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标题

煤粉锅炉降低飞灰可燃物的研究

范文

宋鑫

引言

胜利发电厂一期#2炉2012年经过了低氮燃烧方式的喷燃器改造，降低了NOX 指标，但飞灰较大。为促进锅炉运行指标的优化以降本增效，需要在降低NOX的基础上通过燃烧调整降低飞灰。

1 锅炉设备情况

胜利发电厂#2炉型号为DG670/13.7—8A，燃用晋中贫煤，为单汽包自然循环，π型布置，配筒式钢球磨煤机，中间储仓式制粉系统，热风送粉，固态除渣，钢筋混凝土构架，全悬吊结构，采用回转式空气预热器，超高压，具有中间再热的露天布置锅炉。本炉与N200—130/535/535型汽轮机和QFQS—200—2型发电机配套，组成单元发电机组。

2 #2锅炉目前的飞灰现状

#2炉2012年经过了低氮燃烧方式的喷燃器改造，降低了NOX 指标，但飞灰较大。经统计：#2炉燃烧器改造后9月到12月，两炉飞灰相差较大，分别为4.11%、6.82%，#2炉比#1炉飞灰高了60%。

3 通过燃烧配风调整降低飞灰可燃物

我厂#2炉改造后，共计有二次风口9层，燃尽风三层，高位燃尽风2层，如何科学的正确调节这14个二次风，合理配置风量，是一个值得研究的课题。燃烧调节理论中只有原则性描述而缺乏定量方案，造成调节的盲目性和不合理性，至少不够优化。

我厂根据燃烧器区域的过剩空气系数以及比O2流量对二次风的配比做了科学的计算，为二次风的燃烧调整试验提供了科学的方向。

我们首先将燃烧器与二次风、燃尽风进行分组，将1个燃烧器及其上下临近的二次风口看作是1个旋流燃烧器，其次根据各风口的O2质量流量： m= pfwkφ，计算各一次风、二次风及三次风的比O2流量，最后再根据各组燃烧器区域的过剩空气系数，求出各风门的开度流量系数，进而算出各二次风门开度。

为简化计算作如下假定不计具体给粉量，用给粉机台数计量给粉量。设台给粉机的给粉量为，并假定同一时刻每台给粉机给粉量相等，每套制粉系统三次风带粉量可根据实际运行情况推算。每套制粉系统三次风带粉量相当于1.2台给粉机（每个角相当于台给粉机的给粉量）的给粉量。不计具体风口的质量流量，用比流量通过某个风口进人炉膛的质量流量与通过个一次风口的质量流量之比来计量风量。

空气是可压缩气体，各风口带入的氧量与气体的温度、压力、成份、流速、风口面积、二次风门开度等因素有关。通过各个风口的O2质量流量为：

m=pfwkφ （1）

式中m、p、f、w、k分别代表各风口的O2质量流量（kg/s）、气体密度（kg/m3）、风口面积（m2）、风速（m/s）、气体成份修正系数（以当地大气成份为基准，考虑气体成份变化后引起的含O2比例下降引入的系数）。用角标1、2、3分别代表一、二、三次风。φ代表各风口的风门开度流量系数，一、三次风门运行在全开位置，其φ=1，用φ1、φ2……φ6分别代表二次风口AA、BB、BC、CC、DD、EE的风门开度系数；考虑一次风（不计煤粉所占空间）中的煤粉挥发分、三次风中的水分（Wy=6%）k1=0.98、k3=0.95（k2=1）；气体密度ρ=p/（RT）[式中R、P、T分别代表气体常数、气体压力（Pa）和温度（k）]，各风口风压（绝对压力）相差很小，可视P为定值。由式（1）和以上分析得：

m3/m1=0.95 T1f3w3/（0.98T3f1w1）

m2i/m1=T1f2iw2φ1/（0.98T2f1w1）（i表示某个二次风口）

m3/m1或m2i/m1即为以一次风口送入氧量为基准的比O2流量。通过此计算后，二次风门开度与开度流量系数φ的计算表如下表1所示。

根据风口间距，假定B投入时，AB风口各有一半风量参与一次风A、B的燃烧；B不投入时，BC风全部参与一次风B的燃烧。C投入时燃烧器M、N、Q提供的比O2流量分别为：

A： 1+1.55φ1+0.98φ2/2

B：1+0.93φ3+0.98φ2/2+2.02φ4/2

對于A来讲，下二次风AA除组织一次风A燃烧外，还有托住煤粉气流中分离出来的粉粒，降低灰渣未燃烬损失的作用，所以取αA=1.05、αB=0.90，根据A、B燃烧器的风粉对应关系有：

（1+1.55φ1+0.98φ2/2）/αA=（1+0.93φ3+0.98φ2/2+2.02φ4/2）/αB （2）

由此方法，可再列出一方程，并根据锅炉实际燃烧拟定两个未知数，如实践表明，本例中AA、BB风门开度分别在75%、65%时锅炉有较好的稳定经济燃烧效果，由设备的开度流量系数表可查得φ1、φ2，由式（2）得φ3、φ4，进而可求出其他二次风门相应开度。

4 结论

通过以上配风计算，我们列出了部分典型工况，进行了多次试验，最终确定了最佳配风方案，按照此方案实施后，“飞灰可燃物”平均值同比降低2.4%，按照按一期年发电量25亿千瓦时计算，年创效益 0.000001158*2500000000*0.0005*2=350万元

参考文献

[1]望亭发电厂. 《锅炉》. 中国电力出版社.

[2]马玉峰《大型煤粉炉燃烧优化探讨》.

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