上网注册|上网登陆
加入收藏|下载中心|留言板

88必发娱乐

88必发娱乐>专业论文

W火焰炉吹灰器选择

编辑:   发布时间:2019-08-11

摘  要】本文针对现有吹灰器类型及特点进行分析,结合大唐阳城发电有限责任企业一期350MWW火焰炉炉型特点及燃烧特性对吹灰器选择进行了分析,先容一种低频大功率旋笛声波吹灰器解决W火焰炉尾部烟道积灰的方法。

【关键词】W火焰炉;蒸汽吹灰器;声波吹灰器

      本文详细对比了各种吹灰器的特点,结合大唐阳城发电有限责任企业350MWW火焰炉吹灰器选型和应用实例,先容一种低频大功率旋笛声波吹灰器解决W火焰炉宽尾部烟道受热面积灰的方法。

1 W火焰炉先容 

1.1 W火焰炉的特点

      W火焰炉主要用于燃烧低反应能力的无烟煤和贫煤。收到基挥发分Vdaf<10%的煤称为无烟煤,无烟煤具有含碳量多、挥发分低,机械强度高、质硬、密度大、内孔隙小、不易研磨,挥发分析出温度高,导热性差、着火困难、着火温度高、热稳定性差、燃烧时化学反应速度极慢,不易燃尽等特性。在无烟煤的燃烧中要着重解决着火、稳燃、燃尽三个主要问题。为了保证无烟煤着火、稳燃、燃尽三个主要问题,W火焰炉设计了特殊的燃烧器保证着火,并设计较长的燃烧行程以保证足够的燃烧时间。

      拱形炉膛W火焰固态排渣炉为美国FW企业首创,由法国和日本发展起来。在结构上W型火焰锅炉和一般四角切圆燃烧方式锅炉的Π型结构不同,燃烧室由两部分组成,上部是辐射炉室、下部为拱形的燃烧室,燃烧室的深度一般比辐射炉室大80%~120%[1]。因此锅炉宽度与同容量煤粉炉相比,炉宽较长(我厂一期350MW机组锅炉宽度25米;二期600MW机组锅炉宽度35米),尾部烟道受热面布置紧凑,双烟道布置,利用烟气挡板来调节烟气量,从而调节再热器出口的汽温。

 

图1 锅炉结构示意图

 

 

 

       焰炉的主要技术是燃烧室敷设卫燃带,使炉膛吸热量减少,从而使炉膛热负荷提高[2]。单侧燃烧行程呈“U”形,较煤切圆粉炉燃烧行程长。下炉膛较矮、上炉膛较高是美国FW企业炉膛构型的特征。通过降低下炉膛高度使整个燃烧过程都在下炉膛高温区完成,利于无烟煤粒的燃烧和燃尽。上炉膛主要用来冷却烟气,其高度由炉膛出口烟温决定[1]。

1.2 W火焰炉燃烧特性导致的积灰特点

1.2.1 燃烧温度高,导致烟气NOx含量高

      NOx的生成机理有三种:热力型、燃料型、快速型。其中,热力型NOx是指燃烧用空气中的N2在高温下被氧化而生成氮氧化物。热力型NOx的主要影响因素为温度和炉膛含氧量。事实上,燃烧温度低于1800K(1526℃)时,热力型NOx生成极少,温度高于1800K(1526℃)时,热力型NOx开始大量生成,并随着温度的升高呈指数规律增长,热力型NOx生成与温度关系[3]如图2所示。

 

图2 热力型NOx生成与温度关系曲线

 

      鉴于无烟煤的着火特点,W火焰炉炉膛温度维持在较高水平。如图3所示,实际燃烧过程中,在下部炉膛中心产生高温高氧区,无烟煤燃烧的不稳定也将产生局部高温区,这是热力型NOx生成的关键。

 

图3 FW技术W火焰炉燃烧特性示意图

 

       图3为W火焰炉燃烧过程中某两种工况的NOx浓度分布模拟图[4],可见在高温区出现热力型NOx浓度可达6000mg/Nm3,整个炉膛区域NOx浓度均大于500mg/Nm3。燃烧后的烟气中NOx含量极高,对脱硝反应器脱硝率要求高。实际上为了减少NOx的生成,W火焰炉采用低NOx燃烧器和分级配风等措施甚至采用SNCR+SCR两种方式进行脱硝。

      W火焰炉在下部着火,从炉膛底部向上流动时,部分颗粒较大的灰直接掉入炉膛底部,烟气经初步分离后,较细较轻的飞灰随着烟气进入尾部烟道。由于烟气中NOx含量高,脱硝反应器喷氨量大,造成氨逃逸率大,尾部低温区烟气不均匀,易造成受热面积灰带来的局部超温现象。

1.2.2 燃烧煤粉细,积灰易吸附管排

      W型火焰炉设计燃用无烟煤,无烟煤反应活性低,为了保证煤粉完全燃烧,制粉系统磨制煤粉细度较细,因此锅炉燃烧产生的飞灰粒径很小,烟气中携带的飞灰粒径一般小于200μm,大部分是粒径为10~30μm的颗粒。这种微小粒径的飞灰极易被烟气带走,直径越小的灰粒,比表面积越大,与管壁接触面积越大,分子间引力大于自身重力,从而非常容易吸附在管壁上[5]。

