煤粉均分裝置調(diào)研報告

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組安全、經(jīng)濟(jì)運行的重要條件，也是低Nox燃燒技術(shù)順利實施的前提條件。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)重影響機組運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。在機組承擔(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)計標(biāo)準(zhǔn)和計算方法》（DL/T5154-2002）第8.1條中明文規(guī)定，對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)備運行狀況和輸粉管線設(shè)計等因素，導(dǎo)致各個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，尾部配置兩臺三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。鍋爐點火采用少油點火裝置。燃燒器采用旋流煤粉燃燒器，采用前后墻對沖布置，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)，主要供煤礦點為棗泉煤礦和梅花井煤礦。煤質(zhì)特點為低灰、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)機直吹式制粉系統(tǒng)，每爐配6臺磨煤機，五運一備，設(shè)計煤粉細(xì)度R90=18%，煤粉均勻系數(shù)n=1.2。每臺磨煤機出口設(shè)置有動態(tài)分離器。在動態(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，該型式分配器在運行中可調(diào)，將分配器上的濃相和稀相調(diào)節(jié)機構(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6臺中速磨，每臺中速磨設(shè)計由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、磨煤機出口均衡（分配器）、一分二分配器。1、 磨煤機出口煤粉均衡方案：磨煤機出口成型的產(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)場實際每臺磨煤機出口4支煤粉管道安裝3套均衡閥，因為有一只煤粉管道阻力最小，無需安裝。圖1均衡閥與安裝位置示意圖均衡閥方案，其特點為均衡閥具有調(diào)整煤粉阻尼，對風(fēng)的影響較小。通過調(diào)整均衡閥開度，實現(xiàn)對磨煤機出口煤粉管道阻尼的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實現(xiàn)各路煤粉阻尼相近，使得煤粉分配均勻。為了實現(xiàn)風(fēng)粉均衡均衡閥需要與可調(diào)縮孔同時使用，通過現(xiàn)場調(diào)試達(dá)到均衡風(fēng)粉的效果。2、 風(fēng)粉監(jiān)測成熟的技術(shù)有靜電和微波。靜電有探針式和盤管式，探針式因為磨損問題、探針式本質(zhì)的局部監(jiān)測問題導(dǎo)致現(xiàn)場連續(xù)應(yīng)用存在問題。靜電盤管式因為磨損小、盤管包括所有通過煤粉等有較好的應(yīng)用。微波因為受環(huán)境溫度和其他因素影響無法保證長期問題運行。盤管式靜電風(fēng)粉在線測量代表廠家有美國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)。這樣就可實現(xiàn)對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