国华太仓电厂锅炉分离燃尽风系统作用 - 张春林 - 图文

技术交流

　　国华太仓电厂锅炉

分离燃尽风系统作用

张春林1,薛　宁2

1.国华太仓发电厂,江苏太仓　215433

2.西安热工研究院有限公司,陕西西安　710032

[摘

要]　对太仓电厂锅炉分离燃尽风(SOFA)系统的脱硝效果、水平调整对上炉膛烟气残余旋转的纠正效果、分离燃尽风对炉膛壁面气氛、炉膛温度和锅炉效率的影响进行了试验和计算。结果表明,SOFA对降低NOx排放、部分纠正炉膛上部水平烟道烟气平衡有一定效果,但风门开度不当易引起炉膛壁面较大范围缺氧、局部高温,从而导致结渣和

高温腐蚀等问题。SOFA量过大会使飞灰含碳量和固体未燃尽损失增加,锅炉效率降低,因此应慎重调整SOFA。

[关键词]　超临界机组;锅炉;分离燃尽风;氮氧化物;壁面气氛;锅炉效率[中图分类号]　TK227.1[文献标识码]　B[文章编号]　100223364(2008)0420037203

　　国华太仓电厂7号、8号600MW机组SG1913/锅炉投运一年以来,运行状况一直良好。本文对25.402M950型螺旋管圈直流锅炉采用单炉膛П型布SOFA系统的作用进行简单介绍。

置、一次中间再热、四角切圆(从上向下:顺时针)燃烧。锅炉设计煤种为神府东胜煤,校核煤种为晋北煤。采用中速磨煤机、冷一次风机、正压直吹式制粉系统,61　分级燃烧的脱硝作用

台HP1003型中速磨煤机分别对应6层煤粉喷嘴,燃烧采用低NOSOFA挡板开度分别在10%、30%、60%和80%下,

x同轴燃烧系统(LNCFS)及分级燃烧技术,主风箱位于主燃烧器区两侧墙外侧,SOFA风箱位脱硝系统前后NOx排放值测试结果比较如图1所示。于主风箱上部7.6m处。燃烧器采用带有燃料风(周由图1可见,SOFA对降低NOx排放效果比较显著。

界风)的EI型燃烧器。在每相邻两层煤粉喷嘴之间布置有1层辅助风喷嘴,包括上下2只偏置的CFS喷嘴,1只直吹风喷嘴。在主风箱上部设有2层紧凑燃尽风(CCOFA)喷嘴,在主风箱下部设有1层火下风(UFA)喷嘴和SOFA,包括5层可水平摆动(±15°)的SOFA燃烧器。SOFA设计目的在于降低NOx排放并抵消炉膛上部烟气流的残余旋转。

图1　SOFA脱硝效果

收稿日期:　2007205217

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2　对壁面气氛的影响

在锅炉四面标高29.5m、33.5m、37.5m和43m水冷壁处,在锅炉四面墙等间距共开测孔36处,用于抽取壁面烟气,测试壁面烟气成分。一般认为,若炉壁附近烟气含氧量低于2%,则已处于还原性气氛之下。根据SOFA挡板不同开度下氧量测量结果,并假设各测试点代表相同大小的壁面面积,则壁面缺氧面积百分率比较如图2所示。

保护,炉壁缺氧并未显恶化,但此时屏区平均烟温升高,说明火焰中心提高,过、再热汽温升高,减温水量增加,炉内煤粉燃尽变差,飞灰含碳量增加。因此,SOFA挡板开度应与其它风门配合以达最佳运行状态。测试结果说明,主燃烧器区和SOFA燃烧器之间是主要缺氧区域,且该区域燃烧温度较高,因此结渣和高温腐蚀的危险较大,说明该锅炉不宜烧高硫煤。

3　水平可调效果

采用测试烟温和数值模拟计算的方法验证SOFA对炉膛上部烟气残余旋转的纠正效果。烟温为在高温再热器后观察孔光学高温计测试值,试验未测SOFA反切工况。计算按SOFA正切15°、直吹和反切15°3工况进行。计算与测试结果如图5和图6所示。

