等離子無油點火技術(shù)在循環(huán)流化床鍋爐的運用(編輯修改稿)
2025-07-04 04:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 達到一個很穩(wěn)定的最低熱負荷，這樣就可以在主蒸汽參數(shù)達到溫度260~340℃、~、主蒸汽流量4~25t/h時開始3MW~300MW的各容量汽輪發(fā)電機組的汽輪機沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)，等到機組穩(wěn)定轉(zhuǎn)速并接帶基礎(chǔ)負荷時，我們可以按照需求逐步增加帶負荷能力，一旦各方面條件成熟，即可逐漸升至啟動容量CFB煤粉燃燒器的最高負荷，并限制床溫在合適的范圍，隨時具備正常投煤操作的條件，比以往對煤油混燒的擔(dān)心就徹底消除了，極大提高了平緩的啟動過程的掌控能力。 煤粉點火燃燒器能節(jié)約大量的燃油 由于替代了燃油消耗，使得流化床鍋爐也能夠?qū)崿F(xiàn)無油或少油點火啟動，這樣就大量地減少了啟動燃料成本的消耗，帶來可觀的經(jīng)濟價值。為此，可以很便利地獲得啟動收益，構(gòu)成煤粉點火的價值核心。對一臺135MW的床上點火CFB鍋爐、27噸左右的啟動耗油來說，其燃油燃料成本約為165000元人民幣；而改用優(yōu)質(zhì)煙煤進行點火的話，約消耗50噸左右的煤粉，折合大約42000元人民幣，兩者相對比產(chǎn)生每次約123000元人民幣的收益。針對其他的床下點火的一臺135MW的床下點火CFB鍋爐、15噸左右的啟動耗油來說，其燃油燃料成本約為100000元人民幣；而改用優(yōu)質(zhì)煙煤進行點火的話，約消耗30噸左右的煤粉，折合大約24000元人民幣，兩者相對比產(chǎn)生每次約75000元人民幣的收益。 對于摻入煤泥等劣質(zhì)煤的流化床的穩(wěn)燃貢獻隨著煤價的上漲，電廠逐步意識到劣質(zhì)煤摻燒的重要性。但這些泥煤等劣質(zhì)煤的混入，使點火投煤的床溫要求提高，甚至于后期低負荷下還要進行助燃操作。而煤粉啟動燃燒器所提供的煤粉火焰，具有優(yōu)于燃油火焰的穩(wěn)定性和擴散能力，覆蓋的物料范圍較為廣泛，易于產(chǎn)生流暢的加熱環(huán)境。這樣對于劣質(zhì)煤穩(wěn)燃具有不可比擬的穩(wěn)燃和啟動優(yōu)勢，關(guān)鍵時刻可以充當(dāng)主燃燒力的一部分，填充劣質(zhì)煤失穩(wěn)的缺憾部分。 解決了大型流化床鍋爐不易進行壓火操作的不足 相對于中小鍋爐來講，大型循環(huán)流化床鍋爐蓄熱能力相對不足，不宜進行壓火操作和過于迅速的熱恢復(fù)啟動。而CFB煤粉啟動燃燒器具有類似于熱煙氣發(fā)生器的功能，能夠很方便地隨時予以啟動點火，也不要求過于繁瑣的點火狀態(tài)和正常運行狀態(tài)的切換，溫度和配風(fēng)的變動性降低到最低程度，實現(xiàn)了故障狀態(tài)下安全可靠的點火操作，可以快速啟動。解決了壓火的難題與瓦斯防爆的困難。3CFB等離子點火技術(shù)基本特點的分析與建議 煤粉火炬的局部控制因素考慮鑒于煤粉火焰相對比較發(fā)散，聚攏能力略遜色于燃油火焰，這就要求我們設(shè)法通過環(huán)形風(fēng)、氣膜風(fēng)、高壓周界風(fēng)來控制火焰形狀和長短關(guān)系。熱煙氣發(fā)生器性質(zhì)的燃燒器本身，就要非常注重容器內(nèi)容積熱負荷的限制，斷面熱負荷也要適應(yīng)于特定的燃燒強度和穩(wěn)燃要求。燃燒器設(shè)計是不能簡單地根據(jù)燃油出力放大一倍來考慮煤粉量，更多地應(yīng)考慮不同粉量所形成的火焰長度、寬度和整形狀態(tài)，避免對爐內(nèi)屏式受熱面和點火風(fēng)道的傷害，也要照顧到火焰的整體覆蓋程度。床上燃燒器的火焰，通過高壓環(huán)形風(fēng)形成的物料內(nèi)空間環(huán)狀風(fēng)通道，可以安全可靠地送入密相區(qū)正常燃燒，并達到相當(dāng)高的燃盡率。