煤粉均分裝置調(diào)研報(bào)告

一、 調(diào)研背景直吹式制粉系統(tǒng)各燃燒器一次風(fēng)粉分配均勻與否是決定鍋爐燃燒工況的重要因素之一。合理配置各燃燒器的一次風(fēng)速和煤粉濃度是保證鍋爐機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件，也是低Nox燃燒技術(shù)順利實(shí)施的前提條件。各燃燒器間的風(fēng)粉分配不均，將直接影響燃燒器出口煤粉氣流的著火及穩(wěn)燃，造成火焰偏斜、沖刷爐墻、爐膛熱負(fù)荷和氣溫偏差，Nox排放量增加，還可能引起一次風(fēng)水平管道內(nèi)煤粉沉淀，導(dǎo)致堵管，引起相應(yīng)的燃燒器燒壞，甚至引起局部還原氣氛強(qiáng)而產(chǎn)生受熱面局部高溫腐蝕或結(jié)焦、爆管等問題，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。在機(jī)組承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)且環(huán)保要求越來越嚴(yán)格的情況下，風(fēng)粉分配均勻性問題尤顯重要。電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《火力發(fā)電廠煤粉制備系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算方法》（DL/T5154-2002）第8.1條中明文規(guī)定，對(duì)中速磨直吹式制粉系統(tǒng)，同層燃燒器各一次風(fēng)管之間的煤粉和空氣應(yīng)均勻分配，其風(fēng)量偏差不大于土8%，煤粉分配偏差不大于±10%。煤粉均衡對(duì)鍋爐優(yōu)化燃燒，尤其是污染物生成和鍋爐燃燒效率影響較大。由于設(shè)備運(yùn)行狀況和輸粉管線設(shè)計(jì)等因素，導(dǎo)致各個(gè)燃燒器煤粉分配不均，因此尋求粉煤均衡的系統(tǒng)化解決方案以解決目前存在的問題。二、 我公司基本情況我公司為東方鍋爐（集團(tuán)）股份有限公司生產(chǎn)的1000MW超超臨界壓力燃煤直流鍋爐，單爐膛，對(duì)沖燃燒、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、露天布置、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)n型鍋爐，尾部配置兩臺(tái)三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。鍋爐點(diǎn)火采用少油點(diǎn)火裝置。燃燒器采用旋流煤粉燃燒器，采用前后墻對(duì)沖布置，前后墻各3層，每層16只（前后墻各8只），共48只。燃煤主要由由神華集團(tuán)下屬神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司供應(yīng)，主要供煤礦點(diǎn)為棗泉煤礦和梅花井煤礦。煤質(zhì)特點(diǎn)為低灰、低硫、高化學(xué)活性、中高發(fā)熱量，高揮發(fā)份。制粉系統(tǒng)為中速磨冷一次風(fēng)機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)，每爐配6臺(tái)磨煤機(jī)，五運(yùn)一備，設(shè)計(jì)煤粉細(xì)度R90=18%，煤粉均勻系數(shù)n=1.2。每臺(tái)磨煤機(jī)出口設(shè)置有動(dòng)態(tài)分離器。在動(dòng)態(tài)分離器出口配有4根煤粉管道，其后在連接燃燒器前每個(gè)煤粉管道又通過煤粉分配器分為2根煤粉管道。為保證風(fēng)粉分配均勻，本工程煤粉分配器要求采用雙可調(diào)煤粉分配器，該型式分配器在運(yùn)行中可調(diào)，將分配器上的濃相和稀相調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)整到恰當(dāng)位置就可保證風(fēng)量和粉量分配偏差小于5%,阻力小于0.5kPa。（鍋爐技術(shù)協(xié)議）二、煤粉均分裝置介紹：目前國內(nèi)1000MW一般設(shè)計(jì)6臺(tái)中速磨，每臺(tái)中速磨設(shè)計(jì)由4根粉管，在燃燒器前通過分叉一分為二進(jìn)入前后墻，或同一層燃燒器。所以煤粉均衡包括環(huán)節(jié)有：風(fēng)粉監(jiān)測(cè)、磨煤機(jī)出口均衡（分配器）、一分二分配器。1、 磨煤機(jī)出口煤粉均衡方案：磨煤機(jī)出口成型的產(chǎn)品有雙可調(diào)煤粉分配器和粉管安裝均衡閥兩種方案。1.1雙可調(diào)煤粉分配器早期由西安熱工院引入國內(nèi)，其技術(shù)原理為將煤粉利用密度不同分為濃相和淡相，對(duì)濃相和淡相進(jìn)行均衡分配，最后在出口進(jìn)行混合，達(dá)到風(fēng)粉均衡分配的效果。雙空調(diào)煤粉分配器投資較大、而且體積較大，早期電廠的改造或者前期按照該方案設(shè)計(jì)的電廠可以使用，由于受空間位置受限，很多電廠無法使用該產(chǎn)品。1.2在磨煤機(jī)分離器出口位置安裝均衡閥均衡閥如圖1所示。均衡閥為煤粉阻尼閥，能夠改變煤粉管道內(nèi)的阻力，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際每臺(tái)磨煤機(jī)出口4支煤粉管道安裝3套均衡閥，因?yàn)橛幸恢幻悍酃艿雷枇ψ钚?，無需安裝。圖1均衡閥與安裝位置示意圖均衡閥方案，其特點(diǎn)為均衡閥具有調(diào)整煤粉阻尼，對(duì)風(fēng)的影響較小。通過調(diào)整均衡閥開度，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨煤機(jī)出口煤粉管道阻尼的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各路煤粉阻尼相近，使得煤粉分配均勻。為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)粉均衡均衡閥需要與可調(diào)縮孔同時(shí)使用，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試達(dá)到均衡風(fēng)粉的效果。2、 風(fēng)粉監(jiān)測(cè)成熟的技術(shù)有靜電和微波。靜電有探針式和盤管式，探針式因?yàn)槟p問題、探針式本質(zhì)的局部監(jiān)測(cè)問題導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)應(yīng)用存在問題。靜電盤管式因?yàn)槟p小、盤管包括所有通過煤粉等有較好的應(yīng)用。微波因?yàn)槭墉h(huán)境溫度和其他因素影響無法保證長期問題運(yùn)行。盤管式靜電風(fēng)粉在線測(cè)量代表廠家有美國ESSEN和英國Greenbank。3、 一分二分配方案雙可調(diào)煤粉分配器方案，繩流擴(kuò)散和分配器組合方案。兩種方案均具有打散繩流、均勻分配風(fēng)粉的效果。1、雙可調(diào)煤粉分配器方案：雙可調(diào)煤粉分配器工作原理是：首先通過煤粉濃縮裝置將煤粉氣流分裂為兩股氣流，一股為高濃度小流量的氣流，另一股為大流量低濃度的氣流，再分別對(duì)這兩股氣流進(jìn)行分配，濃相空間和稀相空間分別布置有不同的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使得分配過程可調(diào)，分配后的濃、淡兩股氣流在分配器出口即相匯合，由相應(yīng)的煤粉管道送往爐內(nèi)。這樣就可實(shí)現(xiàn)對(duì)每根通往燃燒器的輸粉管道的煤粉及空氣流量分別進(jìn)行調(diào)整和控制。

2、繩流擴(kuò)散和分配器組合鍋爐燃燒器前煤粉管道通過格柵型煤粉分配器分為2之前，煤粉管道都有一個(gè)彎頭，煤粉通過該彎頭后，在管道中不均衡，形成“繩流”。造成分配不均衡。如圖1所示。煤粉在