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660MW超超临界机组贫煤锅炉灵活性调峰技术研究与应用

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成果主要完成人

胡庆伟、沈洪波、李贵兵、胡振国、李旭峰、郑 旭、叶帮海、吴旭良

项目概况

巩义公司燃烧设备设计煤种和校核煤种均采用巩义市本地及义马矿区原煤的混煤作为锅炉的燃煤,采用中速磨煤机、冷一次风机、正压直吹式制粉系统设计,煤粉燃烧器为四角布置、切向燃烧、摆动式燃烧器。燃烧器共设置六层煤粉喷嘴,锅炉配置6台中速磨煤机,每台磨的出口由四根煤粉管接至炉膛四角的同一层煤粉喷嘴,锅炉BMCR和BRL负荷时均投五层,另一层备用。 原燃烧方式采用高级复合式空气分级低NOx燃烧系统。通过分析煤粉燃烧时NOx的生成机理,低NOx煤粉燃烧系统设计的主要任务是减少挥发份氮转化成NOx,其主要方法是建立早期着火和使用控制氧量的燃料/空气分段燃烧技术。原燃烧器为主风箱设有6层水平浓淡强化着火煤粉喷嘴,在煤粉喷嘴四周布置有燃料风(周界风)。除A、B层煤粉喷嘴集中布置外,其余相邻2层煤粉喷嘴之间布置有1组辅助风喷嘴,其中包括偏置的辅助风喷嘴和直吹风喷嘴。在主风箱上部设有2层紧凑燃尽风(UAP-Ⅰ和UAP-Ⅱ)喷嘴,在主风箱下部设有1层下端部风(AA层风)喷嘴。 本次改造方式为:在贫煤锅炉的C、D层煤粉管道上各加装一煤粉浓缩分配器,将每根管道分成浓粉气流和淡粉气流两部分,分别由两根管道送入燃烧器。浓粉管道中煤粉浓度有利于着火、稳燃;C、D层浓粉从原C、D层一次风位置送入,对原喷口、喷管、煤闸门和部分煤粉管道等进行整体更换;C2 淡粉送入 DE 二次风层(E层下方二次风喷口),D2 淡粉送入原 FⅠ+UAP-Ⅰ层(F层上方二次风喷口), D、E火检移位至D1与E1二次风层。 本次改造为保证锅炉实现30%无助燃最低稳燃,在C、D磨对应的煤粉管道上布置有共计8只外置式浓淡分离装置,分离装置外形图如下图10所示,其中,在分离器本体上布置有可调式分离叶片,分离叶片的调节从﹣10°- +10°旋转,分别对应的分离比为6:4-8:2。本次浓淡分离比,在机组使用校核3煤质启动锅炉,并需保证稳燃负荷为20%时,锅炉冷态点火时,需将浓分离器的叶片角度调整至+10°位置。每个分离器上共布置有8个分离叶片。 若锅炉运行中,发生煤质变化,或锅炉的最低稳燃负荷要求变化时,需再根据实际情况调整分离叶片的角度,以达到浓淡层燃烧器不同的煤粉浓度,进而实现要求的最低稳燃性能。