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电厂低氮燃烧系统改造如何进行?
RSS 打印 复制链接 发布时间:2019-06-19 16:21:33

 摘要:伴随着我国经济的不断增长,我国城市和各大企业对电力能源的需求不断提高,因此电厂运行过程中的稳定性就变得尤为重要。在这一需求推动下,电厂低氮燃烧系统改造就获得了更多的关注,它对电厂运行稳定性有着积极的作用。同时随着国内新环保标准的推出和执行,电厂低氮燃烧改造也提升了对电厂生产的环保性。本文从电厂低氮燃烧系统结构、具体措施及运行稳定性的角度出发,综合了电厂低氮燃烧改造活动的实际情况,探讨电厂低氮燃烧改造存在的问题,这对我国未来的发展有着重要的意义。

电厂低氮燃烧改造活动,  在一定程度上对电厂运行效率有很大的提升,同时对电厂电力生产活动的环保性也有积极作用。电厂低氮燃烧系统结构复杂,各部分匹配要求标准高,因此准确掌握电厂低氮燃烧系统的结构,可以为后续系统改造打下坚实的基础。

1 改造前的电厂低氮燃烧系统概况

1.1 主风箱外部设备情况

风箱外部设备由点火器控制柜、油点火器、火检装置主要组成。风箱设备中的所有风喷嘴和燃料喷嘴利用风箱外部的连接杆连接到电动倾斜驱动单元上,并能够在垂直方向进行倾斜角度进行调整。风箱中炉膛四个角的倾斜驱动调节是同步的,保证了所有的喷嘴在倾斜角度方面都是相同的。而炉膛中火球的相对位置通过使所有喷嘴倾斜程度同步来实现上下移动。风门的开合程度是根据预先设定的程序来控制的,而所有的风门都是由电动驱动装置驱动的。

1.2 改造前的内部风箱结构

在电厂低氮燃烧系统改造进行之前,位于炉膛的四个角分别有4个风箱,这些风箱内的设备将燃料和风送到炉膛内,以确保对炉膛内燃料和风量的控制。每个风箱内部都被分割成9个小风室,这9个小风室内分别安装有二次风喷口或煤粉燃烧器。每个风箱内都有自己独立的行动控制系统,利用翻板门的形式对进入到炉膛内的风量和燃料量进行控制,同一层的4个角的翻板门行动是同步的,因此进入这4个小风室的风量是一致的并保证炉膛内的燃料能充分燃烧。翻板门在不同层可以被调节到不同的开合度,这样给风箱输送的燃料量和风量就会不同。不同层小风室内产生的二次风风速可以根据一些运行参数来控制,如给煤量和风箱与炉膛内差压。

1.3 风室内部配风情况

燃料风又称周界风或3次风,风源来自二次风大风箱引出。位置靠近煤粉喷嘴,起到加速和混和煤粉气流以及冷却煤粉喷嘴的作用,每个煤粉喷嘴都配备一个燃料风室,一般由本层的给煤量控制。辅助风主要是通过两层煤粉燃烧器喷口层之间的小风室进入炉膛的二次风,它是对炉膛内的燃烧效率进行调节的风项。可以通过调整这些“燃烧控制风门”(控制辅助风的翻板门)的开合程度对炉膛内部的燃烧压力与风量之间的差压进行控制。通过调节风门开度和炉膛进风量来保证其他燃料和氧气的进入。

