2025W火焰鍋爐全燒煙煤改造技術導則

W火焰鍋爐全燒煙煤改造技術導則目??次TOC\h\z\t"前言、引言標題,1,參考文獻、索引標題,1,章標題,1,參考文獻,1,附錄標識,1"31295前言 II214961范圍 1263322規(guī)范性引用文件 122283術語和定義 191084總體原則 2250735摻燒試驗 223866設備改造 3321167改造后優(yōu)化調整試驗 4W火焰鍋爐全燒煙煤改造技術導則范圍本文件規(guī)定了燃煤電站W火焰鍋爐入爐煤質由無煙煤、貧煤變換為煙煤時的改造的基本原則、方法及內容要求，指導和促進發(fā)電企業(yè)設備改造工作，進一步提高W火焰鍋爐全燒煙煤的安全性、經濟性和環(huán)保性，為W火焰鍋爐安全、高效、經濟實現(xiàn)超低排放改造和節(jié)能降碳改造創(chuàng)造有利條件，推動燃煤電站鍋爐超低排放和節(jié)能降碳工作深入開展。本文件適用于在役的W火焰鍋爐燃用煙煤的改造摸底試驗要求、內容、鍋爐主輔機系統(tǒng)改造技術路線、鍋爐主輔機系統(tǒng)運行優(yōu)化調整試驗要求和方法的選取。規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T3715煤質及煤分析有關術語GB/T10184電站鍋爐性能試驗規(guī)程DL/T466電站磨煤機及制粉系統(tǒng)選型導則DL/T467電站磨煤機及制粉系統(tǒng)性能試驗DL/T1445電站煤粉鍋爐燃煤摻燒技術導則術語和定義GB/T3715、GB/T10184、DL/T466、DL/T1445界定的以及下列術語和定義適用于本文件。W火焰鍋爐Wflameboiler是一種燃燒無煙煤、貧煤的火焰為W形狀的鍋爐。W火焰鍋爐爐膛是由下部燃燒室和上部冷卻室所組成，下部燃燒室容積擴大一倍左右，燃料燃燒過程基本上是在下部燃燒室內進行。上下爐膛之間有一縮腰，燃燒器布置在縮腰上，煤粉氣流從縮腰處的拱頂向下噴射，并著火燃燒。著火后的煤粉氣流到爐膛下部后煤粉顆粒重量減輕，火焰受到燃燒室下部分級風的托起作用，向上轉折流動，在下部燃燒室內形成W型火焰。高灰分煙煤highashbituminouscoal20%<Vdaf≤37%，Aar≥20%的煙煤，其中Vdaf為干燥無灰基揮發(fā)分，Aar為收到基灰分。低灰分煙煤lowashbituminouscoal20%<Vdaf≤37%，Aar<20%的煙煤，其中Vdaf為干燥無灰基揮發(fā)分，Aar為收到基灰分。運行優(yōu)化operationoptimization根據機組主、輔機設備運行狀況，在與設計值、行業(yè)先進值、同類型機組標桿值對標的基礎上，通過開展性能試驗及綜合分析，建立一整套科學、合理的運行調整方法和措施，在保證安全、環(huán)保的基礎上使機組始終保持最優(yōu)運行方式和最佳的參數控制，持續(xù)降低機組運行能耗。摻燒試驗mixedburningtest按標準要求開展機組不同煙煤比例摻燒性能試驗，充分了解機組設備特性及運行性能，分析摻燒不同煙煤比例對鍋爐及其輔助系統(tǒng)運行參數影響，發(fā)現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)制約大比例摻燒煙煤的因素，為機組制訂安全、環(huán)保、經濟的全燒煙煤改造措施提供科學依據，有效提升鍋爐安全性、環(huán)保性和經濟性。摻燒方式coalblendingmode不同煤種進入爐膛燃燒的方式。主要分為間斷性摻燒方式、爐外預混摻燒方式和分磨摻燒方式以及兩種及以上摻燒的組合摻燒方式?？