電站鍋爐制粉系統及燃燒系統的設計_畢業設計中期報告-資料下載頁

【導讀】鍋爐額定壓力14MPa，過熱蒸汽溫度540℃，給水溫度240℃，冷風溫度30℃，熱風溫度350℃，排煙溫度148℃，鍋爐效率92%；燃料為包頭長漢溝礦煙煤，墻及護板的爐膛，漏風系數△α=；凝渣管束，漏風系數△α=0；過熱器，漏風系數△α=003；磚墻砌的煙道，漏風系數△α=；可磨性系數Kkm及由它們決定的磨制煤粉的細度R90為主要選擇。對機組配4臺磨煤機。能夠按鍋爐負荷與磨煤機出力連續不斷的給煤，運行可靠不易卡堵；粉系統布置，鍋爐負荷調節要求結合給煤機的性能特性來選用。煤機或刮板式給煤機。給煤機需要出力：BM×120%=×=t/h，選取兩臺MGF-55型給煤機，最大出力55t/h，鋼結構的圓筒倉型，下接圓錐形或雙曲線型出口段，其內壁應光滑耐磨。內側，宜作成圓弧形。時，截面不應突然收縮。斗外壁宜設震動裝置或其他防堵裝置。值煤取下限，高熱值煤或每臺爐設置兩臺磨煤機時取上限值，取T=10。cB——鍋爐最大連續蒸發量時的燃煤量，取cB=。

　　

【正文】 最主要的兩種燃燒方式 [22]。這兩種燃燒方式各有其特點 ,國外及國內的各個設計制造廠都有自己的設計和制造經驗。這兩種燃燒方式的優劣很難一概論定 ,具體采取哪種燃燒方式則要根據制造廠的設計及制造經驗 ,并考慮使用單位的運行經驗 ,根據燃料特性、爐膛形式、制粉系統等各方面因素綜合考慮加以確定。 墻式布 置旋流燃燒方式與四角布置直流燃燒方式比較 燃燒方式的優劣主要由以下幾方面決定 :煤種適應性及燃燒效率 ,著火和穩燃能力 ,結渣及高溫腐蝕特性 ,煙溫偏差 ,NOX 排放 ,氣溫調節特性等。下面就這幾個方面加以分析比較。 （ 1） 煤種適應性及燃燒效率 眾所周知 ,直流式四角燃燒方式對煤種適應性廣 ,合理組織爐內空氣動力場 ,保證煤粉及時著火和爐內穩定燃燒 ,具有較高的燃燒效率 ,同時可以采取多種手段促進煤種適應性和強化燃燒 ,例如可采用敷設衛燃帶、熱風送粉、濃淡 WR 型寬調節比燃燒器、 PM 型燃燒器、鈍體等技術。直流式燃燒器可燃用 劣質煤及揮發分較低的無煙煤。而旋流式燃燒方式早期煤種適應性較窄 ,近年來旋流燃燒技術得到了很大發展 ,例如徑向濃淡旋流技術、 PAX 型燃燒器、雙調風燃燒器等技術不斷地應用和發展 ,使旋流燃燒方式對煤種適應性不斷拓寬。現在直流式四角燃燒方式和旋流燃燒方式在煤種適應性及燃燒效率方面的差距不斷縮短。 （ 2）著火及穩燃能力 切圓燃燒煤粉氣流靠鄰角熱煙氣加熱著火 ,整體組織燃燒。在鍋爐低負荷運行時 ,由于燃燒強度的減弱會影響燃燒的穩定性 ,燃用劣質煤還需采取強化著火和穩燃措施 ,如采用雙通道自穩式燃燒器或 WR 型寬調節比燃燒器等都 具有較好的低負荷運行的穩燃能力 。采用旋流式燃燒器是提高鍋爐燃燒效率和燃燒穩定性的重要措施之一。旋流式燃燒器對周圍介質具有高卷吸率 ,在出口處能使煤粉與空氣快速混合 ,氣流旋轉強烈 ,形成高溫回流區 ,提高火焰穩定性。 （ 3）煙溫偏差 切向燃燒方式存在的一個重要問題是煙溫偏差。因為各個燃燒器的火焰在爐河北工業大學 城市學院 本科畢業設計（論文）中期報告 膛中形成強烈旋轉氣流 ,這種旋轉氣流上升到爐膛出口及水平煙道還沒有完全消弱 ,因此產生煙溫偏差。近年來采取燃燒器頂部風反切 ,對消除旋轉氣流有一定的作用。