350 MW机组锅炉防止高温腐蚀燃烧优化调整试验

目前受热面发生高温腐蚀已成为影响锅炉安全运行的主要危害因素。针对某电厂超临界 350 MW机组四角切圆锅炉水冷壁高温腐蚀问题,在典型工况下对水冷壁氛围进行了测试,并依据测试结果得出水冷壁高温腐蚀主要发生在燃尽风层以下,腐蚀区域沿单侧炉墙中心线呈非均匀性分布,且炉墙中心线右侧H2S体积分数明显高于左侧。通过采用控制运行氧量、周界风量及提高磨煤机出口风温等调整方法,将各贴壁测点H2S体积分数平均值由调整前的0.022 6%降到0.010 3%,H2S体积分数超过0.02%的测点数量由调整前的17个降至2个,H2S体积分数最高值由调整前0.046 8%降到0.022 4%。该研究结果可为同类型锅炉通过运行优化方式降低水冷壁高温腐蚀风险提供新思路。     

少投磨煤机方式对锅炉运行的影响

分析了在满足负荷要求的情况下少投运1台磨煤机(简称少投磨煤机)对锅炉运行的影响.分析表明,少投磨煤机对切圆燃烧锅炉比较适宜;在制粉系统不掺冷风的运行状况下,墙式燃烧锅炉与拱式燃烧锅炉不适合采用;少投磨煤机方式在不影响炉膛水冷壁高温腐蚀及炉内结渣时方可采用.     

燃烧器偏转解决对冲燃烧锅炉高温腐蚀及颗粒冲刷技术研究

为有效缓解某电厂660 MW机组前后墙对冲燃烧锅炉两侧墙水冷壁高温腐蚀及煤粉颗粒冲刷磨损问题，结合高温腐蚀的原因及机理，并根据现场设备情况，提出将靠近两侧墙的旋流燃烧器角度向炉内中心偏转3.5°。对燃烧器偏转前后的锅炉燃烧进行数值模拟，对比分析了燃烧器角度偏转前后的温度场、速度场、浓度场以及颗粒轨迹的变化，并将方案进行了工程应用。数值模拟和工程应用结果表明：燃烧器角度偏转后，炉内气流向炉膛中心集中，贴近侧墙的煤粉颗粒减少，对侧墙冲刷磨损减弱；同时，侧墙附近区域炉温下降，还原性气氛降低，高温腐蚀风险下降，锅炉燃烧效率基本持平。研究结果可为同类型锅炉高温腐蚀及水冷壁磨损防治提供借鉴。     

墙式风射流改善煤粉炉内燃烧组织的研究

四角切圆燃烧锅炉在低氮燃烧改造后,主燃烧区为欠氧燃烧,当燃用低灰熔点或低挥发分煤时易引起煤粉贴壁燃烧现象以及水冷壁出现强还原性气氛,导致锅炉高温腐蚀和结渣/结焦。为此提出了墙式风燃烧辅助系统,将二次风在水平方向进一步分级,增加直接进入煤粉射流中下游的墙式风,优化炉内燃烧组织。在某600MW锅炉热态运行下,进行有无墙式风的对比性试验,然后进行低灰熔点煤的掺配试验,结果表明:墙式风燃烧辅助系统既提高了一次风射流煤粉着火稳燃能力,又提高了射流中下游燃烧所需氧量,减小实际切圆,有效解决水冷壁高温腐蚀和结焦问题。在锅炉安全运行下,燃用低灰熔点银南煤与银北煤的最大安全掺配比为9:1,降低了燃煤发电成本,还在一定程度上降低了NOx排放量。     

煤粉浓淡分离切圆燃烧锅炉墙式风系统改造后燃烧调整分析

针对煤粉浓淡分离切圆燃烧锅炉增加墙式风系统的改造工作,进行的系列燃烧调整试验。寻找不同工况下的最佳运行调整方式,以掌握锅炉运行特性,提高锅炉运行经济性,同时降低污染物排放水平,有效缓解炉膛水冷壁高温腐蚀及结焦问题。     