傮w原則4.1為適應燃煤電站W火焰鍋爐超低排放、節(jié)能降耗、煤種多變等新形勢，解決W火焰鍋爐煤種由無煙煤、貧煤變換為煙煤時鍋爐存在的安全、經濟和環(huán)保方面的問題，根據國家及行業(yè)有關法律、規(guī)范、標準相關規(guī)定，特制定本文件。4.2W火焰鍋爐在開展全燃煙煤改造前，應開展不同煙煤摻燒比例下鍋爐性能摸底診斷試驗，分析摻燒煙煤對鍋爐各系統(tǒng)的影響和制約全燃煙煤的關鍵因素。4.3針對制約鍋爐全燃煙煤的因素，開展系統(tǒng)性的技術改造。4.4W火焰鍋爐全燃煙煤改造后，為了使得鍋爐在最佳狀態(tài)運行，應開展制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)和SCR脫硝系統(tǒng)整體聯(lián)合優(yōu)化調整試驗。摻燒試驗5.1試驗要求5.1.1試驗前應進行擬摻燒煙煤的元素分析、工業(yè)分析、灰熔點和灰成分等，詳細計算分析煙煤的燃燒特性、結渣特性等。5.1.2鍋爐機組各主、輔機能正常運轉并滿足試驗要求，若有缺陷，應在試驗前消除。5.1.3整個鍋爐機組的嚴密性檢查，消除煙、風及制粉系統(tǒng)不應有的泄漏。5.1.4試驗負荷在100%、75%和50%負荷工況進行。5.1.5煙煤摻燒方式宜采用分磨進行。5.2試驗內容5.2.1磨煤機性能試驗。按照DL/T467要求開展磨煤機單耗、耗電率、煤粉細度、粉管一次風速測試。5.2.2鍋爐效率試驗。按照GB/T10184要求開展鍋爐效率試驗。5.2.3風機性能試驗。按照DL/T469要求開展一次風機、送風機和引風機出力、效率、耗電量、耗電率試驗。5.2.4SCR脫硝系統(tǒng)性能試驗。按照T/CEC251要求開展SCR脫硝系統(tǒng)試驗，測試脫硝系統(tǒng)進出口NOX濃度分布、氨逃逸等。5.2.5根據不同煙煤摻燒比例試驗結果，分析不同負荷下煙煤摻燒后對鍋爐制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、煙風系統(tǒng)、SCR脫硝系統(tǒng)各參數影響，重點關注對磨煤機耗電率、煤粉細度、飛灰含碳量、大渣含碳量、汽溫參數、爐膛溫度、脫硝進口NOX濃度、排煙溫度、風機耗電率、廠用電率等影響，觀察爐膛受熱面結焦情況，分析得到摻燒煙煤后鍋爐運行中存在的問題。設備改造W火焰鍋爐全燒煙煤改造是系統(tǒng)性工程，涉及到制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、煙風系統(tǒng)、受熱面、吹灰器、衛(wèi)燃帶優(yōu)化改造等，具體主要包括磨煤機選型、磨煤機出口粉管管徑優(yōu)化改造、燃燒器優(yōu)化設計改造、二次風系統(tǒng)及風量均勻性改造、高溫受熱面改造、衛(wèi)燃帶優(yōu)化改造、風機出力核算及改造、吹灰器優(yōu)化改造等。6.1為了提高制粉系統(tǒng)安全性，全燒煙煤后的制粉系統(tǒng)宜采用直吹式中速磨煤機系統(tǒng)。6.2根據煙煤煤質數據和摻燒試驗數據，開展制粉系統(tǒng)選型計算。6.2.1為了提高鍋爐在新型電力系統(tǒng)下的適應深度調峰、深度低氮燃燒和煤種變化等多方面的能力，磨煤機選型計算的煤粉細度R90建議按照DL/T5145中規(guī)定選取要求數值再進一步降低，低灰分煙煤可按公式R90=0.5nVdaf-Ad/8-2，Ad：收到基灰分，小于20%。高灰分煙煤可按公式R90=0.5nVdaf-Ad/4-2，Ad：收到基灰分，大于等于20%。