超超临界1000MW机组双切圆锅炉水冷壁近壁区气氛分布特性

以某电厂超超临界1000 MW机组双切圆锅炉为研究对象,采用现场试验的方法测量了不同运行工况下锅炉水冷壁近壁区烟气成分(O_2、CO和H_2S),分析了二次风配风方式、分离燃尽风(SOFA)风量、周界风风量、同层燃烧器二次风风量分配方式等因素对水冷壁近壁区O_2、CO和H_2S体积分数的影响。结果表明:受炉内流场影响,主燃区和还原区热角区(2、3、5、8号角)还原性气氛比较强;通过调整二次风配风方式和SOFA风量,适当提高主燃区和还原区的风量,可以减弱炉膛四周水冷壁近壁区还原性气氛,缓解水冷壁高温腐蚀;通过调整同层燃烧器各角二次风风量和周界风风量,适当提高1、4、6、7号冷角燃烧器射流刚性,可减弱热角水冷壁近壁区还原性气氛。     

660MW超超临界二次再热机组锅炉冷灰斗高温腐蚀原因分析及调整

以某电厂3#660 MW超超临界二次再热机组锅炉为研究对象,针对锅炉冷灰斗高温腐蚀原因进行分析和调整。通过一次风速调平、降低一次风速、底层燃烧器二次风旋流强度、煤粉细度调整,冷灰斗区域壁面氛围中CO浓度和H_2S浓度较调整前分别降低8000×10~(-6)和140×10~(-6)。优化调整可以改善高温腐蚀区域部分积粉问题,尤其对底层燃烧器和冷灰斗之间的水冷壁积粉问题改善明显,但无法从根本上解决底层燃烧器二次风量不足和冷灰斗区域高温腐蚀问题。提出通过在冷灰斗区域布置贴壁风口改善冷灰斗区域壁面氛围,降低冷灰斗高温腐蚀,底层燃烧器优化改造提高二次风量,改善一次风和二次风匹配性,延长二次风混入一次风时间,提高煤粉燃尽,减少煤粉沉积在冷灰斗区域。锅炉安全性得到提高,为同类型机组运行提供参考依据。     

600 MW 超临界旋流燃烧烟煤锅炉NOx排放特性试验

针对某厂1台600 MW超临界低NO_x轴向旋流燃烧烟煤锅炉特点,通过变工况（氧量、不同层燃烧器风量分配方式、二次风比率、二次风旋流强度、三次风旋流强度、同层燃烧器风量分配方式和负荷等）试验,分析了锅炉NO_x排放特性。试验结果表明：对于燃用烟煤的采用低NO_x旋流燃烧器的锅炉,运行氧量、燃尽风份额、锅炉负荷及同层燃烧器风量分配方式是NO_x排放的主要影响因素。为控制NO_x排放,保持锅炉原有热效率,燃烧调整的原则为：（1）在保证锅炉运行安全的前提下应尽量采用低氧燃烧;（2）采用大比例的燃尽风份额;（3）运行负荷不应过低;（4）同层燃烧器风量分配采用双峰方式。     

660MW发电机组对冲燃煤锅炉低氮燃烧改造及运行优化试验

某660 MW超超临界旋流对冲燃煤锅炉原设计采用第一代OPCC型旋流煤粉燃烧器,运行过程中存在NO_x排放偏高、燃烧器区域结焦和部分燃烧器烧损等问题,为此进行了低氮燃烧改造及运行优化试验。在新增一层直流燃尽风及对主体燃烧器进行改造后,通过调整燃尽风率、总风量、燃烧器内外二次风挡板开度,对燃烧器参数进行了优化。结果显示:烟气中氧的体积分数控制在2.8%较合适(对应总风量2 100 t/h),脱硝入口NO_x排放由改造前350 mg/m~3左右下降到240~260 mg/m~3,飞灰中碳的质量分数在1.5%以下,锅炉效率约提升0.3%,不存在燃烧器烧损、结焦问题,且主蒸汽、再热蒸汽参数都达到额定值,运行良好。     

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。     

扬州电厂超临界600 MW机组锅炉燃烧调整的试验研究

扬州电厂超临界600 MW机组锅炉自投运以来一直存在频繁掉焦的问题,严重影响了机组的正常运行.在探讨影响锅炉结渣的几个主要因素的基础上,通过变氧量、变一次风量、变燃烧器内外二次风门及旋流强度、变OFA内外二次风门及旋流强度、变OFA风量、变配风方式、变中心风量、变磨煤机组合方式等锅炉燃烧调整试验,研究锅炉运行工况和参数改变对NOx排放浓度以及结渣程度的影响.根据试验结果,提出了在现有设备及煤种条件下的锅炉最佳运行方式.     