2 改造电厂低氮燃烧系统的具体措施

2.1 水平方向偏转调整分离式燃尽风

分离式燃尽风每一层都分为3个小风室,每个风室装有的燃尽风喷嘴都是可调节的,并可以大范围的在水平方向进行调整,由手动完成。炉膛运行时有一定要求的,为了保证燃尽风喷嘴在倾斜角度调整上能够符合这些要求,这些喷嘴的水平方向倾斜调节角度要严格按照炉膛的转角形状进行限制。通常情况下,燃尽风喷嘴应顺时针倾斜为确保炉膛内的燃烧效率,因为如果不倾斜的直向燃尽风喷口喷出燃亮气体后,就会导致三个喷出的燃料风相互影响,直接导致原本配好的煤粉与空气之间的组织结构被破坏。但是如果将燃尽风的喷口倾斜设置,就能够确保喷口喷出的燃料风在炉膛内顺时针旋转,这样就能保证燃料风燃烧的正常运行。也就是说在启动试验的开始阶段和低NOx同轴燃烧系统调试过程中能够确定分离式燃尽风喷口水平方向偏转的最佳角度,一旦确定了这个水平方向偏转的最佳角度,在以后的运行中就不必重新调整了。以上所说的是顺时针倾斜的情况,但在实际情况中也有少数逆时针倾斜的分层分离式燃尽风,电厂一般不会采用这种方式工作,因为这种逆时针倾斜方式会导致燃烧器中的燃料风逆时针旋转,与地球自转相反,不能使燃料充分燃烧。

2.2 垂直方向偏转调整分离式燃尽风

要实现对偏转的调整,得通过调节分离式燃尽风喷口的连接杆并在水平方向调节,连接杆直接连接在每一个分离式燃尽风喷嘴的本体上。每一层分离式燃尽风风室的下面有两个分离式燃尽风喷嘴,在水平方向调整连接杆,并将它们分别连接到特有的曲柄结构上,这个曲柄结构是以固定在燃尽风风箱旁边的定位销为转轴的结构。每一层分离式燃尽风风箱里的3个喷嘴和3个连接曲柄结构都要连接到这层的分离式燃尽风风箱的这个垂直偏转驱动结构连接杆上。而每一层分离式燃尽风的风室里最上层的喷嘴曲柄都要连接到一个“穿过风箱一侧连接到风箱外部驱动结构的转轴”上。

2.3 利用火焰附着式煤粉燃烧器喷嘴

附着式火焰煤粉燃烧器喷嘴利用减少煤粉流着火点离喷嘴的距离,对于控制氮化气体的产生起到一定的辅助作用。而这个流程的实现需要空气偏导器的帮助,在喷嘴出口位置安装空气偏导器起到增大喷口区域的气流阻力作用,并能够有效的简短煤粉流着火点离喷嘴的距离。通过调节风室风门的开合度来拉进着火点被喷嘴的距离,二次风就可以吹向煤粉流的周围和后面,这样对燃料风的内部组成结构也形成控制,从而确定喷嘴喷出的燃料风火焰的形状。对炉膛内火焰形状的准确控制是满足炉膛内燃料燃烧需求的基础,把整个低NOx同轴燃烧系统当作一个整体,这个整体被控制时,火焰附着式煤粉燃烧器喷嘴的操作就与调节到适当的煤粉燃烧器喷嘴出口的一次风风速和风量以及适当的煤粉细度密切相关。利用燃料风翻板门的开度在燃烧调节试验中调整并维持适当的着火点位置来实现优化。

通过对4个风箱的统一控制,每一个喷嘴的火焰形状都会受到严格精确的控制,从而确保对炉膛内火焰的燃烧温度、接触面积以及形状进行准确控制,满足了电厂需求。

2.4 水平分级配风技术的应用

技术不断在改造,电厂中推广了应用水平分级配风技术。水平分级配风技术是将在炉膛中的一部分二次风从主燃烧区抽离出来,减少了煤粉与风也就是煤粉流之间的接触,从而降低了煤粉流挥发出的阶段燃烧化学当量比,使煤粉流在自然挥发中生成高富燃料的火焰,维持炉膛水冷壁周围的氧化性氛围。这种方法不但能通过维持炉膛水冷壁周围的氧化性气氛,使炉膛内腐蚀和结渣的几率降低,从而使水冷壁保持相对干净,而且这种方法会使二次风与煤粉流不再接触,间接的对NOx的产生进行有效的控制,这样燃烧结束后就不会产生过多的有害污染物,契合了当下社会提倡的环保生产绿色经济发展的观念。

3 结语

电厂低氮燃烧系统改造前确实存在许多问题,但是随着科学技术的不断发展,电厂低氮燃烧系统进行改造。改造后,系统的稳定性有大幅度提升,与原来设备的匹配性也很好,它同时还降低了氮氧化物等污染物风排放量。总结来说,电厂低氮燃烧改造,既提高了电厂运行的稳定性,又对电厂生产产生了环保作用。

 

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