350MW超临界直流锅炉结焦原因分析及优化调整

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

冯成斌

国家能源集团乐东发电有限公司、海南省乐东黎族自治县、572539

摘要

本研究深入探讨了350MW超临界直流锅炉结焦问题,通过分析煤质因素和锅炉结构设计问题,揭示了结焦的根本原因。针对这一问题,提出了调控煤质、优化煤粉细度、合理调整配风结构等改进策略。这些策略不仅为锅炉设计和运行提供了理论依据,还在实践中具有现实指导意义,尤其对电厂运营有积极影响。通过引入现代数字技术,研究为锅炉领域的数字化升级提供了探索方向。最终,研究成果有望为电力工业实现高效、稳定、环保的发展路径提供支持,推动我国电厂技术水平提升。


关键词

350MW超临界直流锅炉;结焦原因;改进

正文


0引言

锅炉燃烧实现能源转变,是现代工业生产、能源供应等方面,最常见的物质处理手法。随着现代锅炉应用技术逐步升级,自主化能源供应,以及应用技术的综合探究逐步加深,尤其是对锅炉日常应用中常见的结焦问题分析,更是成为其实践关注的焦点。本研究对350MW超临界直流锅炉结焦问题进行深入探讨,具有重要的理论与实践意义。首先,通过分析煤质因素和锅炉结构设计问题,我们可以更全面地了解结焦的根本原因,为今后锅炉设计和运行提供理论依据。其次,本研究提出的调控煤质、优化煤粉细度、合理调整配风结构等改进策略,为解决结焦问题提供了实用性的解决途径,对电厂运营具有现实指导意义。此外,通过引入现代数字技术等前沿技术,本研究也为锅炉领域的数字化升级提供了借鉴与探索的方向。最终,研究的成果有望为电力工业实现更为高效、稳定、环保的发展路径提供支持,推动我国电厂技术水平的提升。

一、锅炉结焦的危害性分析

(一)性能受损

在火电厂中,如果结焦现象出现,其最直接的后果就是其整体性能的下降,从而导致机组的经济性下降[1]。特别地水冷壁积结焦时,会使炉膛吸热量大大减少,炉膛出口烟气温度过高,造成过热汽温偏高,导致过热器管壁超温。过热器上结焦,工质吸热少,烟温升高,排烟损失增加,炉膛出口结焦,堵塞通道,会引起送风不足,喷燃器出口结焦,气流偏斜,因此会降低锅炉效率。如果不及时进行处理,很可能会造成汽管爆管,这对锅炉的安全运行有很大的影响。

寿命缩短

电厂锅炉结焦是火力发电厂普遍存在的问题,其主要原因是在炉内形成大量焦块,如不及时清除,极易形成大面积的焦块,而且在重力的作用下,很容易出现脱落问题,造成冷灰斗、水冷壁等设备的损坏。如果某些部件或部件发生损伤,不仅会给系统带来严重的损害,而且维护次数的增多又会降低其服役寿命,因此,预防和控制结焦是非常重要的。

350MW超临界直流锅炉结焦原因分析

(一)煤质因素

煤质是锅炉结焦问题的关键因素之一,它直接影响着锅炉的燃烧效率和稳定性。首先,煤的灰分含量是一个重要指标,高灰分含量的煤在燃烧过程中生成的灰渣较多,容易堆积在锅炉内部,导致结焦问题。其次,煤中的灰熔点也是影响结焦的关键因素,低灰熔点的煤在高温下容易形成流动的熔融物质,增加了结焦的风险。全硫含量的增加也会加剧结焦问题,因为硫在燃烧时会与灰分结合形成易熔的硫化物,促使结焦的发生。此外,煤的粒度和挥发分含量也对结焦有一定影响,细粉煤更容易在燃烧过程中形成结焦,而高挥发分煤更容易在燃烧过程中释放有害气体,对锅炉运行稳定性构成挑战。因此,在选择煤种和进行燃烧控制时,需要综合考虑各项煤质参数,以降低锅炉结焦的风险,提高燃烧效率和设备的可靠性。

(二)锅炉结构设计问题

350MW机组在运行过程中出现的结焦问题主要是由于机组结构的不合理设计所致。结焦问题的另一主要原因在于350MW机组的结构设计存在一定不合理性。首先,在锅炉的设计中,直接对燃煤阈值进行调整,以保证在有限的煤量下获得最佳燃烧效果。然而,这种改进带来的缺陷也同样被350MW直流锅炉所继承。例如,在送风过程中,初次送风表现最佳,但在后续送风中未能完全满足配风要求,同时送风强度也会降低1%-20%,导致350MW机组燃煤不均匀,锅炉内残留大量煤渣。此外,锅炉底部通风也存在问题,表现为室内外送风温度不均匀,影响了煤的燃烧效率。