1025t/h锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及解决措施

针对某发电公司300MW机组1 025t/h锅炉进行的燃烧调整试验表明,水冷壁产生高温腐蚀的主要原因是一次风动量偏低,刚性不足,在壁面处形成了较强的还原性气氛所致。通过增加周界风风量,提高了一次风射流动量,使水冷壁高温腐蚀缓解。此外,优化二次风配风方式可有效改善水冷壁壁面气氛,建议AB/BC/CD/DE二次风挡板按缩腰配风方式运行。对于防止水冷壁大面积的高温腐蚀,贴壁风的作用非常有限。     

四角切圆燃烧锅炉贴壁还原性气氛现场试验研究

针对某320 MW四角切圆燃烧锅炉燃燃烧器,分别在锅炉60%和100%额定负荷下,测试主燃烧器区域贴壁气氛中H_2S、CO、NO、O_2的体积分数,并通过调整工况获得了贴壁气氛随运行工况变化的规律。结果表明:不同负荷、不同配风方式下,在炉膛水冷壁区域均检测出高体积分数CO,说明炉膛水冷壁区域均存在不同程度的强烈还原性气氛,这是水冷壁产生高温腐蚀的重要原因。建议在运行过程中增加运行氧量,同时控制入炉煤含硫量,加强配煤掺烧,避免水冷壁长期处于还原性气氛下运行而造成高温腐蚀。     

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%。     

低NO_x轴向旋流燃烧器烧损原因分析及对策

华能瑞金电厂超临界锅炉低NOx轴向旋流燃烧器多次烧损,分析认为主要原因是一次风速低、二次风量小、二次风旋流强度过大、中心风阻力大、长期燃用印尼煤所致。对此,采取了增大二次风量、降低中心风阻力的结构改进措施和提高一次风速、调整中心风挡板位置、调整二次风旋流片及二次风调节套筒位置等运行调整措施,实施后效果良好,有效避免了燃烧器再次烧损。     

切圆燃烧锅炉运行调整对水冷壁贴壁气氛的影响

为了解运行调整对切圆燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀的影响,采用现场试验的方法对1台350MW超临界锅炉的水冷壁贴壁气氛分布特性进行了研究,得到机组负荷、燃烧器摆角、风箱与炉膛差压、运行O2体积分数等参数对水冷壁贴壁气氛的影响规律。结果表明:CFS(燃烧系统辅助风预置水平偏角)的设计实际运行效果较好,主燃烧器区域水冷壁贴壁还原性气氛较弱;还原区、燃尽区贴壁还性气氛强烈,H2S体积分数较高,水冷壁容易发生高温腐蚀;降低机组负荷、下摆燃烧器摆角、减小风箱与炉膛差压以及提高运行O2体积分数等运行调整可减弱水冷壁贴壁还原性气氛;提高运行O2体积分数对改善贴壁还原性气氛区域的分布效果不大;应综合考虑锅炉运行经济性、安全性、 NOX排放等因素合理调整锅炉运行。     

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。     

600MW超临界旋流燃烧器锅炉优化运行研究

分析了某引进三井巴布科克能源公司技术生产的600 MW超临界锅炉低NOx轴向旋流燃烧器(LNASB)的结构特点。通过对采用该技术的某电厂#1锅炉进行变氧量、变一次风速、变二、三次风比例、变同层燃烧器二、三次风总风量和二次风旋流强度等试验,研究了LNASB型旋流燃烧器锅炉运行特性,找出了一条防止该型锅炉结渣的有效途径,同时也使该电厂#1锅炉一减前的一次汽汽温偏差问题得到改善。     

运行优化降低燃煤锅炉NOx排放的试验研究

在一台1025t/h的烟煤锅炉上进行了NOx排放特性研究。试验主要研究了炉膛出口氧量、顶部燃尽风及其喷嘴摆角、燃烧器组合、辅助风配风及锅炉负荷对NOx排放的影响。试验结果表明,NOx排放随炉膛出口氧量降低而明显降低,中下层燃烧器运行的NOx排放明显低于中上层燃烧器运行或隔层运行,缩腰型配风方式可明显降低NOx排放。由于顶部燃尽风与主燃烧器距离太近且设计燃尽风量偏小,燃尽风喷嘴和摆角对NOx排放影响较小。经过运行优化调整,烟煤锅炉NOx排放可降低30%以上,低于500mg/m3。     

LNASB型旋流燃烧器空气动力特性的测试与分析

针对600 MW机组锅炉配备的低NOx轴向LNASB型旋流燃烧器的空气动力特性进行了冷态测试和冷热态调整,根据试验结果分析了设计煤质霍林河褐煤的二次风旋流和二次风开度等参数的调整方式.建议霍林河褐煤采用二次风旋流强度最大、二次风套简挡板开度最小或者二次风旋流强度中等、二次风套简挡板开度中等2种配风调整方式.在热态运行中...     