2 W火焰炉吹灰器的选型 

2.1 吹灰器先容

      蒸汽吹灰器。电厂一般采用传统的蒸汽吹灰器,使用高温高压蒸汽作为吹灰介质。此类吹灰器枪管设计行程长,适用于大容量机组。但由于在锅炉高温烟气环境中使用长行程枪管容易产生变形,导致吹灰器产生卡涩,在炉内难以退出,恶劣的可能有枪管熔断砸坏锅炉受热管的情况发生。另外用高参数的蒸汽本身是一种能源浪费,更主要是对锅炉的受热面有冲击,造成受热面吹损甚至爆管,威胁安全生产。

      燃气激波吹灰器。激波吹灰器主要靠按比例配制的可燃气达到某一浓度时点火引爆产生压力波,利用压力波进行清灰。这种方式会引起较大的压力波动,如用到负压锅炉上可能会引起锅炉负压不稳定,对锅炉运行有一定影响。且为减少对锅炉负压影响,一般激波吹灰器的爆破压力会特意设定较小值,也因此吹灰距离不会很远,大概在4米左右。

      声波吹灰器。声波吹灰器从发声原理可分为四类:共振腔式。发声原理如同吹哨子。产品尺寸很小,本体尺寸接近茶杯,外接DN15-DN25气管,因此产生的是高频声波。声波具有指向性,轴向和径向吹灰距离不同;膜片式。发声原理利用压缩空气吹动金属膜发声,如同敲鼓。膜片式和共振腔式声波吹灰器由于自身的发声特性,导致吹灰距离不超过4米,无法应用于炉宽大于8米的锅炉;气流扬声器。气流由气室经喷口时受外加电信号调制,调制是通过调制缝的面积变化实现的。由于存在电动式策动单元,一般不使用于高温段(600℃以上),高温电动线圈会烧损。此种吹灰器发声效率低,耗气量大;旋笛式。切割直流空气流发声。旋笛发声技术是一个公开的发明专利,但是各企业由于技术水平不同,导致产品发声功率相差很大,目前平均声压级可做到145dB左右,国内最先进水平可做到155dB以上,吹灰距离可达12米以上。

2.2 W火焰炉吹灰器选型

      锅炉概述。国内部分W火焰炉受热面竖直管排布置距离前后墙很近,如巴威和福斯特惠勒(我厂),前后墙进枪困难,所以吹灰器一般布置在左右侧墙。阳城国际发电有限责任企业一期6×350MW锅炉由美国福斯特·惠勒能源企业制造,为亚临界、一次中间再热、双拱型单炉膛W型火焰、平衡通风、固态排渣、露天布置、自然循环汽包型燃煤锅炉。尾部烟道尺寸为前烟道24.8m×4m,后烟道24.8m×3.7m,烟气流在低再与低过之间不相通。

      结合我厂锅炉尾部烟道前后墙宽度较长、受热面布置紧密、前后墙进枪困难的特点,吹灰器一般布置在左右侧墙。在吹灰器的选择上,需要对各种类型吹灰器的吹灰距离、吹灰效果、日常运行维等个方面进行综合分析。

      我厂原来使用的是传统的蒸汽吹灰器,由于蒸汽吹灰器距换热面过近,换热管吹损现象严重,日常维护量大,因此提出了吹灰器技改。调研了各种类型声波吹灰器使用效果,最终选用北京中科声威的大功率低频旋笛式的声波吹灰器。这种吹灰器发声效率高,吹灰距离大于12米,在左右墙安装的条件下能够完全覆盖25米宽的受热面。

      鉴于此种声波吹灰器的应用效果良好,我厂一期6台锅炉的蒸汽吹灰器全部换成了大功率的声波吹灰器,目前尾部烟气温度与同期使用蒸汽吹灰器的烟温降情况相当(见下表),锅炉运行状况良好,对吹灰器日常维护量也大大减少。

 

 

3 结论

       大功率低频旋笛式声波吹灰器在解决宽尾部烟道的W火焰炉受热面除灰方面有明显的除灰效果,达到了停止投运蒸汽吹灰器的目的。此外,大功率低频旋笛式声波吹灰器在避免受热面管排吹损、保证吹灰效果的同时,大量节约了运行成本和维护成本,声波吹灰器已经在W火焰炉吹灰中占据重要地位。

 

参考文献

[1]陈天熙.国内W型火焰锅炉的探讨.中小企业管理与科技.

[2]李光耀.方健.宋建珂.新型“W”型锅炉受热面超温的解决办法.科技探索与应用.

[3]朱伟平.300MW W火焰锅炉炉内燃烧过程及NOx分布的数值模拟.

[4]华电电力科学研究院.我国发展超临界W火焰炉的几点思考.

[5]张天胜.声波吹灰器在600MW“W”型锅炉尾部烟道中的应用[J].中国科技期刊数据库.

(此专文摘自《88必发娱乐游戏》杂志文库,专文主创:大唐阳城发电有限责任企业  薛  凯)

XML 地图 | Sitemap 地图