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高参数CFB机组全燃煤泥燃烧优化分析控制研究

完成单位:山东兖矿济三电力有限公司

登记编号:ZSXC-05-J-1-205      登记年份:2022      登记日期:2022-06-27

项目概况
1.首次研发具有环保数据计算的全燃煤泥的热力燃烧计算程序 通过热力程序开发应用为提高锅炉效率指明了改进方向:提高分离器效率、降低风帽及布风板阻力、调整锅炉受热面积的分布等。从而使排烟温度降低到到150℃以下,锅炉效率提高到89%以上,氮氧化物原始排放浓度在100mg/m³以下,二氧化硫原始排放浓度在500mg/m³以下,减少尾部脱硫脱硝的压力,节约脱硫脱销的运行费用。燃用煤泥的热力计算并兼顾超低排放的软件在国内尚属首次。 2.研发大型循环流化床锅炉全燃煤泥工况下低风量低床压稳定运行调节技术,达到全燃煤泥工况下机组稳定运行的目标。 该技术在原有低风量低床压稳定运行调节技术的基础上进一步优化完善,为大型循环流化床锅炉在全燃煤泥工况下规范操作起到关键性作用。“低流化风量、低床压”运行调整技术。主要是通过运行调整手段,控制一/二次风量,风室压力,回灰阀风压,炉膛温度及温度分布等运行参数,减少物料浓度及其流速从而达到减轻受热面磨损的目的。使锅炉的安全稳定运行周期控制在150天以上。 3.首次采用防止锅炉排渣自流的冷渣器改造技术,杜绝了冷渣器自流现象。 通过优化排渣管尺寸和挡灰板尺寸,较好的解决了冷渣器自流的问题,消除锅炉不稳定和危险的运行因数,提高锅炉运行的可靠性。为大量已经投运的冷渣器防自流改造提供技术支撑,为冷渣器更新换代提供示范作用。 4.首创多功能新型低温省煤器的研发应用 为高参数CFB锅炉全燃煤泥开发适用于高灰分、高湿度烟气环境,且具有不随锅炉负荷变化自动调节排烟温度,又能防止低温腐蚀的省煤器,还未见报道过类似的省煤器,属于首创。常规的省煤器的功能是单一的,只能加热给水降低排烟温度,通过省煤器的水量始终随着锅炉的负荷的变化而变化的,如果烟气中的灰分和水分过大,在低负荷时,锅炉排烟温度就会下降到烟气露点以下,就会因结露产生堵灰,影响锅炉运行,同时灰吸收水分后就会腐蚀管子;新型省煤器的水流量不随锅炉负荷的变化而变化,视烟温的高低来控制水流量,避免了结露产生的堵灰和腐蚀,如果锅炉负荷低到额定负荷的30%以下,烟气温度就可能低于100℃,这时省煤器还可以反向给烟气加热,因而彻底解决了锅炉低负荷堵灰腐蚀的问题。 5.独创新型顶部给料装置 针对炉膛的浓相区和中部给料易结焦、煤泥枪及管道易堵塞,设备故障率高等问题,结合现有条件,提出了煤泥由顶部给料的方式,彻底避免了煤泥由底部和中部给料存在的缺陷,同时妥善处理了细煤泥粒直接飞进分离器燃烧的负面影响,设计了耐磨水冷套的顶部给料装置,满足了全燃煤泥稳定运行的需求。从顶部给料,一小部分煤泥会很快进入分离器并在分离器内燃烧,引起循环灰的温度升高,从而影响整个炉膛的温度分布,对锅炉效率,负荷,脱硫脱硝效率带来不利的影响,为此,我们为煤泥口研发了了一个套筒,由于炉内温度高,流速高,磨损也大,所以这套筒需要具有防止煤泥进入分离器燃烧的功能外,还具有冷却,防磨的功能。 6.能够彻底消除煤泥颗粒的新型排渣装置。 由于煤泥是成团给入炉膛的,在流化床的流化过程中团状煤泥被“撕裂”成更小的颗粒,约2mm左右,排渣口设置在炉底,在排渣的过程中这种小颗粒的就随着渣排到炉外,经过测定这种颗粒含碳量还比较高,约5%-8%,降低了锅炉的燃烧效率;为此,我们开发了一种新型的排渣装置,把常排渣口布置在回灰阀的侧面,由于小的煤泥粒不能逆向进入回灰阀里边,所以从回灰阀里排出的渣是没有细小的煤泥粒的,同时也解决了回灰阀排灰口一直都存在的堵塞问题,十分巧妙的解决了这一问题。