6.2.2根據DL/T5121要求，采用中速磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)煤粉管道設計推薦一次風流速22m/s-28m/s，低負荷工況運行時，煤粉管道一次風流速不應低于18m/s，重新設計磨煤機出口一次風粉管道尺寸。6.2.3煤粉細度調節(jié)宜采用動態(tài)分離器。6.2.4原雙進雙出制粉系統(tǒng)中的給煤機宜利舊，并且同時旋轉適當的角度，在兩臺給煤機出口設置一個共用的原煤收集倉，實現(xiàn)分倉進煤，磨前摻配，兩臺給煤機同為一臺磨煤機給煤。6.2.5為了改善粉管風量、粉量偏差，改善燃燒均勻性，宜在磨煤機出口各粉管上加裝風粉在線自動監(jiān)測調平裝置。6.3根據煙煤煤質數據和摻燒試驗數據，開展燃燒系統(tǒng)改造。6.3.1燃燒系統(tǒng)改造時應考慮調整燃燒配風，增加火焰下沖深度，采用空氣深度分級技術控制氮氧化物的生成。6.3.2合理布置爐膛衛(wèi)燃帶面積，防止結焦。6.3.3為避免翼墻和側墻發(fā)生嚴重結焦，宜在下爐膛翼墻采用防焦風布置，防焦風布置改造包括翼墻風和貼壁風改造，翼墻風在翼墻水冷壁高度方向，沿不同的標高布置多排風口。貼壁風布置在爐膛四角翼墻水冷壁上，貼壁風沿著平行側墻的方向吹入，并在兩側墻的煙氣走廊內貼壁擴散，順著煙氣流動的方向向上流動，保護整個側墻壁面。貼壁風為高速直流風，保證貼壁風具有足夠的剛性吹到爐膛中心。貼壁風取自于總風道，用風管連接并布置手動調節(jié)擋板，通過試驗調整擋板開度后通常不做大的調整。6.3.4宜采用二次風均勻配風技術。可通過在大風箱內和燃盡風風箱內設置導流板改造，將前后墻二次風箱和燃盡風風箱分成三個單元供風。6.3.5為防止爐膛結焦發(fā)生，改善爐內輸入熱量均衡，兼顧低負荷穩(wěn)燃負荷要求，應使得煤粉氣流的著火和燃燒相對集中，以改善煤粉的著火條件，前后拱上燃燒器宜采用前后墻斜對稱單排順列布置，如一臺磨煤機對應6個燃燒器，前墻布置3個，后墻布置3個，且沿爐膛中心線斜對稱。6.3.6最外側燃燒器宜遠離側墻水冷壁，可有效避免翼墻和側墻結焦，拱上二次風噴口布置在燃燒器兩側。6.3.7煤粉燃燒器宜采用外置濃淡分離直流式煤粉燃燒器，燃燒器由分離式煤粉濃縮器、直流式煤粉燃燒器、煤粉噴口、乏氣管、乏氣調節(jié)蝶閥等組成。乏氣被引入下引乏氣支管，乏氣噴口布置在拱下爐膛豎直段位置，實現(xiàn)火焰中心調整。一次風噴口出口宜設置周向穩(wěn)焰齒環(huán)，提高一次風煤粉氣流的湍動度和穩(wěn)燃能力。燃燒器煤粉噴口宜采用耐高溫耐磨鑄鋼件，煤粉燃燒器及彎頭內壁襯布置耐磨材料，提高可靠性和使用壽命。6.3.8靠近爐膛中心的燃燒器宜采用等離子點火燃燒器，通常設置一層，提高鍋爐點火穩(wěn)燃能力。6.3.9優(yōu)化設計F風噴口形式和風量大小，宜采用集中式噴口。充分利用下爐膛的高度，形成良好的“W”形火焰形狀。6.3.10合理設計燃盡風噴口數量和燃盡風風量大小，燃盡風比例宜在25%-35%范圍。燃盡風噴口宜前后墻對稱布置。燃盡風調風設備由中心直流風和外圈旋流風組成，將燃盡風分為兩股獨立的氣流噴入爐膛，可分別調節(jié)，以強化其與爐膛中的煙氣混合，以使煤粉在后期進一步燃盡。燃盡風噴口設計為可上下和水平擺動一定角度，在燃盡風區(qū)域爐膛四角布置共4只貼壁風口且可上下擺動一定角度。6.4根據煙煤煤質數據和摻燒試驗數據，結合鍋爐熱力計算和壁溫數據開展受熱面優(yōu)化改造。6.4.1分隔屏過熱器宜改造，垂直段高度去除部分的具體起始位置，需視原有的滑動塊和固定塊的具體位置來確定，去除部分應盡量靠近下端位置（避開原對接焊口），減輕下部保留管屏的重量，改造時其位置向上移動。根據機組實際情況考慮受熱面材料是否需要提檔升級。