鍋爐燃燒器節(jié)油技術(shù)改造及經(jīng)濟(jì)分析

1、 鍋爐燃燒器節(jié)油技術(shù)改造及經(jīng)濟(jì)分析 摘要鍋爐燃燒器節(jié)油技術(shù)改造及經(jīng)濟(jì)分析，分析燃燒器需要改造的原因及改造的可行性研究，并對(duì)改造前后進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行狀況和經(jīng)濟(jì)比較。在有利于運(yùn)行控制的前提下，達(dá)到節(jié)能的目的。關(guān)鍵詞 鍋爐；燃燒器；節(jié)油改造；可行性分析；經(jīng)濟(jì)分析1、鍋爐設(shè)備與燃料簡(jiǎn)介300MW機(jī)組配套鍋爐系上海鍋爐廠生產(chǎn)的SG-1025/17.4-M847型亞臨界自然循環(huán)、單汽包、型布置、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、四角切圓懸浮燃燒煤粉爐，鋼球磨、倉儲(chǔ)式、熱風(fēng)送粉。燃燒器采用ABB-CE公司波紋擴(kuò)錐擺動(dòng)式直流煤粉燃燒器，燃燒器自上而下依次布置為：2-2-3-3-2-1-2-1-2-2-2-1-2-1-2除下部及

2、頂部二層二次風(fēng)為手動(dòng)調(diào)節(jié)外，其余噴口均采用電動(dòng)調(diào)節(jié)方式擺動(dòng)。1.1鍋爐額定工況主要設(shè)計(jì)參數(shù)名 稱單 位鍋爐最大連續(xù)出力（BMCR）鍋爐額定出力（100%）過熱蒸汽蒸汽流量出口蒸汽壓力出口蒸汽溫度T/hMpa102517.5540901.917.31540再熱蒸汽蒸汽流量蒸汽壓力 出/進(jìn)蒸汽溫度 出/進(jìn)T/hMpa849.63.72/3.9540/327753.43.31/3.46540/314給水溫度277269一次熱風(fēng)溫度346341.7二次熱風(fēng)溫度352.8347.8排煙溫度131.7127.8爐膛效率%94.9892.22爐膛深度12.8m爐膛寬度11.89m爐頂中心標(biāo)高60m1.2、燃

3、燒器設(shè)計(jì)參數(shù)如下表名稱風(fēng)率(%)風(fēng)速(m/s)風(fēng)壓(Pa)一次風(fēng)15624500二次風(fēng)636421000三次風(fēng)1695026001.3燃料燃料以貧煤為設(shè)計(jì)燃料。設(shè)計(jì)煤種為鄭州礦務(wù)局統(tǒng)配煤；校核煤種1為密縣地區(qū)礦煤；校核煤種2為河南混煤。煤質(zhì)資料分析見表：131 設(shè)計(jì)煤種應(yīng)用基低位發(fā)熱值QDWy21523KJ/Kg（5141kcal/kg）工業(yè)分析 (重量)元素分析（重量）應(yīng)用基全水分WY7.92碳CY 56.65分析基水分Wf0.47氫HY 2.51可燃基揮發(fā)分Vr15.98氧OY 3.62應(yīng)用基灰分AY28.21氮NY 0.81硫SY 0.28可磨性系數(shù)KkmBTU1.21灰分特性變形溫度t

4、11320軟化溫度t21440熔化溫度t31460灰分析（干燥基重量）SiO253.74K2O1.53Al2O326.53Na2O0.35Fe2O36.06MgO1.68CaO5.14SO31.92TiO20.98其它2.07灰的比電阻:溫度100時(shí) 1.4109 cm溫度150時(shí) 2.061011 cm溫度120時(shí) 2.27109 cm溫度180時(shí) 5.091012 cm 校核煤種校核煤種校核煤種應(yīng)用基低位發(fā)熱值QDWy18823KJ/kg(4496kcal/kg)23113 KJ/kg(5520kcal/kg)工業(yè)分析 (重量) 應(yīng)用基全水分 WY9.48.3分析基水分 Wf1.481.6

5、9可燃基揮發(fā)分 Vf11.4619.74應(yīng)用基灰分 AY35.3721.64元素分析（應(yīng)用基）碳 CY 49.2061.26氫 HY 2.453.08氧 OY 1.974.42氮 NY 0.990.85硫 SY 0.620.45可磨系數(shù)KkmBTU1.321.48灰分特性變形溫度 14631280軟化溫度 15001330熔化溫度 1450灰分析（干燥基重量）SiO258.5550.01Al2O325.4129.85Fe2O34.025.47CaO3.544.36K2O1.380.95Na2O0.280.20MgO0.813.95SO32.712.50P2O52.711.05其 它 0.271