旋流燃燒方式采用前墻或對沖布置 ,使沿爐膛寬度方向熱負荷分布均勻 ,爐膛出口 及水平煙道的煙溫偏差較小。 （ 4） NOX 排放 對于降低 NOX 排放 ,采用切向燃燒方式和旋流燃燒方式 ,使用效果都很好。對于切向燃燒 ,一二次風混合容易控制 ,易于實現分級配風 。切向燃燒爐內溫度沿爐內高度分布平緩 ,峰值低 ,不利于熱力型 NOX 生成 。切向燃燒還可以采用濃淡燃燒、同心切圓燃燒技術等進一步降低 NOX 排放。普通旋流燃燒器由于一二次風混合比較強烈 ,過快的溫升及過量氧的加入 ,使燃燒強度很高 ,可能導致 NOX 大量生成。隨著旋流燃燒技術的發展 ,Bamp。W 公司開發的雙調風軸向旋流燃燒器 ,可以通過調節內一次風和外二次風 的風量和旋流強度來調節一次風與二次風的混合點 ,使其所排放的 NOX 達到最小值。國內開發的徑向濃淡旋流式燃燒器 ,通過煤粉濃縮器將一次風沿徑向分為濃淡兩股 ,同心射流 ,運行表明這種燃燒器可以大大降低NOX 的生成。 （ 5） 結渣和高溫腐蝕 四角布置燃燒方式在爐內形成強烈的切圓旋轉氣流 ,未燃盡的煤粉顆粒易從氣流中分離出來 ,沖刷水冷壁 ,引起結渣和高溫腐蝕。采用 CFS(同心切圓燃燒 ) 技術和濃淡燃燒技術可減輕結渣和高溫腐蝕。旋流燃燒器對介質卷吸率高 ,這就減少了未燃盡煤粉沖刷水冷壁的機會 ,而且沿水冷壁寬度熱負荷分布均勻 ,結渣和高溫腐蝕較易控制。 （ 6） 氣溫調節特性 四角布置直流燃燒器可以通過擺動燃燒器來調節蒸汽溫度 ,調節幅度比較大 ,而且對流受熱面布置簡單。旋流燃燒器采用雙煙道擋板調溫或煙氣再循環的方式進行蒸汽溫度調節 ,但無論采用哪種方法都會使系統復雜化 ,而且增加設備成本。通過以上分析和比較 ,直流燃燒方式和旋流燃燒方式各具特點和優勢 ,而且具有互補性。能否結合這兩種燃燒方式的特點 ,揚長避短 ,開發出一種最佳的燃燒方案 ,是我們試圖尋求的途徑 [23～ 25]。 四角布置旋流燃燒器切圓燃燒方案論證 河北工業大學 城市學院 本科畢業設計（論文）中期報告 (1) 方案的提出 以哈爾濱鍋爐廠 200 MW 發電機組鍋爐為例 ,采用四角布置旋流燃燒器切圓燃燒方案。燃燒器采用雙調風或徑向濃淡旋流式、 4 層布置、 16 只噴嘴、整體大風箱結合。在每個燃燒器上部布置二次風噴嘴 ,二次風噴嘴可采用 CFSI 技術增加貼壁氧濃度 ,形成二次風外切圓 ,在爐膛中形成二次風裹著煤粉旋轉的火球。另外 ,可在爐膛中心維持欠氧氣氛 ,推遲二次風與一次風混合 ,減少 NOX生成。 為了改善火焰后期混合效果 ,提高煤粉燃盡度 ,在整個燃燒器上部或四周水冷壁上設置燃盡噴嘴 ,并采用較高風速 ,增加其在爐內的穿透能力。爐內風量分配 : 燃燒器出口過量空氣系數 為 ,每只燃燒器上的二次風過量空氣系數為 ,總的過量空氣系數為 ～ 。這種配風方式 ,完全符合分級送風的原則 ,對控制 NOX 排放極其有利。 (2) 方案的優點如下： ,對著火和穩燃更有利 ,增加了煤種的適應性 。 ,可防止煤粉直接沖刷水冷壁壁面引起結渣和高溫腐蝕 。 ,氣流旋轉弱 ,爐膛出口煙溫偏差小 。 ,結構簡單 ,采用分隔風箱 ,能夠根據煤種變 化 ,精確調節風 —煤比 ,便于調節燃燒和控制低 NOX 排放 。 ,使配風均勻 ,風門和執行器布置簡單 ,便于控制和調節 [26]。 綜上采用四角布置旋流燃燒器切圓的燃燒方式，如圖 4 所示。 