图2　SOFA对壁面气氛的影响用光学高温计从锅炉看火孔和屏区观察孔测量火焰平均温度,结果如图3和图4所示。

图5　SOFA水平摆角对烟气流量影响

图3　炉膛火焰温度随炉膛高度变化

图6　SOFA水平摆角对烟温影响

图4　屏区烟温对比

计算表明,SOFA水平喷入方向对水平烟道烟气流量影响较大,对烟温影响较小,SOFA反切确实对烟气残余旋转起到了纠正作用。测试烟温在正切条件下左右侧相差100℃以上,直吹条件下相差较小,现场观察也是左侧烟温高,这说明将SOFA置于反切位置,部分或全部抵消烟气残余旋转是必要的。但是,大量反切风有将未燃尽燃料推向炉墙的倾向,因此不应将全部SOFA反切,且开度不宜过大,应保留最下层风正切,以增加贴壁氧量。

测试结果表明,SOFA挡板开度为30%～60%时,壁面缺氧面积较大;SOFA挡板关小,壁面氧量分布更均匀一些,而且下层SOFA燃烧器区不再缺氧,但此时下部氧量(风量)充足,燃烧温度相对略高。SOFA挡板开到80%时,由于下部有偏置风的38

　　SOFA挡板开大,主燃烧器区严重缺氧,火焰中心4　对燃烧及锅炉效率的影响

抬高,不仅使屏区烟温升高,而且锅炉飞灰含碳量和固体未燃尽损失增加,锅炉效率降低。从效率曲线来看,不同SOFA挡板开度下锅炉飞灰含碳量和固体适合的SOFA挡板开度为20%～30%。

未燃尽损失及锅炉效率测试结果比较见图7和图8。

5　结　论

(1)国华太仓电厂锅炉SOFA系统能显著降低NOx排放,但主燃烧器区和SOFA燃烧器之间壁面为

主要缺氧区域,其挡板开度不当易造成该区域燃烧温度升高,结渣和腐蚀的危险增加,因此本锅炉不宜燃用高硫煤。

图7　SOFA对固体未燃尽损失的影响

(2)SOFA挡板开度过大后,炉膛下部燃烧变差,火焰中心抬高,屏区烟温升高,屏区结渣趋势增加。同时,飞灰含碳量和固体未燃尽损失增加,锅炉效率降低,最佳SOFA挡板开度在20%～30%之间。从计算结果来看,SOFA对纠正上炉膛烟气残余旋转有一定效果,但要在锅炉长期运行中去验证。

图8　SOFA对锅炉效率的影响

THEEFFECTSOFSEPARATINGOVER2FIREDAIRSYSTEM

FORBOILERSEQUIPEDINGUOHUA

TAICANGPOWERPLANT

ZHANGChun2lin1,XUENing2

1.GuohuaTaicangPowerPlant,Taicang215433,JiangsuProvince,PRC

2.Xi’anThermalPowerResearchInstituteCoLtd,Xi’an710032,ShaanxiProvince,PRC

Abstracts:Thedenitrificationfunctionofseparatingover2firedair(SOFA)systeminboilerofTaicangPowerPlant,therectifyingeffectofhonrizontaladjustmentupontheresidualwhirlingoffluegasintheupperfurnace,andtheinfluenceofSOFAupontheat2mosphereatwallsurfaceinthefurnace,aswellasuponfurnacetemperatureandboilerefficiency,havebeentestedandcalculated.ResultsshowthattheSOFAhascertaineffectupondecreasingtheNoxemission,andrectifyingpartiallythefluegasbalanceinupperflueductofthefurnace,butintheeventofunsuitableopeningdegreefortheairdamper,itiseasilytoresultinshortageofoxygenandlocalhightemperatureonwallsurfaceinthefurnace,therebyleadingtoproblemsofslaggingandhigh2temperaturecorrosion.IncaseofoverlargeSOFA,thecarboncontentinflyashandsoliduncombustiblelossmaybeincreased,andtheboilerefficiencymaybedecreased,therefore,theSOFAshouldbecarefullyadjusted.

Keywords:supercriticalunit;boiler;SOFA;nitrogenoxide;atmosphereatwallsurface;boilerefficiency.

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