6、.4點(diǎn)火及助燃用燃料鍋爐點(diǎn)火采用二級(jí)點(diǎn)火，即高能電弧點(diǎn)火器點(diǎn)燃輕油，輕油點(diǎn)燃煤粉，點(diǎn)火輕油特性如下：油種：0#輕柴油十六烷值 50%恩氏粘度（20時(shí)） 1.21.67E灰分 0.025% 機(jī)械雜質(zhì) 無水分 1%閉口閃點(diǎn) 65凝點(diǎn) 0低位發(fā)熱值Qnet.ar 4103141870KJ/kg1.5燃燒器布置風(fēng)室層號(hào)名 稱火焰檢測(cè)風(fēng)室高度(mm)備 注15頂部二次風(fēng)OFA2540手動(dòng)擺動(dòng)14頂部二次風(fēng)OFA1540手動(dòng)擺動(dòng)13三次風(fēng)噴嘴F810手動(dòng)擺動(dòng)12三次風(fēng)噴嘴 E810手動(dòng)擺動(dòng)11帶油槍二次風(fēng)噴嘴DE440電動(dòng)擺動(dòng)10一次風(fēng)煤粉噴嘴D710電動(dòng)擺動(dòng)9二次風(fēng)擋板CD440電動(dòng)擺動(dòng)8一次風(fēng)煤粉噴嘴

7、C710電動(dòng)擺動(dòng)7帶油槍二次風(fēng)噴嘴BC3440電動(dòng)擺動(dòng)6二次風(fēng)擋板BC2440電動(dòng)擺動(dòng)5二次風(fēng)擋板 BC1440電動(dòng)擺動(dòng)4一次風(fēng)煤粉噴嘴B710電動(dòng)擺動(dòng)3帶油槍二次風(fēng)噴嘴AB390電動(dòng)擺動(dòng)2一次風(fēng)煤粉噴嘴A710電動(dòng)擺動(dòng)1底部二次風(fēng)AA390手動(dòng)擺動(dòng)1.6鍋爐運(yùn)行條件：鍋爐從點(diǎn)火到帶滿負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間為：冷態(tài)啟動(dòng) 68小時(shí)溫態(tài)啟動(dòng) 34小時(shí)熱態(tài)啟動(dòng) 1.52小時(shí)鍋爐負(fù)荷變化速度定壓運(yùn)行 5%分滑壓運(yùn)行 3分鍋爐爐膛的設(shè)計(jì)壓力 5248Pa瞬間最大承受壓力 8730Pa2、目前鍋爐運(yùn)行狀況及存在問題機(jī)組自投產(chǎn)以來，鍋爐運(yùn)行狀況基本良好，各主要熱力參數(shù)基本能達(dá)到設(shè)計(jì)值，能達(dá)到50%鍋爐負(fù)荷時(shí)脫油穩(wěn)燃

8、能力，排煙溫度比設(shè)計(jì)值稍低。存在的主要問題是鍋爐啟停過程油耗較高，以降低啟停油耗為目的提出鍋爐燃燒器、油槍改造問題。3、改造的可行性分析300MW機(jī)組配套鍋爐均采用角置切圓燃燒、波紋擴(kuò)錐擺動(dòng)式直流煤粉燃燒器，典型的CE管道布置。煤粉直接點(diǎn)火燃燒器是基于四角切圓燃燒鍋爐設(shè)計(jì)，已在其他鍋爐成功應(yīng)用，因而在技術(shù)上是可行的。典型的CE管道布置特點(diǎn)，彎頭與燃燒器直接相連，使得進(jìn)入噴口段的煤粉氣流流態(tài)真正適合于WR燃燒器，這種緊奏布置方式也使改造顯得簡(jiǎn)單，因?yàn)閲娍谶B同彎頭一體更換為點(diǎn)火燃燒器，省去管道改動(dòng)的麻煩，彎頭本身形成了小油槍、點(diǎn)火槍安裝位置及方便的檢修空間，所以從安裝位置空間上也是可行的。熱工控制

9、方面的可行性分析：點(diǎn)火燃燒器顧名思義就是將點(diǎn)火槍、油槍與燃燒器結(jié)合在一起的意思，改造后將增加一層油槍及配套的點(diǎn)火裝置，提出熱工接口問題，為了解決增加熱工接口的麻煩，辦法是將AB油層的控制回路全部移至新裝的點(diǎn)火燃燒器油層，而AB層僅留油槍備用在緊急狀況下使用。關(guān)于火檢可利用AB層原火檢下傾一定角度監(jiān)測(cè)點(diǎn)火燃燒器油層，也可以把AB層火檢下移至點(diǎn)火燃燒器油層，但都能滿足要求，所以熱工方面也是可行的綜上所述，節(jié)油燃燒器的改造，從技術(shù)適用性、成熟程度、布置空間及熱工控制火焰監(jiān)測(cè)幾方面分析均是可行的。4、煤粉直接點(diǎn)火燃燒器介紹煤粉直接點(diǎn)火燃燒器就是將燃燒器與油槍有機(jī)結(jié)合的一種特殊燃燒器，它能在啟動(dòng)過程中以

