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1、1004t/h 锅炉卫燃带部分拆除分析Refractory Belt Partly Dismantled Analysis to a 1004t/h Boiler摘 要 ：某电 厂1004t/h 锅炉按照燃用低挥发分贫煤设计，由于煤炭市场变化，锅炉实际燃用煤种变化很大，从劣质煤到高挥发份优质烟煤， 导致锅炉运行中存在炉膛结焦严重、减温水偏大、排烟温度偏高等问题。 为此对锅炉燃烧系统进行适当的改造，拆除部分燃 烧器上部卫燃带，以减少结焦，提高锅炉效率， 满足锅炉对现有煤种的燃 烧要求。关键词 ：锅炉 卫燃带 拆除 分析某电厂#32 锅炉系法国斯坦因工业公司制造的亚临界参数、强制循环、中间一次再热
2、、四角切向燃烧、固态排渣、 型布置煤粉炉，配 330MW 汽轮发电机，于 1991 年 11 月 30 日投产，额定蒸发量为1004/,主汽压力 18.4Mpa、温度 543。设计煤粉燃烧器为直流燃烧器，热风送粉；天然气燃烧器作为点火及稳燃作用。四角燃烧器分别由五层煤粉燃烧器(自下而上分别为 FEA、FEB、FEC、FED、FEE)和间隔布置的三层天然气燃烧器(自下而上分别为 FDA、FDC、FDD)组成。制粉系统为两套中间贮仓式钢球磨煤机开式循环系统，乏气经布袋除尘器后排放大气。一、 锅炉的设计特性1、设计煤种锅炉设计燃用 60渭北煤40%广旺煤（重量比）的混煤。表 1 锅炉设计煤质化学分析
3、及灰的熔融性特性数 据项 目 单 位设计煤质 渭北煤 广旺煤收到基碳 Car % 51.9 60.4 39.4收到基硫 Sar % 1.8 2.6 0.5收到基水分 Wt % 7 6.5 7.8收到基灰分 Aar % 32.4 23.8 44.9收到基挥发份 % 13.4 14.7 11.6HGI 可磨性系数 - 80 80 80低位发热量 Qnet，ar kJ/kg 19573.3 22872.5 14628.7变形温度 DT 1260 1320 1160软化温度 ST 1544 1540 1475熔化温度 FT 1560 1544 14802、燃烧系统锅炉炉膛断面尺寸为 12.74212.
4、627，采用直流燃烧器、四角切园（双切圆1610mm/1770mm）燃烧方式，炉膛容积 6000 ，炉膛燃烧热强度 494.04103kJ 3（B-MCR） 。锅炉采用两侧大风箱方式均等配二次风，燃烧器还配有的周界风、上下二次风量均不可调，运行中仅控制总风量且烟气氧量修正总风量。锅炉一次风则采用恒压（38mbar）运行，从一次风箱引出热风通过三通分成两路，与同层对角两只煤粉燃烧器连接。给煤机配双联给粉机十台，同时向同层对角的两只燃烧器给粉，实现了同层对角的两只燃烧器同时投停。紧挨着四角燃烧器喷口周围布置有卫燃带，喷口两侧各延伸 1 米左右，面积每角 21，共 84。二、 设计方关于强化燃烧的设
5、计思路由于设计煤种挥发份很低，因此法方在安装设计上基于以下方面考虑来强化炉内燃烧状况：1. 制粉系统采用开式循环，乏气（三次风）不进炉膛，减少对炉内燃烧的干扰。2. 在燃烧区周围水冷壁管上布置卫燃带，以提高燃烧区域温度，为煤粉的及时稳定燃烧创造有利条件。3. 增大理想切圆直径，切圆直径和炉膛宽度之比为 0.013，可使邻角火焰的高温烟气更易于达到下角射流的根部，使燃烧后期混合加强，有利于煤粉气流的着火及燃尽。4. 减少炉膛容积尺寸，增大炉膛容积热负荷和断面热负荷。5. 采用热风送粉，提高进入炉膛的风粉温度，以改善煤粉着火性能。三、 电厂关于#32 锅炉燃烧器系统改造历程1. 自 2005 年后
6、，燃煤煤质的急剧变差，曾经 1 个月锅炉熄火多达 10 多次，为此于 2007 年将#32 炉 FEA、FEB、FEC 层煤粉燃烧器改造为东方锅炉厂生产的直流摆动式百叶窗水平浓淡煤粉燃烧器，以加强低负荷稳燃能力，减少低负荷时的助燃天然气用量，提高锅炉的低负荷经济性能。 2. 2011 年 7 月对#32 炉炉膛最上层 FEE 层煤粉燃烧器顶二次风喷口上缘及以上卫燃带全部拆除，并拆除对应部位卫燃带销钉，拆除面积约 12，每角约 3，约占原来总面积的 14%。四、 电厂近来的燃料情况及存在的问题近年来电厂实际燃用煤种以神华煤和华亭煤为主，以广旺煤和川南煤为辅的混煤，煤质特性见表2（2011 年煤样
