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一?? 引言
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無煙煤是難于燃燒的低揮發(fā)分煤種,其著火機理為顆粒表面著火類型,煤粉顆粒表面達到很高的溫度才開始著火燃燒(揮發(fā)分為8%以下的無煙煤的著火溫度高于1000℃)。而且,燃燒反應速度很慢,不易燃盡。因此,無煙煤燃盡的時間和燃燒過程所走的路徑相對較長。如果使用普通煙煤爐燒無煙煤,則不可能達到充分燃燒,其結果很容易出現(xiàn)排煙溫度和飛灰可燃物過高,而且燃燒安全性得不到保證。
FW(福斯特·惠勒)公司生產(chǎn)的W型火焰燃煤鍋爐(簡稱“W火焰鍋爐”)脫胎自早期的U型燃燒爐,是歐洲專用于燃燒低揮發(fā)分無煙煤的特殊爐型。八十年代引入我國,現(xiàn)在已有W火焰鍋爐十多臺運行。W火焰鍋爐的結構設計特點是,適當敷設衛(wèi)燃帶保持著火區(qū)域的高溫,采用足夠長的燃燒行程和加上合理配風等。這些都是有助于低揮發(fā)分的無煙煤穩(wěn)定著火,充分燃燒的有效措施。實踐證明,W火焰鍋爐確實是解決無煙煤難于燃燒這一課題的有效途徑之一。
當前,我廠#1鍋爐連續(xù)兩次出現(xiàn)了鍋爐滅火事件,這一方面是由于入爐煤達不到設計煤種的要求,另一方面優(yōu)化鍋爐燃燒的問題也凸現(xiàn)出來。
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二?W火焰鍋爐的結構特點
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華能岳陽電廠2臺1160T/H的 W火焰鍋爐系英國BABCOCK公司為燃用晉東南低揮發(fā)分無煙煤專門設計制造的。
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(一)華能岳陽電廠1160T/H鍋爐簡介
設計采用單汽包、單爐膛、平衡通風、八角燃燒、一次中間再熱、露天式布置、亞臨界參數(shù)的自然循環(huán)燃煤鍋爐。
1、鍋爐主要技術規(guī)范,如下表:
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項?? 目 | 單 位 | 規(guī)?? 范 | 項??? 目 | 單?位 | 規(guī)?范 |
最大連續(xù)蒸發(fā)量 | t/h | 1160 | 參考環(huán)境濕度 | % | 80 |
過熱蒸汽出口壓力 | bar | 175 | 排煙溫度 | ℃ | 115.4 |
過熱蒸汽出口溫度 | ℃ | 543 | 原煤消耗量 | t/h | 129.3 |
再熱蒸汽流量 | t/h | 992.2 | 爐膛容積熱負荷 | kw/m3 | 145.5 |
再熱蒸汽壓力(進/出口) | bar | 41.6/39.5 | 爐膛斷面熱負荷 | kw/m2 | 3433 |
再熱蒸汽溫度(進/出口) | ℃ | 338/541 | 鍋爐效率(高位熱值) | % | 89.04 |
給水溫度 | ℃ | 275 | ?
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2、鍋爐設計燃用煤種為50%+50%的無煙煤和半無煙煤。煤種的特性見下表:
? | ? ? | 煤種 | 單位 | ?無?煙?煤 | 半無煙煤 | 50%一50%混煤 | ? |
工 工 業(yè) 分 析 值 | 低位發(fā)熱量 | kJ/kg | 25979士1672 | 25435士1672 | 25707士1672 | ? |
全濕分 | % | 8士3 | 5.5士3 | 6.75士3 | ? |
固有濕分 | % | 2.74 | 1.38 | 2.06 | ? |
可燃基揮發(fā)分 | % | 7.04士1 | 12.95士2 | 10.0士1.5 | ? |
?灰?分 | % | 15.14士4 | 19.637士5 | 17. 39士4.5 | ? |
? 元 素 分 析 值 | ?碳(C) | % | 71.32 | 67.15 | 69.23 | ? |
?氫(H) | % | 1.86 | 2.721 | 2.25 | ? |
氧(O) | % | 2.488 | 3.612 | 3.05 | ? |
氮(N) | % | 0.8958 | 1.102 | 1.00 | ? |
硫(S) | % | 0.2932 | 0.278 | 0.25 | ? |
? | 可磨系數(shù) | HGI | 44 | 81 | 62.5 |
? | 灰變形溫度 | ℃ | 1400 | 1500 | 1450 |
? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
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3、鍋爐結構:
汽包中心高程52米,采用“W”火焰燃燒方式,在標高23米爐拱處分為上、下兩個部分,下爐膛呈八角形,截面為 16224×20240mm2,上爐膛呈長方形,截面為 7176×20240 mm2,爐膛容積為7568m3。爐膛四周由Φ66.7/52.5mm的上升管組成膜式水冷壁,高溫區(qū)上升管帶有內(nèi)螺紋,敷設723.4m2的衛(wèi)燃帶。鍋爐為負壓運行,爐膛兩側(cè)火拱處布置了八組直流下射狹縫式噴燃器,每組有四個煤粉噴嘴、二支油槍和一個二次風箱。燃燒方式為直吹前、后下射,在爐膛內(nèi)形成“W”型火焰。鍋爐配備正壓直吹式制粉系統(tǒng),由二臺密封風機、二臺離心式一次風機、四臺雙進雙出磨煤機、八臺刮板式給煤機組成。鍋爐風、煙系統(tǒng)配備二臺軸流式送風機、二臺離心式引風機、二臺空氣預熱器(雙流道風罩回轉(zhuǎn)式)。鍋爐及輔助系統(tǒng)均由英國巴布科克公司提供。
爐膛結構示意圖如下圖所示。W型火焰爐室由下部拱式著火爐室和頂部輻射爐室組成,著火爐室的深度比輻射爐室大80—120%,前后突出部分的頂部構成拱體,一次風(攜帶煤粉)噴嘴和二次風噴嘴從拱體垂直向下噴射,噴出的煤粉氣流著火后向下伸展,在爐膛下部與三次風相遇后沿圓弧轉(zhuǎn)折向下再順中心軸線上升而形成為W型火焰。燃燒生成物氣流進入輻射爐室。在爐拱區(qū),水冷壁用耐火材料襯砌形成了有利著火的高溫區(qū)。
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?1160T/H W火焰鍋爐爐膛結構示意圖