670MW机组超临界直流锅炉经济运行技术研究.doc
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1、670MW机组超临界直流锅炉经济运行技术研究孙德金 胡代军 徐伟 咸兰辉(大唐黄岛发电有限责任公司,山东 青岛,266500)摘要:通过一系列基础试验,摸清和掌握目前大型直流锅炉制粉系统及燃烧系统的运行性能,对存在的问题进行解决或诊断,并提出合理的运行优化建议和解决方案,使得锅炉的整体安全性、经济性都有一定程度的提高。关键词:超临界 直流锅炉 经济运行 制粉系统 燃烧系统 调整试验 0 引言大唐黄岛发电有限责任公司6号机组(670MW超临界机组)于2007年11月份投产,锅炉制粉系统和燃烧系统陆续暴露出一些问题,如:制粉系统出力低、单耗大;磨煤机磨损严重;锅炉燃烧效果差效率低;锅炉再热汽温偏低
2、;锅炉两侧烟温偏差大等一些列问题,对机组的安全、经济运行影响较大。为此,黄岛电厂通过与西安热工院、上海锅炉厂共同配合,全面开展锅炉制粉系统及燃烧系统优化诊断、调整试验,专题对该炉的整体运行经济性进行研究并提出优化方案,对存在的问题进行分析解决,并提出合理的调整措施指导运行操作,使得锅炉的整体安全性、经济性都有一定程度的提高,对大型锅炉的经济运行有一定的参考意义。1 概况黄岛电厂6号锅炉为上海锅炉厂有限公司生产,型号为SG2102/25.40-M953,属超临界参数变压运行螺旋管圈直流燃煤锅炉,锅炉采用单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、型露天布置,配套67
3、0MW汽轮发电机组。锅炉配备了6台ZGM113G型中速磨煤机,采用冷一次风机正压直吹式制粉系统。锅炉燃烧方式采用从美国阿尔斯通能源公司引进的摆动式四角切圆燃烧技术。1.1锅炉主要设计参数表1:锅炉主要设计参数项 目单位BMCRBRL主蒸汽流量t/h21022002主蒸汽压力MPa25.425.28主蒸汽温度571571再热蒸汽流量t/h17611682再热蒸汽进口压力MPa4.724.50再热蒸汽进口温度322317再热蒸汽出口压力MPa4.524.31再热蒸汽出口温度569569给水温度282279进风温度(一次风)2727进风温度(二次风)2323热风温度(一次风)328325热风温度(二
4、次风)335331排烟温度(修正前)132131排烟温度(修正后)127126燃料消耗量t/h248.5238.7锅炉热效率%93.5593.581.2煤质资料 表2:锅炉燃用煤质数据序号项 目符 号单位设计煤种校核煤种1校核煤种2工业分析1收到基低位发热量Qnet,arkJ/kg2401020630240802干燥无灰基挥发份Vdaf%39.7940.1323.743收到基水份Mt%6.608.9011.414空气干燥基水份Mad%2.102.691.055收到基灰份Aar%17.9823.9214.12元素分析6收到基碳Car%61.5454.9761.247收到基氢Har%3.653.7
5、53.858收到基氮Nar%0.980.921.329收到基氧Oar%8.636.987.2910收到基硫Sar%0.620.560.67可磨性系数HGI6255842 制粉系统存在的主要问题以及解决方案2.1 磨煤机单耗偏大,各磨煤机一次风量偏差大。2.1.1 下表3是对各磨煤机的摸底试验情况:表3:各磨煤机基本运行情况摸底项 目单位A磨煤机B磨煤机C磨煤机D磨煤机E磨煤机F磨煤机给煤机出力t/h46.746.147.646.447.949.1分离器挡板开度505050505050表盘风量t/h79.777.585.486.48382加载油泵压力MPa15.1213.9813.2614.11
6、3.4513.99磨煤机电流A49.652.353.851.848.161.1磨煤机电耗kWh412.35434.80447.27430.64399.88507.96磨煤单耗kWh/t8.839.439.409.288.3510.35煤粉细度R90%21.222.825.623.629.226.0煤粉均匀性指数 -1.161.221.211.281.201.05可见:1)试验前磨煤机分离器挡板开度均置于50,没有进行过调整;2)试验前磨煤单耗普遍处于9kWh/t以上;3)各个磨煤机煤粉细度大小不一;4)除F磨煤机外,其它磨煤机的煤粉均匀性指数均在1.2左右,处于较好的水平;5)F磨煤机电流、功
7、率明显高于其它磨煤机。2.1.2 各个磨煤机4根粉管的风速(风量)分布和煤粉分配状况如表4所示。表4:各磨煤机4根粉管的风速分布和煤粉分配状况项 目单位A1管A2管A3管A4管风速偏差%-6.40-4.336.084.65粉量偏差%-9.148.581.84-1.28项 目单位B1管B2管B3管B4管风速偏差%-3.16-6.395.583.98粉量偏差%-10.872.51-27.7532.95项 目单位C1管C2管C3管C4管风速偏差%-6.67-8.43-2.4417.54粉量偏差%-5.9538.02-17.00-15.07项 目单位D1管D2管D3管D4管风速偏差%12.81-10.