河北工業大學 城市學院 本科畢業設計（論文）中期報告 三．小結 ： 通過一個月的設計工作，完成了電站鍋爐的制粉系統的設計。按設計要求完成了空氣消耗量、煙氣排放量、煤粉消耗量的計算；制粉系統采用了中速磨煤機正壓直吹式冷一次風機制粉系統并完成了磨煤機、給煤機、原煤倉、密封機、空氣預熱器、一次風機、粗粉分離器等設備的選型。在設計過程中，嚴格按照國家標準和設 計手冊的要求去計算和選型。 由于設計時間有限，再加上受到自身知識的限制，設計過程中會有一些誤差甚至是錯誤。希望老師能夠批評指正。 參考文獻： [1]賈鴻祥主編 .制粉系統設計與運行 .北京 :水利電力出版社 ,1995 [2]葉江明 .電廠鍋爐原理及設備 [M].北京：中國電力出版社 ,2020. [3]曾緯西 .鍋爐設備及運行（第二版） [M]. 北京：中國電力出版社 ,1996. [4]曹榮秀 ,于景澤 ,王偉 ,電站鍋爐的燃燒器形式及分類 ,鍋爐制造 ,2020 年 03 期 [5]胡蔭平主編 . 電站鍋爐手冊 . 北京：電力工業出版社， 2020 [6]郝慶福 .火電廠鍋爐燃燒優化方法分析與研究 [D]. 華北電力大學 2020 [7]邊立秀 ,周俊霞 ,趙勁松等 .熱工控制系統 [M].北京 :中國電力出版社 ,2020. [8]卞正崗 .電力工業自動化的發展 [J].中國儀器儀表 ,:29~33. [9]劉紅 波 ,李少遠 .火電機組先進智能控制及其應用 [M]北京 :科學出版社 2020. [10]中華人民共和國國家經濟貿易委員會發布 .火力發電廠制粉系統設計計算技術規定 .中國電力出版社， 2020. [11]吳味隆 .鍋爐及鍋爐房設備 .第 4 版 .中國建筑工業出版社， 2020. [12]何佩敖 ， 旋流式煤粉燃燒器 (二 )[J]。電站系統工程 。1988 年 02 期 . [13]丁立新主編 .電廠鍋爐原理 .北京：中國電力出版社， 2020. [14]潘效軍 ,馬金鳳 ,吳景興 .三分倉回轉式空氣預熱器漏風綜合治理 [J].中國電力 ,2020,35(7)： 2125 [15]許桂琴 ,方聯 .2020t/h 鍋爐一次風機的選型分析 [J].吉林電力 ,2020,(5): 4749 [16]馮小潔 .電站風機優化運行探討 [J].發電設備 ,2020,(1):1415 [17]劉新輝 .鍋爐密封風機系統研究與改造 [J].東北電力技術 ,2020,(12):2124 [18]潘海鴻 .中速磨密封風機的改造 [J].內蒙古電力技術 ,2020,21(3):3234 [19]邊青 ,譚厚章 ,余戰英 ,胡永慶 .火電廠粗粉分離器的改型設計與應用 [J].現代電力 ,2020,(Z1). [20]康達 ,武勇 ,李永星 ,趙偉民 ,粗粉分離器在電廠制粉系統中的選配和改進 [J]. 電站系統工程 ,2020,(5):4546 [21]楊衛娟 ,劉建忠 ,章志勇 ,周志軍 ,趙翔 ,黃鎮宇 ,周俊虎 ,曹欣玉 ,岑可法 . 電站河北工業大學 城市學院 本科畢業設計（論文）中期報告 送風機性能試驗及運行優化 [J].熱力發電 ,2020,(4)： 4852 [22]金 燕 ,張海霞 ,鄭洽余 ,徐秀清 .秦皇島熱電廠 670噸 /時鍋爐旋流燃燒器改造探討 [J].熱能動力工程 ,2020,15(6)： 604606