1 000 MW机组锅炉NOx排放浓度与主要运行因数的多元线性回归

以某电厂1 000 MW超超临界双切圆燃烧锅炉为研究对象,采用现场燃烧调整试验方法,进行了氧量、负荷、燃尽风量、主燃烧区燃烧器风量和配风方式、磨煤机运行组合方式、燃烧器摆角、煤质等因素对锅炉NOx排放影响的试验研究。试验研究结果表明：对于具有先进低NOx燃烧系统的锅炉,煤质因素是NOx排放浓度的主要影响因素之一;运行氧量变化是NOx排放浓度的重要影响因素,随着氧量增加,锅炉NOx排放浓度呈线性增加;负荷也是NOx排放浓度的主要影响因素,其影响的程度取决于负荷和相应的运行氧量水平;而在保持大量燃尽风实现空气分级燃烧的条件下,主燃烧区燃烧器风量和配风方式对NOx排放浓度的影响是微弱的。在此基础上,应用多元线性回归方法,建立了该1 000 MW锅炉NOx排放浓度与主要运行因素的回归经验关系式,该经验关系式可用于该锅炉NOx排放浓度的在线运行控制和预测。     

燃用高硫煤四角切圆锅炉水冷壁高温腐蚀治理

针对某330 MW机组燃用高硫煤四角切圆锅炉水冷壁出现的高温腐蚀问题,采用自主研制的一种防腐耐磨涂层材料对水冷壁管进行了超音速电弧热喷涂,并对水冷壁贴壁烟气中O2、CO及H2S体积分数进行了测试,分析了运行氧体积分数、二次风配风方式(含燃烧器周界风)、一次风量、三次风量、煤粉细度等因素对水冷壁高温腐蚀的影响,通过优化锅炉运行方式,高负荷下水冷壁贴壁还原性气氛大幅下降,尤其H2S体积分数由之前的0.030%～0.045%降至0.030%以下,局部降幅高达50%以上。通过上述综合治理措施,该炉在2016年12月大修结束后运行至今,未发生燃烧器区域的水冷壁管及涂层的更换,根据理论计算涂层可服役时间约为3.41年,可保证向火侧管壁在1个大修周期不会因腐蚀导致失效。     

改造燃烧系统降低对冲锅炉侧墙还原性气氛

针对某600 MW超临界对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀严重、燃烧调整无法有效降低侧墙强还原性气氛问题,提出通过改造燃烧系统防治水冷壁高温腐蚀的方案,包括加装侧边风和改造燃烧器本体等。数值模拟结果表明,加入侧边风改造效果最明显,各燃烧器层侧墙壁面均呈氧化性气氛;改造后实际运行工况表明,模拟与试验结果比较一致,壁面气氛得到有效改善,锅炉各主要运行参数达到设计要求,保证了锅炉的安全运行,可为对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀的防治提供参考。     

炉内还原性气氛的研究

结合锅炉的燃烧状况分析炉膛内部还原性气氛的成因和解决措施。在改变炉内配风方式的情况下,测量了炉内的CO和O2浓度,发现炉内的浓度场相对比较稳定,但该锅炉的燃烧器区域供风不足,因而较多情况下表现为还原性气氛,单纯增加总风量并不能消除炉内还原性气氛,而且还会导致锅炉经济性降低,宜采取合理的三次风和二次风匹配关系等措施消除炉内还原性气氛。     

1000 MW机组塔式锅炉NOx排放的试验研究

以某电厂1000MW超超临界机组塔式锅炉为研究对象,采用低NOx燃烧优化技术,进行了变氧量、变二次风配风方式、变煤层二次风、变强耦合式燃尽风（CCOFA）风量和变分离式燃尽风（SOFA）风量对锅炉NO、排放浓度影响的试验研究,分析了锅炉NOx排放浓度与锅炉运行参数的关系,试验研究结论可用于指导同类型锅炉的高效低NOx运行.