燃用准东煤锅炉防结焦特性分析

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1、第37卷第2期华电技术Vo1．37No．22015年2月HuadianTechnologyFeb．2015燃用准东煤锅炉防结焦特性分析李鹏，曾琦，张大德，俞立洋，王振平(新疆新特能源股份公司自备电厂，乌鲁木齐830011)摘要：介绍了准东煤的结焦特性，论述了燃用准东煤锅炉的主要设计参数，分析了燃用准东煤锅炉的技术特点，理清了优化锅炉炉膛尺寸、吹灰器布置、燃烧器分组、捞渣机选型和炉膛出口烟温监视点的思路，提出了技术改造措施。关键词：准东煤；锅炉设计参数；结焦；优化；技术改造中图分类号：TK229．6：TK227．2文献标志码：A文章编号：1674—1951(2015)02—003

2、9—03表1灰中各元素的沸点及熔点0引言元素沸点熔点元素沸点熔点准东区域是指准噶尔盆地东部从新疆阜康市到Na88097．7Ca14OO851．O昌吉回族自治州木垒哈萨克自治县的一条狭长地K76063．0Fe2500l530．0带，东西长约220km，南北宽约60km，煤田成煤面Al2270658．0Mg1110650．0积约1．4万km，探明煤炭资源储量为2136亿t。表2灰组分的熔点℃准东煤具有挥发分高、热值高、灰熔点低、易结焦的特性，新疆地区电厂燃用准东煤后普遍出现炉膛结焦、受热面沾污、对流换热面积灰等现象。新疆新特能源股份公司自备电厂(以下简称自备电厂)设计煤种为典型准东

3、煤，为国内首个专为燃烧准东煤而设计的电站。投产后通过多方面努力，已实现燃用准东煤80％的比例且锅炉运行稳定。锅炉结焦一方面是煤质问题，但更重要的一方壁后凝结，这样就形成了结渣的原生层。其他元素面是设计问题，应从锅炉设计人手，从根本上进行防在高温及烟气的影响下转化成比元素熔点更低的化结焦设计。本文从自备电厂锅炉设计尺寸、二次风合物，有时会形成共熔体，共熔体熔点比这些化合物口布置、燃烧器形式及热力参数等方面人手，对燃用的熔点还要低，增加了结焦的可能性。准东煤锅炉结焦特性进行分析，提出防结焦措施。1．2碱金属加剧结焦根据经验，如果煤灰中含有较多的Na：SO和1准东煤结焦特性NaC1成

4、分时，就会存在严重的结渣倾向，因为钠盐形成的共熔体(Na：SO一NaC1)熔点特别低，结渣严1．1准东煤重，800～1000℃时钠成分能和硅酸盐反应，形成碱由于新疆准东地区特殊的自然地理环境，准东金属化合物。碱金属化合物在水冷壁管表面与金属煤的一个显著特点是煤灰中碱金属的质量分数较互相作用，形成有黏性的硫酸盐和复杂的碱性硫酸高，碱金属氧化钠(NaO)的质量分数(以灰分计)铁。硫酸盐容易在高温过热器等受热面上冷凝形成总体都在2％以上。为方便起见，对比碱金属的质沾污，受热面沾污后换热效果下降，使管壁上污染物量分数通常将煤中各种钠盐折算成NaO，总体按的温度升高。如果不能及时清除此沾

5、污层，就会为进Na：0的质量分数给出。灰中各元素的沸点及熔点一步结渣提供“温床”。钠成分沾污过程如图l所示。见表1，灰组分的熔点见表2。从表1、表2可以看出，Na，K等元素熔点非常褐煤，低，在很低的温度下就已液化、蒸发，遇较冷的水冷羧化钠收稿日期：2014—03—14；修回日期：2014—09—15基金项目：新疆维吾尔自治区科技计划项H~(XJKJ1400)图1金属钠对沾污结渣的影响·40·华电技术第37卷器喷口周围因温度过高造成的结焦。自备电厂锅炉2锅炉主要设计参数一次风中心间距为1581mm，较传统设计的间距偏2．1锅炉概况大。为了进一步减轻燃烧器区域的结焦，在最底层自备电

6、厂锅炉型号为HG一1176／25．4一HM2，磨煤机和第4台磨煤机上又加大了与相邻一次风中锅炉为一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、心的距离，分别达到1810mm，减少结焦的效果非常Ⅱ型、紧身封闭布置。直吹式制粉系统配6台明显。MPS160HP—II型磨煤机，5台运行1台备用。锅炉(3)最上层喷燃器口中心到分隔屏底部之间有采用四角切圆燃烧方式，每台磨煤机对应1层4个较大的距离。锅炉燃烧器最上层喷燃器口中心到分喷燃器，燃尽风布置在主燃烧器区上方。设计煤种隔屏底部和最下层喷燃器口中心至冷灰斗拐点均有为准东五彩湾地区天池能源南露天矿煤，锅炉主要足够的距离。表3中锅炉最上层喷燃器

7、口至屏底距设计参数见表3。离为20．20m，最下层喷燃器口至冷灰斗拐点距离为表3锅炉主要设计参数4．86m。正因为加大了最上层喷燃器口中心到分隔屏屏底的距离，使煤粉在炉膛内停留时间增加，为进入炉膛的煤粉在炉膛内完成着火、燃烧、燃尽提供了充足的时间。(4)二次风喷口布置。锅炉1，2，3，4角燃烧器共布置15层喷口，其中一次风喷口6层，二次风喷口9层，燃烧器布置如图2所示。F层燃烧器E层燃烧器画⑨画⑨圄⑨画⑨画⑨圄⑨画D层燃烧器C层燃烧器B层燃烧器A层燃烧器2．2锅炉特点图2燃烧器布置查阅锅炉设