墙式风射流改善煤粉炉低负荷高温腐蚀和结渣

近年来,煤粉炉大多燃用种类多变的劣质煤来降低发电成本,但引发的高温腐蚀和结渣问题越来越严重。因此,以某600MW四角切圆燃烧锅炉为研究对象,提出墙式风射流技术,利用数值模拟方法研究了不同负荷下燃用劣质煤时墙式风射流技术的改善效果,特别关注低负荷(30%和50%)情况。结果表明:在不同负荷尤其是低负荷下,燃用劣质煤时,增设墙式风射流后,水冷壁中心附近烟气刷墙风速降低;水冷壁中心近壁区烟气温度下降约400～500K;水冷壁中心附近高浓度CO区域缩小,炉膛高温腐蚀和结渣问题得到减轻。炉膛主燃区中心烟气温度有所增加,这有助于强化煤粉在主燃区的燃烧,同时炉膛出口NOx排放量也有所减小。     

600 MW超临界锅炉防止高温腐蚀技术改造和运行调整

某发电公司600 MW超临界锅炉燃烧器区域两侧墙水冷壁管向火侧存在大面积高温腐蚀现象,为了消除水冷壁运行的安全隐患,对锅炉燃烧系统进行改造,对水冷壁侧墙影响较大的两侧主燃烧器进行优化设计,同时前后墙各加装3层贴壁风,降低了水冷壁侧墙还原性气体浓度.通过调整炉内横纵向空气的分布,使贴壁风改造后产生的高温受热面管壁超温、尾部烟道CO浓度升高和NOx排放浓度分布不均等负面影响得到有效控制.改造后锅炉总体性能良好,引起锅炉水冷壁大面积高温腐蚀的因素得到控制,水冷壁侧墙壁面CO体积分数平均为0.02％,H2S体积分数平均在60× 10-6以下;改造前后锅炉效率和NOx排放浓度基本持平.     

多切圆燃烧技术在解决锅炉水冷壁高温腐蚀中的应用

理论与实际相结合,分析了产生高温腐蚀的主要原因,认为合理配风、调整燃烧和组织好炉内空气动力场是防止和解决高温腐蚀的根本措施。详细介绍了多切圆燃烧技术在解决锅炉水冷壁高温腐蚀中的应用。     

2000t/h四墙切圆锅炉炉内空气动力场试验研究

通过模拟燃烧器热态设计工况,对一台660 MW超超临界锅炉PM型四墙布置切圆燃烧器进行了炉内冷态空气动力场试验研究。通过测量某一层燃烧器区域空气速度分布和衰减情况,研究了一次风速,一、二次风动量比和周界风风量等因素对四墙切圆燃烧方式下炉内空气动力场的影响规律。试验结果表明,四墙切圆燃烧器与四角切圆燃烧器有较大差别,冷态实际切圆形成主要取决于假想切圆直径,受一、二次风动量比和周界风量影响较小;降低了燃烧器向火侧火焰刷壁的可能性,更加有利于组织炉内燃烧,从而更好地控制炉膛出口热偏差、火焰中心高度和NOx排放量。     

某切圆燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀现象及其与H2S含量的关系研究

火电超低排放背景下,锅炉主燃区贫氧运行成为常态,水冷壁壁面附近H₂S含量较高,导致严重的高温腐蚀。针对该问题,以某切圆燃烧锅炉为对象,测量水冷壁壁面附近不同高度处的H₂S体积分数,发现H₂S体积分数最高可达0.182%,常态运行时也在0.06%～0.10%。进一步分析发现,锅炉热态切圆直径沿炉膛竖直方向由下至上逐渐增大,是导致分离燃尽风层高度处水冷壁出现高温腐蚀的重要原因。最后,对H₂S含量与腐蚀速率进行关联分析,计算不同运行时间下水冷壁的腐蚀深度,计算结果在趋势上与该炉实际腐蚀情况一致。     