(三)燃烧条件

燃烧条件是锅炉结焦的另一个重要因素。燃烧过程中,燃料与空气的混合程度、燃烧温度、燃烧速率等因素都会影响结焦的程度。如果燃烧不充分,燃料中的灰分无法完全燃烧,容易形成焦渣。影响燃烧充分的因素包括燃料与空气的混合程度、燃烧温度。如果燃料与空气混合不均匀,某些区域可能会出现富燃或贫燃情况,导致灰分部分未被燃烧,最终形成焦渣。

通过深入分析这个方面的问题,我们能够更全面地了解350MW超临界直流锅炉结焦问题的成因,为制定有效的改进策略提供坚实的理论基础。

350MW超临界直流锅炉结焦问题改进策略

(一)锅炉煤质资源科学化调节

从配煤掺烧的角度看,锅炉煤质资源科学化调节是一种重要的策略,旨在优化煤的组成,提高燃烧效率和降低环境影响。首先,通过科学化调节不同种类和性质的煤,可以实现配煤的均衡,降低锅炉在燃烧过程中产生的灰分、硫分等含量,减缓结焦和气体排放问题。其次,对于不同的煤种,可以调整其粒度、挥发分含量等参数,以适应锅炉的燃烧特性,提高燃烧效率。此外,科学化调节还可以考虑利用低灰熔点煤和高灰分煤等特性,实现煤的协同燃烧,减少结焦倾向,提高锅炉的稳定性和可靠性。综合考虑不同煤种的优势和劣势,进行科学化的煤质资源调节,不仅能够提高燃烧效率,降低环境污染,还能够实现煤炭资源的合理利用,促进能源可持续发展。因此,锅炉煤质资源的科学化调节是实现清洁、高效能源利用的关键措施之一。

(二)煤炭磨粉细度加强

此外,还可以通过调控350MW超超临界直流锅炉输煤过程中的煤粉输送,以达到减少燃煤余热和降低燃煤残余物污染的目的。一般来说,炉内加入的煤粉粒径越大,煤的燃烧时间越长,并且在某一时段内,煤粉粒径越大,燃烧深度越差;相反,煤粉越细小,意味着在特定时期内,锅炉的充分燃烧程度更高。由于煤的尺寸是有限的,因此当锅炉内的煤集中燃烧时,它是一种均匀的加热方式,因此不会导致350MW超临界直流锅炉在某些地方发生集中性结焦的现象。同时,随着煤粉细度的提高,350MW超临界直流锅炉在使用过程中,残留在锅炉内的大块煤渣和锅炉燃烧中生成的煤量也会相应减少,从而实现对350MW超临界直流锅炉结焦问题的有针对性解决。

(三)锅炉配风结构调节

锅炉配风的科学调整在锅炉运行中具有重要作用。首先,通过调整一次风量,确保火焰不贴壁,有助于减少结焦的发生,提高锅炉的燃烧效率。其次,通过对二次风的调节,保证充足的氧量供应,从而确保煤粉的充分燃烧,提高锅炉的热效率和能源利用效率。此外,调整一次风使火焰长度适中,有助于保持合适的燃烧状态,防止火焰过长或过短带来的问题。调节引风机,维持炉膛负压在-70pa左右,有助于控制炉内的气流分布,确保煤粉在炉膛内充分燃烧所需的时间。

总体而言,合理的炉配风结构调节能够综合考虑氧量、火焰状态和负压等因素,达到既保证煤粉充分燃烧又避免结焦和缺氧燃烧的目标。保持氧量在4%-6%之间是关键,以防止缺氧燃烧的发生。这种科学的炉配风调整有助于提高锅炉的稳定性、燃烧效率,降低对环境的不良影响,是锅炉运行中的重要操作策略。

(四)锅炉定期吹灰工作

根据汽温变化、炉膛出口烟温及两侧烟温差及各受热面进出口烟气差压变化可适当增加吹灰次数。1)减温水量不正常地升高,应进行吹灰。2)两侧任一侧烟温不正常,应进行吹灰。3)过热器、再热器管壁温度比正常值偏高,应进行吹灰。4)省煤器、空气预热器部位温度不正常升高时,应进行吹灰。

四、结论

结焦问题一直是350MW超临界直流锅炉运行中的一大难题,本研究通过对350MW超临界直流锅炉结焦问题的全面剖析,为解决这一难题提供了多方面的改进策略。从调控煤质到优化煤粉细度,再到合理调整配风结构,这些策略的提出旨在提高锅炉的燃烧效率、降低环境影响,为电厂运营提供更为可行的解决途径。同时,引入现代数字技术为锅炉领域的发展提供了新的思路。希望本研究的成果能够为电力工业的可持续发展贡献一份力量,促使我国电厂技术水平的不断提高。

参考文献:

[1]李永华,刘长良,等.火电厂锅炉系统及优化运行[M].北京:中国电力出版社,2011.

[2]高建生,祁清福,等.关于锅炉掺烧高挥发分、易结焦烟煤调试的探讨[J].中国电业,2012,(7):50-52.

 


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