7、分析）。表 2 实际煤种特性（2011 年 7 、8 月具有代表性的入炉煤质）项目 单位 综合煤粉样收到基碳 Car % 38.89收到基水分 Wt % 13.96收到基灰分 Aar % 25.73收到基挥发份 % 21.43飞灰含碳量 % 1.98低位发热量 Qnet，ar kJ/kg 17231变形温度 DT 1280软化温度 ST 1380熔化温度 FT 14002005、2006 年是电厂煤质情况最差一年，锅炉熄火频繁，2330MW 机组全年稳燃用气量达到3000 万立方米，因此于 2007 年将部分燃烧器改造为适合烧劣质煤的浓淡燃烧器，改造后对于劣质煤确实有很好的稳燃效果，锅炉熄火次
8、数大大减少。2008 年初南方发生大面积的冰冻灾害，随着神华煤等优质煤进入，锅炉燃烧有出现了新的问题，主要有：1、由于锅炉涉及考虑的煤种属于贫煤，并布置有卫燃带，炉膛热负荷高，炉内温度高，燃烧区火嘴口结焦情况非常严重，影响锅炉燃烧安全。2、过热器、再热器减温水量严重偏大，排烟温度高，锅炉热效率低。五、 卫燃带部分拆除时考虑的原则1、由于采取的是炉水泵强制循环，不能改变水冷壁汽水循环。2、拆除燃烧器上部卫燃带，能够降低燃烧器上部位置炉温，对于中下部炉温有提高作用，根据以前锅炉熄火经验分析，很多时候都是下部火焰先丢失继而引起熄火，因此不能影响燃烧的稳定性。3、锅炉实际运行中经常最上部FEE层给粉机
9、处于停运状态，该处的卫燃带提高该处温度，对稳燃作用不大，更多的是增加结焦机会，灰渣在此生根后向上方及两侧搭桥蔓延，因此拆除该处卫燃带利于减少结焦。4、拆除部分卫燃带，可以增强水冷壁吸热，降低炉膛出口烟温，减少过热器、再热器减温水量，降低排烟温度。六、 卫燃带部分拆除前后测量炉膛温度比较及运行参数分析表 3： 锅炉主要运行参数比较状 态 拆除前 拆除后 比较测量日期 201106.14 2011.07.29主汽流量 t/h 655 655过热减温水量 t/h 165 81 下降 51%再热减温水量 t/h 57 23 下降 60%在线低位热值 Kcal/kg 4353 4208总风量 万 Nm/
10、h 79 75A 侧排烟温度 C 150 137 下降 8.7%B 侧排烟温度 C 145 133 下降 8.3%表 4：卫燃带部分拆除前后炉膛温度测量比较#1 角 #2 角 #3 角 #4 角位置 状态前墙 B 侧墙 B 侧墙 后墙 后墙 A 侧墙 A 侧墙 前墙拆除前 1454 结焦 结焦 结焦 结焦 结焦 1411 结焦燃烧器上部 27.9m 拆除后 1240 1251 1355 1377 1242 1250 1303 1292拆除前 1466 1290 1458 1481 1414 1420 1497 1477D/E 层间22.85m 拆除后 1370 1370 1369 1454 1
11、321 1390 1431 1388拆除前 1177 1200 1300 1421 1180 1300 1257 1317C/D 层间20.5m 拆除后 1336 1383 1388 1429 1383 1338 1355 1348拆除前 1388 1395 结焦 1422 1289 1323 1340 1366A/B 层间16.25m 拆除后 1271 1250 1324 1384 1410 1334 1384 12091. 卫燃带部分拆除前 6 月 14 日，由于煤质很好，挥发份高，炉膛结焦严重，炉内温度高，减温水量很大；特别是位于燃烧器最上层的 27.9 米处看火孔几乎全被焦块堵塞，因此
12、当天使用的空气量大于后者。 2. 从两次运行参数比较，卫燃带部分拆除后，过热、再热器减温水量大幅下降，排烟温度也有所下降，锅炉热效率有所增加，提高了机组的经济性。3. 从两次测得炉膛温度分析比较，燃烧器最上层及 D/E 层间，平均炉温分别下降 144、51C；C/D 层间升高 101C，A/B 层间下降 40C。此次拆除上部卫燃带，取得了降低上层燃烧器区域温度的效果，中部燃烧器区域温度有所提高，下部温度略有下降。七、 锅炉实际运行情况卫燃带拆除后，运行一周左右时间机组长期带 70%负荷，燃烧情况很好，炉内结焦较少，特别是上部燃烧器周围无焦块堆积，炉内燃烧充分。随着后来燃用混有川南煤(后化验川南
13、煤灰熔点软化温度 ST 仅 1190C，属于强结渣性煤)，机组长时间高负荷运行后，炉内燃尽区及其燃烧器上部区域依然有部分结渣。机组停运后进入炉内检查燃烧区域结焦明显减少，燃烧器上部只有#1 角结有大焦，其余比较干净，总体情况看来燃烧器上部结焦情况得到明显改善。八、 结束语1、此次锅炉卫燃带部分拆除工作电厂非常谨慎，担心今后煤质情况的再度变差对锅炉燃烧安全的影响，因而仅仅拆除燃烧器最上层部分卫燃带。2、对于炉内结焦问题电厂着力从混煤掺烧中考虑，科学合理配煤，保证混煤后灰熔点软化温度 ST 高于 1350C，减低煤的结渣性。3、法方设计炉膛切圆直径和炉膛宽度之比为 0.013，大于 0.01 的通用炉膛设计标准，电厂也在对减小燃烧切圆直径问题进行论证，防止燃烧贴墙引起结焦。
