停的用油量，而且影响了机组的年度发电量．
二、生物质燃烧机的改进方案
1．燃燃不稳的原因
经过对该炉运行情况分析和试验，认为下面两个问题都可能造成燃烧不稳：
(1)风扇磨对实际燃用的煤种不适应一般来说，风扇磨适宜于磨制烟煤、褐煤，对贫煤是不适应的。该炉燃用贫煤，采用风扇磨直吹式制粉系统。由于磨煤机通风量的要求，使锅炉的一次风率较大，设计为25%，实际约35%。此外，一次风温度低，煤粉粗，这些因素对贫煤的稳燃都是不利的。
( 2)生物质燃烧机与制粉系统不匹配 该炉原设计生物质燃烧机的一、二次风口是间隔布置。在采用钢球磨中间贮仓式制粉系统时，由于对一次风速、一次风率和煤粉细度都可以控制在合适的范围内，这样布置的生物质燃烧机可以很好地燃烧贫煤。但对于风扇磨直吹式制粉系统，由于上述原因，煤粉燃烧已很困难，再加上相邻的一次风口所喷射的气流被温度较低（相对于炉膛烟气）的二次风隔开，因而煤粉更难以稳定地燃烧。
显然，如能很好地解决其中一个问题，燃烧情况就会有明显的好转。从实际情况出发，只得从改进生物质燃烧机人手，使之与制粉系统相适应。
2．生物质燃烧机的改进方案
要使燃烧稳定，就要有一个煤粉浓度和温度都高的燃烧区域。将生物质燃烧机各一次风口集中布置，使煤粉气流先在较小的范围内燃烧，这不仅能得到符合要求的燃烧区域，而且一次风口的各股火焰可以相互依赖，加强整个火焰的刚度，增强对炉内高温烟气的卷吸能力。因此一次风口集中作为改进生物质燃烧机的原则。
设计生物质燃烧机时一般用到生物质燃烧机壁面热负荷这个指标，但它只能反映出组成生物质燃烧机的各风口集中的程度而不能表达一次风口的集中性。为此，我们假定锅炉燃料的热量全部在炉膛的一次风口区域内释放，并把该区域单位炉壁上的热强度称为一次风口壁面热负荷。显然，该热负荷在概念上是与生物质燃烧机壁面热负荷相似的，不同的是，前者与一次风口区域的高度有关，而不是象后者那样取决于生物质燃烧机的高度．
对于一宠的炉膛和燃烧器，如燃烧器总高度不变而仅改变一次风口布置的位置，那么在同一燃烧器壁面热负荷下有不同的一次风口壁面热负荷。从上式可见，如果各一次风口靠得很近(h值小)，则一次风口壁面热负荷大；反之，则一次风口壁面热负荷小。因此，一次风口壁面热负荷能反映出一次风口集中的程度。
为求得一次风口壁面热负荷的合理数值，对该炉在额定负荷下，3台磨各种组合运行时的一次风口壁面热负荷作了计算，并根据该炉实际运行时燃烧稳定情况，选择3.52×l09kcal/m 2．h作为一次风口集中的依据。根据所选取的一次风口壁面热负荷，将4个一次风口集中在i.sm高度的范围内。为减少改进工作量，改进后的燃烧器高度大致与改前相同。经过方案比较，决定采用如图2所示的改进方案。该方案与改前的比较见附表。
图2改进后的燃烧器
附表中一次风口壁面热负荷最大值和最小值是指在3台磨的各种组合运行中，一次风口区域高度为最小和最大时的热负荷。一次风最大间距是指在3台磨各种组合运行中，各一风气流之间的最大距离。从表中可见，所采用的方案在以下三方面优于原设计：1）一次风口高、宽比大，可增大～次风气流与炉膛热烟气的接触面积，增强其卷吸高温烟气的能为，从而使煤粉气流有较大的着火面积。2）一次风之间的最大距离小，有利于相互引燃和稳燃。3）一次风口壁面热负荷大，其最小值接
45近原设计的最大值，使得燃烧区域温度较高。因此，实施该方案后将使燃烧的稳定性有明显的好转，不论运行4台磨中的哪3台，锅炉的燃烧均能稳定，从而达到节省助燃用油和在锅炉运行时不投油而能轮流检修磨煤机的目的。
三、改进后的效果
该炉配40MW汽轮发电机，其用汽量约180tlh，占锅炉额定负荷的80%，因负荷低燃烧不稳，故通过减温减压器向中压机组供汽2 0t／h。因此，改前该炉的负荷经常为200t／h，低子190t／h就得投油助燃。
生物质燃烧炉经改进后，锅妒燃用的燃料基本与改前相同，运行任意3台磨，锅炉均能在180t／h及以上的负荷下断油燃煤稳定运行。年平均负荷194t/h，最低180tlh。
锅炉的年平均飞灰可燃物含量为7.96%，比改前的8.58%略有降低。锅炉的排烟温度没有明显的变化。在3台磨各种组合下，锅炉效率都比较接近。锅炉效率改前为89.8%，改后为90.4%。实践表明，燃烧器改进后收到了以下效果：
1．提高了锅炉运行的安全性
锅炉燃烧稳定，炉膛温度高，无明显的结焦现象。运行中即使有一台磨瞬时断煤，只要及时处理，也不会因燃烧恶化而出现灭火事故。此外，由于有一台磨备用，运行中如有一台磨故障，可停下来及时检修。
2．增加了机组的发电量
由于在锅炉的运行中可以轮流更换磨煤机转子，因而延长了锅炉连续运行的时间，提高了机的可用率，每年可增加900×i04kW．h发电量。
3．节省了燃油
由于锅炉启停次数的减少，每年可节约200多吨助燃油。
4．节省了厂用电
由于减少了一台磨煤机运行，降低了磨煤机的总耗电量，每吨蒸汽的磨煤电耗下降了0.46kW．h/t，每年可节电百万余度．
结束语
生物质燃烧炉做了改进后，较好地解决了燃烧贫煤的锅炉配风扇磨的问题，这是在煤魇挥发分较高，煤的可磨性较好的条件下，使用风扇磨燃烧贫煤的特例。
一次风集中布置是强化燃烧的常用措施，但如何从量的方面来评价集中性是值得探讨的。作为尝试，本文提出一次风口壁面热负荷这个指标，在一定程度上可用数量来反映一次风集中的程度。在没有经验可借鉴的情况下，根据该炉的实际燃烧情况，选用3.52×10'kcal/m 2．h作为一次风口壁面热负荷值。实际运行中锅炉没有带至额定负荷，一般为180～200t／h，相应的热负荷为2.61×l06～3.95×10 6 kcal／m2．h，这时锅炉燃烧稳定，没有明显的结焦现象，这似乎表明这样的数值是可以的。但这是在具体条件下得出来的，还有待更多的实践来验验．
生物质燃烧机，
生物质气化站，