合理設計分隔屏穿墻區(qū)域水冷壁。6.4.2新的管屏穿墻處需設置密封裝置。整個分隔屏穿墻區(qū)域的爐膛前墻剛性梁系統(tǒng)需重新設計布置。6.5根據煙煤煤質數據和摻燒試驗數據，結合鍋爐熱力計算開展煙氣余熱利用優(yōu)化改造。6.6根據煙煤煤質數據和摻燒試驗數據，結合鍋爐熱力計算開展衛(wèi)燃帶面積優(yōu)化改造。6.7根據煙煤煤質數據和摻燒試驗數據，結合燃燒系統(tǒng)燃盡風和分隔屏的改造開展吹灰器優(yōu)化改造。吹灰器的布置位置需根據現(xiàn)場布置條件和其他系統(tǒng)改造統(tǒng)一考慮。6.8根據煙煤煤質數據和摻燒試驗數據，結合制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)和受熱面的改造開展一次風機、送風機和引風機出力校核計算，并確定是否需要改造。6.9設備改造方案確定后，應開展詳細的鍋爐熱力計算和按照幾何尺寸1:1建模數值模擬計算，分析改造參數是否滿足要求。改造后優(yōu)化調整試驗7.1機組主要設備發(fā)生重大變化，爐內燃燒狀況發(fā)生變化，應對鍋爐燃燒進行優(yōu)化調整。7.2為掌握燃燒器出口速度場分布、爐內各股氣流的擾動情況，需進行鍋爐冷態(tài)空氣動力場試驗，開展一次風速冷態(tài)調平（風速偏差控制在5%以內）和一次風速、磨煤機通風量標定，為熱態(tài)運行工況下優(yōu)化運行調整，提高設備的安全、經濟運行能力奠定基礎。7.3制粉系統(tǒng)調整試驗的主要內容包括煤粉分離器擋板調節(jié)特性試驗、風量粉量分配調平試驗、制粉系統(tǒng)耗電率分析等。通過分離器擋板（動態(tài)分離器轉速）等調整，保持煤粉細度在推薦值附近運行。煤粉細度推薦值按公式（1-3）計算得到。低灰分煙煤R90=0.5nVdaf-Ad/8-2，且R90>15%（1）高灰分煙煤R90=0.5nVdaf-Ad/4-2,且R90≤15%（2）式中:R90—煤粉細度，%；n—煤粉均勻性指數，取決于制粉設備的類型和煤種（一般情況下，配離心式分離器的制粉設備，n-1.0-1.1，配旋轉式分離器n-1.1-1.2，也可按式（3）計算：Vdaf—煤的干燥無灰基揮發(fā)分，%；低灰分煙煤：Ad<20%；高灰分煙煤：Ad≥20%。7.4二次風調整試驗。7.4.1拱上風風量調整試驗。調風盤用于調節(jié)拱上風流量，控制調風盤的位置（即開度）調整進入單個燃燒器的拱上風量，提高煤粉的穿透能力。開大調風盤開度，提高二次風的速度，增加煤粉氣流的剛性，使煤粉氣流的穿透能力增強，著火推遲，火焰行程增長，反之，則著火提前，火焰行程變短。通過試驗確定其最佳開度。7.4.2乏氣風風量調整試驗。乏氣風開度增加，燃燒器噴口一次風速降低、煤粉濃度增加，著火提前，火焰中心上移。乏氣風開度減小，燃燒器噴口一次風速提高、煤粉濃度降低，著火推遲，火焰中心下移。根據乏氣風量優(yōu)化試驗結果，制定不同負荷工況下各乏氣風門開度，運行保持最佳開度位置。7.4.3F風擋板調整試驗。根據F風量優(yōu)化試驗結果，制定不同負荷工況下各F風門開度，運行保持最佳開度位置。7.4.4貼壁風擋板調整試驗。根據貼壁風量優(yōu)化試驗結果，制定不同負荷工況下各貼壁風門開度，運行保持最佳開度位置。7.5燃盡風調整試驗。7.5.1燃盡風風門調整試驗。燃盡風將全爐膛劃分為燃燒區(qū)域與燃盡區(qū)域，降低鍋爐的NOx排放。在實際運行中對沿爐膛寬度方向風量的分配、控制受熱面壁溫起作用。根據燃盡風量優(yōu)化試驗結果，制定不同負荷工況下各燃盡風門開度，運行保持最佳開度位置。7.5.2燃盡風上下擺角調整試驗。燃