10、少油完成點(diǎn)火啟動(dòng)過程，而在正常工況做一次風(fēng)噴口，俗稱小油槍。此技術(shù)開發(fā)于80年代中期，目前已發(fā)展到第六代，可以針對(duì)鍋爐容量、燃用煤質(zhì)、燃燒器結(jié)構(gòu)型式、管道布置特點(diǎn)、制粉系統(tǒng)方式進(jìn)行選型。隨著該技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用，這一思路已逐漸被行業(yè)認(rèn)同，于是也有一些廠家加入到這個(gè)技術(shù)行列，需要提醒的是小油槍只是一個(gè)俗稱，并不是只將油槍出力改小就可以達(dá)到節(jié)油的目的，也不是照搬式的在一次風(fēng)噴口中簡(jiǎn)單加裝一層油槍就能解決問題的。對(duì)于安裝有DCS控制系統(tǒng)的大型鍋爐，DCS接口、點(diǎn)火初期的燃燼度、燃燒強(qiáng)度、火檢能滿足滅火保護(hù)要求，都需要考慮。煤粉直接點(diǎn)火燃燒器利用特殊的結(jié)構(gòu)和先進(jìn)的機(jī)理，解決了點(diǎn)火初期滅火保護(hù)動(dòng)作問題，

11、幾家大型鍋爐成功應(yīng)用，證明此技術(shù)先進(jìn)合理可行。 該結(jié)構(gòu)充分考慮原燃燒器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及氣流流態(tài)，利用特殊結(jié)構(gòu)在噴口前部形成適合煤粉氣流著火燃燒的高溫高濃度區(qū)域，選用短距高強(qiáng)度點(diǎn)火燃燒器專用油槍，將有限的能量全部用于加熱局部高濃度煤粉，即使在點(diǎn)火初期也可形成足夠強(qiáng)度煤粉燃燒為主的火炬，實(shí)現(xiàn)小油槍帶粉單獨(dú)完成點(diǎn)火啟動(dòng)過程，達(dá)到節(jié)約燃油的目的。新的點(diǎn)火燃燒器內(nèi)部附件全部采用流線體順流結(jié)構(gòu)，其增濃方式依靠氣流的巧妙組合完成，解決了以前存在的磨損問題，保證了點(diǎn)火燃燒器作為主火嘴運(yùn)行所要求的使用壽命。5、具體改造方案：1） 將B層煤粉燃燒器從彎頭入口至噴口段更換為點(diǎn)火燃燒器2） 將AB層油槍點(diǎn)火槍控制回路全部移

12、至B層新裝油層，AB層油槍變?yōu)槭謩?dòng)備用，只在制粉系統(tǒng)異常情況下投入3） AB層火檢適當(dāng)下傾一定角度，用于監(jiān)測(cè)B層新裝油層火焰4） 改造前后燃燒器噴口布置方式不變6、改造后經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)A層燃燒器改造為煤粉直接點(diǎn)火燃燒器后預(yù)期可取得的效益分析如下：點(diǎn)火燃燒器小油槍出力根據(jù)煤質(zhì)、單只噴口熱功率可大致初定為600kg/h（根據(jù)鍋爐的使用情況，可以考慮熱功率為500kg/h），每小時(shí)點(diǎn)火燃燒器總噴油量2400 kg /h,在粉倉有粉條件下，點(diǎn)火燃燒器帶粉可單獨(dú)完成點(diǎn)火啟動(dòng)過程，按啟動(dòng)過程8小時(shí)計(jì)，總蠔油量為約20T/次，假設(shè)改造前按每次冷態(tài)啟動(dòng)油耗100T計(jì)，則改造前后每次節(jié)約燃油80T,考慮設(shè)備異常及操作因素按每次節(jié)油70T除去多燒的煤粉140T，以目前油價(jià)3000元/噸、煤粉價(jià)按300元/噸計(jì)算，每次可取得凈經(jīng)濟(jì)效益16.8萬元，啟動(dòng)3-4次即可收回投資，加之溫態(tài)啟動(dòng)、熱態(tài)啟動(dòng)的節(jié)約，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。 7、改造后實(shí)際運(yùn)行結(jié)果碩果累累 自從機(jī)組大修應(yīng)用少