单炉膛双切圆锅炉炉内空气动力场的数值模拟

采用计算流体力学软件PHOENICS,选择合理的数学模型,对某一台单炉膛双切圆锅炉炉内的空气动力场进行数值模拟研究,着重研究了下、中、上层燃烧器区域喷口截面上的速度矢量分布。计算结果表明:由于燃烧器布置在前后墙,使得燃烧器喷口连线成矩形,从而使得炉内气流流场均为椭圆形,且椭圆的长轴沿炉膛高度方向不断变化;在燃烧器区域的中下部,Y方向的气流旋转直径沿炉膛高度方向减小,两侧墙处的气流贴壁现象沿炉膛高度方向逐渐消失;但沿炉膛高度方向在燃烧器喷口截面前后墙处,均有气流刷壁现象存在,从而在热态运行时,在前后墙处易出现高温腐蚀和水冷壁结渣现象;炉内左右旋转气流的速度分布对称度较好。改变燃烧器投运方式,上部燃烧器区域的气相流速度分布规律有所不同,炉内热负荷分布情况也不同,相比较而言,原始投运方式较优。     

1000 MW双切圆锅炉高温腐蚀原因分析

针对某1000 MW双切圆锅炉局部水冷壁发生严重高温腐蚀问题,通过冷态空气动力场试验进行风量测量及风门挡板特性测试,并结合水冷壁近壁区还原性气体浓度测试验证,确定原因为：在较大的DCS数据偏差误导下,使得运行时挡板开度不合理,导致局部区域缺氧燃烧严重,造成该区域发生严重的高温腐蚀。调整运行方式后,较大程度上缓解了该区域缺氧燃烧的情况,发生水冷壁高温腐蚀的可能性大幅降低。     

切圆方式对锅炉燃烧特性影响数值模拟

以某电厂四墙切圆燃烧锅炉为工程原型搭建模型,并在该锅炉模型基础上通过改变燃烧器组的位置,形成四角切圆燃烧方式的锅炉模型。通过数值模拟的方法研究了四墙切圆燃烧和四角切圆燃烧的炉内空气动力场、温度场及组分场,分析了2种不同切圆燃烧方式的燃烧特性和烟气成分分布特性,对燃烧稳定性、未燃尽度、温度偏差及污染排放等综合性能上进行了对比。结果表明,四墙切圆燃烧在气流组织的均匀性、未燃尽度、温度偏差及污染排放等综合性能优于四角切圆燃烧,可为切圆燃烧锅炉的选型提供参考。     

300MW煤粉锅炉低NOx正、反切同轴燃烧试验研究

该文对300MW四角切圆煤粉锅炉采用低NOx正、反切同轴燃烧系统进行了详细的炉内空气动力场模拟试验研究。通过对比分析偏置二次风与反切一次风对炉内气流相对切圆直径、旋转动量流率矩、湍动度和水平烟道沿宽度方向的速度偏差比等的影响，以及燃尽风布置方式对炉内气流特性的影响进行的分析研究，得出了大容量四角切圆煤粉锅炉采用同轴反切燃烧系统、配以高速分离墙置燃尽风，对降低NOx排放、保证锅炉较高燃烧效率、减轻锅炉过热器和再热器热偏差均有利的结论。     

切圆燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀和结渣部位研究

对切圆燃烧锅炉结渣及高温腐蚀的发生部位及其规律进行了研究,结果表明,通过设计合理的假想切圆直径,尽可能将卫燃带布置在背火侧水冷壁上,以及在易发生高温腐蚀区域喷涂防腐材料等,可有效防止或减缓水冷壁的严重结渣或高温腐蚀。     

采用烟花示踪法控制水冷壁高温腐蚀试验

为了直观判断某超超临界1 000 MW机组双切圆墙式燃烧锅炉局部高温腐蚀形成的原因,采用烟花示踪的方法对各层燃烧器一次风和最上层分离式燃尽风进行了炉内流场测试。结果表明:烟花示踪法可以直观分析燃烧、配风等过程实际存在的问题,对于改善炉内贴壁区域的高还原性气氛具有指导作用;炉内各层燃烧器旋流强度总体沿炉膛高度上升而增强,上层燃烧器的煤粉更容易冲刷到水冷壁,应适当降低上层燃烧器的一次风速;由于某些燃烧器一、二次风的不均匀性,导致对应水冷壁局部区域还原性气氛过于浓烈,需要通过运行调整进一步优化。     