為保持較好的穩(wěn)燃狀態(tài)，擴容式的煤粉燃燒器預(yù)燃段會采用耐火保護層的概念或氣膜風(fēng)保護的形式，這是一個全新的設(shè)計理念，一些高科技手段將加以應(yīng)用。床下受限空間的燃燒主要針對如何排灰、限制火炬長度、保證射流寬度和絕對保證80%以上燃盡率幾個方面，同時也對原來的點火風(fēng)道加以適當(dāng)技改，至少應(yīng)增加足夠數(shù)量和風(fēng)速的高壓環(huán)形風(fēng)設(shè)計。對于給粉的防回火設(shè)計和順暢落粉的工藝考慮主要依靠專門結(jié)構(gòu)及其氣力密封來實現(xiàn)，我們要正視高壓背景環(huán)境對給粉及火焰輸送過程的特殊性要求，沒有充分的設(shè)計模擬和試燒工作證明，就堅決不能投入工業(yè)應(yīng)用。此外，根據(jù)實際需求，還可以在**自己的實驗室內(nèi)模擬粉塵雨幕對火焰的干擾破壞性影響，切實體現(xiàn)火炬模擬的充分性，使我們的技術(shù)始終處于絕對的領(lǐng)先和很高的可靠性。 制粉系統(tǒng)設(shè)計方案循環(huán)流化床鍋爐燃用燃料粒徑較大，不設(shè)有相應(yīng)的一次風(fēng)粉系統(tǒng)，因此，不能滿足等離子點火燃燒器燃用煤粉的需求。為此需要建設(shè)一套制粉、送粉系統(tǒng)。一次風(fēng)粉系統(tǒng)的設(shè)計原則是：1）、在保證安全的前提下，盡量降低初投資；2）、盡量利用現(xiàn)有的設(shè)備和系統(tǒng)；3）、能夠做到一套制粉系統(tǒng)，多臺鍋爐使用。一次風(fēng)粉系統(tǒng)的設(shè)計，可以有如下三種方案：方案一：如電廠同時有煤粉鍋爐，而且煤粉鍋爐的煤質(zhì)非常好，符合流化床鍋爐等離子點火的要求。那么可以采用如下方案：循環(huán)流化床鍋爐安裝1～2個小型粉倉，粉倉下安裝給粉機。等離子點火燃燒器安裝在原床上或床下油槍處，一次風(fēng)來自原鍋爐的一次風(fēng)機。煤粉從煤粉爐的粉倉下面，通過氣力輸送系統(tǒng)輸送到流化床鍋爐的粉倉中。該氣力輸送系統(tǒng)示意圖如下：方案二：如電廠沒有煤粉爐或煤粉爐的煤質(zhì)較差，不適合循環(huán)流化床鍋爐等離子點火的需要，那么需要單獨建設(shè)一套制粉系統(tǒng)，然后將制成的煤粉通過氣力輸送系統(tǒng)送到流化床鍋爐的就地粉倉中。為降低投資，可以一套制粉系統(tǒng)對應(yīng)多臺鍋爐。流化床鍋爐的粉倉、給粉機、一次風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計方案同方案一。該制粉系統(tǒng)屬于成熟技術(shù)，磨煤機可以采用鋼球磨或者中速磨，根據(jù)鍋爐容量的不同，可以選擇不同出力的磨煤機，其初投資從十幾萬元到幾十萬元不等。**公司熱態(tài)試驗臺安裝了一套中速磨制粉系統(tǒng)，可供電廠參考。如下圖：方案三：如電廠附近有煤粉爐，而且能夠提供滿足流化床鍋爐等離子點火需要的合格煤粉，那么也可以采用汽車輸送煤粉的方案。電廠在點火前將其他地方的煤粉通過煤粉運輸車運到電廠，并儲存于粉倉中，供等離子點火使用。其他一次風(fēng)粉系統(tǒng)同方案一。系統(tǒng)如下圖所示：煤粉運輸車 等離子點火燃燒器 煤粉混合器 粉倉 給粉機該設(shè)計方案的優(yōu)點是：系統(tǒng)設(shè)計簡單，投資和方案一相比大幅度降低；如能夠找到可靠的煤粉來源，可以實現(xiàn)鍋爐無燃油系統(tǒng)運行；缺點：煤粉現(xiàn)在并非常規(guī)工業(yè)產(chǎn)品，鍋爐等離子點火受煤粉來源的制約，需要落實采購煤粉渠道；必要時可以考慮多個電廠建設(shè)一個制粉中心
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