8、17-1.26-1.37粉量偏差%-1.09-4.272.093.27项 目单位E1管E2管E3管E4管风速偏差%-1.046.01-6.992.02粉量偏差%24.08-6.94-15.11-2.02项 目单位F1管F2管F3管F4管风速偏差%-4.796.84-12.5910.53粉量偏差%13.376.695.19-25.26可见:1)各个磨煤机4根粉管的风速(风量)分布偏差均较大,超过了5%;2)AD磨煤机4根粉管煤粉分配状况良好,偏差在10%以内;BCEF磨煤机4根粉管的煤粉分配偏差较大,超过了20%。2.1.3 通过以上数据分析,对存在的问题,采取如下方案进行解决:1)首先进行煤粉
9、管风量调平:机组新机投产期间虽然已经进行了风量调平,但是经过一年的运行后,煤粉管道、磨煤机系统的阻力发生变化,容易导致各粉管风量偏差大的问题,通过对各个磨煤机4根粉管上的可调缩孔进行调整,各台磨煤机4根粉管风量进行了调平,正常运行工况下4根粉管风量偏差控制在了5%以内,为优化燃烧创造好了基础。2)分离器挡板特性试验,确定挡板最佳开度:通过改变磨煤机的挡板开度,得到了开度对煤粉细度、磨煤机单耗、煤粉均匀性的影响曲线,见图1、2、3:图1 分离器挡板开度对煤粉细度R90影响 图2 分离器挡板开度对磨煤单耗影响图3 分离器挡板开度对煤粉均匀性的影响由图中的数据可以看出:随着分离器挡板开度的增大,煤粉
10、细度R90呈近似线性急剧上升的趋势,分离器挡板开度每增大1,煤粉细度R90大约上升0.8%;随着分离器挡板开度的增大,磨煤机电流、磨煤单耗呈近似线性平缓下降的趋势,分离器挡板开度每增大1,磨煤单耗大约下降0.05kWh/t;分离器挡板开度对磨煤机风量有一定的影响,在相同的风门开度下,分离器挡板开度越大,磨煤机阻力越小,磨煤机风量越大。结合锅炉燃烧特性,并考虑到煤种的变化,试验后各个磨煤机入炉煤粉细度R90均调整至20%左右。试验前、后各个磨煤机分离器挡板开度如表5所示。表5:分离器挡板开度按照经济煤粉细度调整前后数据项 目单位A磨煤机B磨煤机C磨煤机D磨煤机E磨煤机F磨煤机分离器挡板开度试验前
11、505050505050试验后4250474745443)进行最佳通风量的确定:一次风量(风速)的大小和煤粉的着火过程密切相关。一次风速高,着火点相应远离燃烧器,有利于保护燃烧器,但一次风速过高将影响燃烧的稳定性和运行的经济性;一次风速低,着火点又相对提前,有可能出现使燃烧器变形及烧损。因此,通过试验选择合理的一次风量(风压),使着火点相对合适,燃烧稳定,经济性好,并且此时一次风机电耗达到最佳值。通过分别改变磨煤机的通风量,得出表6数据:表6:6D磨煤机风量特性数据项 目单位工况1工况2工况3磨煤机风量实测值t/h94.6798.4882.30表盘值t/h86.491.982.8热风门开度%6
12、9.481.956冷风门开度%19.442.413.6磨煤机电流A51.85154磨煤单耗kWh/t9.569.419.97煤粉细度R90%23.624.221.4煤粉均匀性指数/1.281.271.28可见:随着磨煤机风量的增大,煤粉细度R90呈近似线性平缓上升的趋势,磨煤机风量每增大10t/h,煤粉细度R90大约上升1.73%;随着磨煤机风量的增大,磨煤机电流、磨煤单耗呈近似线性平缓下降的趋势,磨煤机风量每增大10t/h,磨煤单耗大约下降0.35kWh/t。综合根据磨煤机处理情况以及煤粉细度情况,得出磨煤机最佳风煤比曲线,与磨煤机原设计标准风煤比曲线比较,差异较大:图4:磨煤机风煤比曲线4
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