某330MW四角切圆燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及调整研究

针对某330MW亚临界四角切圆燃烧方式煤粉锅炉水冷壁发生严重高温腐蚀的问题,分别通过对设备结构、冷态动力场测试结果、水冷壁焦渣样及腐蚀物分析、炉膛还原性气氛测试等因素进行分析,获得了造成锅炉水冷壁高温腐蚀的原因,并通过对二次风配风方式的调整,探究了水冷壁高温腐蚀与NO_x排放特性的影响关系。结果表明:机组通过低氮燃烧器改造后,主燃区二次风量占比减少,造成上两层燃烧器及燃尽风箱下部区域发生严重的高温腐蚀,同时管壁减薄区域与热态还原性气氛测试结果,以及水冷壁渣样成分测量结果相吻合。成分分析表明,该区域主要发生硫化物型腐蚀。切圆当量直径偏大,且上下浓淡燃烧器存在严重刷墙问题,也加剧了高温腐蚀问题。燃煤热值低,含硫量高是造成高温腐蚀的主要原因之一,燃用高挥发分烟煤,并不能解决高温腐蚀的问题。通过调整二次风配比,可以降低H_2S含量62%,但炉膛出口NO_x含量增高21%。     

贴壁风量与配风方式对水冷壁高温腐蚀的影响

为有效解决锅炉受热面高温腐蚀问题,提高机组运行可靠性,提出利用数值模拟方法,对某300 MW切圆燃烧锅炉开展贴壁风量与贴壁风配风方式对水冷壁高温腐蚀影响的研究。首先考察不同贴壁风运行方式下水冷壁高温腐蚀的状况,对炉膛内距离后墙0.1 m处的截面的相关参数进行分析比较并得出,受炉膛内流场特征影响,较高含量的CO主要集中在主燃区右下侧附近;继而对贴壁风率在8.4%时,试验并分析出主燃烧区近壁面平均CO含量最低,且水冷壁附近高煤粉颗粒含量区域的面积最小,煤粉颗粒冲刷水冷壁的强度相对较弱,能明显减弱高温腐蚀;同时进一步分析不同工况实验数据可知,提高向火侧贴壁风量,可以降低高温腐蚀风险;最后进行实际贴壁风改造后并根据模拟方案进行优化运行,运行结果表明:上层燃烧器层水冷壁近壁面CO含量较改造前大幅度下降,且壁面结渣和腐蚀情况得到缓解。     

对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀运行防控措施

针对超低排放条件下对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀问题,在对水冷壁贴壁烟气进行采样分析的基础上,从煤粉细度、磨出口温度、一次风煤比、磨出口一次风调平、运行氧量、炉宽方向氧量分布、配风方式等7个方面进行精细化燃烧调整,控制侧墙水冷壁管温度,防止近壁区域形成强还原性气氛,避免未燃煤粉气流冲刷水冷壁,从而有效抑制对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀。     

660 MW超临界对冲火焰锅炉水冷壁高温腐蚀原因探究

为了探究超临界对冲火焰锅炉高温腐蚀经常发生的原因及腐蚀机理,以某660 MW超临界对冲火焰锅炉为研究对象,通过燃煤特性分析、水冷壁的厚度测量、炉内水冷壁周围气氛条件测试,以及对腐蚀产物的SEM分析、EDS分析、XRD分析来研究引起水冷壁高温腐蚀的原因。研究结果表明：超临界对冲火焰锅炉水冷壁高温腐蚀主要发生在水冷壁两侧墙的各层燃烧器等高处的高温负荷区;炉内的高温腐蚀是不均匀的,主要是由煤燃烧产生的硫化物及燃烧所需氧与水冷壁高温氧化及高温硫化的作用造成;炉膛下部形成的还原性气氛条件,使H₂S浓度升高,该区域高温腐蚀更加严重。