CN107355774B

CN107355774B - 减少w型火焰锅炉飞灰含碳量的方法

Info

Publication number: CN107355774B
Application number: CN201610389048.5A
Authority: CN
Inventors: 张新
Original assignee: China Datang Corp Science and Technology Research Institute Co Ltd
Current assignee: China Datang Corp Science and Technology Research Institute Co Ltd
Priority date: 2016-06-02
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2019-11-22
Anticipated expiration: 2036-06-02
Also published as: CN107355774A

Abstract

本发明涉及一种减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法，煤粉细度控制在R90＝6％至R90＝7％，锅炉进行燃料分级燃烧方式具体包括：选取预定比例的烟煤、无烟煤，利用烟煤与氧气反应，成为第一级燃烧，第一阶段形成的高温烟气气氛，在高温烟气的裹挟下，引燃无烟煤，形成第二级燃烧，其中烟煤：无烟煤的配比大于1:1，烟煤的挥发分含量高于无烟煤，且挥发分＞25％。本发明，充分利用两级燃烧技术，确保第一级燃料和第二级燃料充分燃烧，有效延长火焰行程和提高整体火焰燃烧距离，有效降低锅炉飞灰含碳量。

Description

减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法

技术领域

本发明涉及一种减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法。

背景技术

为保证锅炉燃烧稳定性，炉膛中敷设大量卫燃带，以提高炉膛温度，保证稳定燃烧，但炉膛温度会高于灰熔点。卫燃带敷设的区域将根据煤质的不同有所变化，燃用煤质越差时需敷设的卫燃带面积越多。原FW卫燃带敷设理念(燃无烟煤情况下，拱部、前后垂直墙、翼墙(切脚)、侧墙1～4区均需敷设，冷灰斗上部、冷灰斗中部5～6区视煤质的情况为预备敷设区域，卫燃带敷设的部位示意图如图1所示。

卫燃带分布在前墙、后墙、侧墙和翼墙上，其中翼墙上整体敷设了卫燃带。在运行中，水冷壁附近的气体成分由于无烟煤和贫煤燃烧困难而产生不完全燃烧和火焰拖长而形成还原性气氛，当受热面附近的烟气处于还原性气氛时，将导致灰熔点的下降和灰沉积过程加快，更容易被卫燃带捕捉，加速了受热面的结渣。前、后墙卫燃带上由于诸多喷口的存在的结渣较轻，侧墙和翼墙卫燃带的结渣较为严重。近年来，因实际燃用煤种与设计煤种偏差较大，烟煤掺烧较多，煤的挥发分变化较大，灰分大，炉膛卫燃带结焦变得非常严重，掉焦多次引发锅炉灭火、机组非计划停运，同时掉焦多次造成捞渣机压死、机组限负荷破坏水封处理。另外，锅炉冷灰斗水冷壁管砸伤严重，以前检修时曾多次更换变形严重的管子、补焊划伤较深的管子，客观上增加了锅炉“四管”泄漏的几率。

结焦产生的原因：1)煤质灰熔点的变化；2)W炉燃烧器布置型式：角部燃烧器(四个)距侧墙较近，燃烧煤粉火焰的扩散、“刷墙”；3)煤质变化很大，偏离设计意图；使原设计敷设的卫燃带面积不符合实情。

结焦危害：1)恶化传热，加剧结焦现象；2)水冷壁结焦，影响换热，降低锅炉效率；3)结焦严重时，大块渣落下易砸坏水冷壁，造成恶性事故。

下炉膛由于原敷设有大量的卫燃带，当燃用贫煤或劣质烟煤时，势必造成较为严重的炉膛结焦情况，威胁锅炉的安全运行小时数。

有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种确保第一级燃料和第二级燃料充分燃烧，进而有效降低锅炉飞灰含碳量的减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法。

本发明减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法，煤粉细度控制在R90＝6％至R90＝7％，锅炉进行燃料分级燃烧方式具体包括：选取预定比例的烟煤、无烟煤，利用烟煤与氧气反应，成为第一级燃烧，第一阶段形成的高温烟气气氛，在高温烟气的裹挟下，引燃无烟煤，形成第二级燃烧，其中烟煤：无烟煤的配比大于1:1，烟煤的挥发分含量高于无烟煤，且挥发分＞25％。

进一步地，消旋拉杆放置于最低位置。

进一步地，在335MW负荷下，送风量控制在241m³/s，运行氧量1.83％以上；在300MW负荷下，送风量控制在222m³/s，运行氧量2.58％以上。

进一步地，确定F风下倾角度F风下倾角度和D、E风开度的步骤，具体包括：

锅炉分别在下述(1)、(2)、(3)3种负荷以及F风下倾角度情况下，采用燃料分级燃烧方式进行燃烧，获取在不同的F层二次风下倾角度的运行状况，其中所述的运行状况至少包括：省煤器出口烟气的NOx、CO、O2；空预器出口烟气的NOx、CO、O2；锅炉热效率；入炉煤工业、元素分析；飞灰、炉渣取样分析；省煤器出口烟气温度；空预器出口烟气温度；原煤取样；环境温度、湿度及大气压；

其中，(1)在325MW负荷下，F风下倾角度0゜、10゜、15゜、20゜、30゜下锅炉运行状况；(2)在300MW负荷下，F风下倾角度5゜、10゜、20゜、30゜下锅炉运行状况；(3)在260MW负荷下，F风下倾角度5゜、10゜、20゜、30゜下锅炉运行状况；

对获取的锅炉的运行状况进行分析，确定F风下倾角度和D、E风开度为：

F风下倾角度和D、E风开度为：

后墙：由左至右分别对应燃烧器D1、燃烧器A1、燃烧器D2、燃烧器燃烧器A2、燃烧器D3、燃烧器A3、燃烧器D4、燃烧器A4、燃烧器D5、燃烧器A5、燃烧器D6、燃烧器A6的F风下倾角度：25、25、5、5、30、30、30、30、5、5、25、25；E风开度：25、25、5、20、20、20、20、20、5、5、10、10；D风开度：5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5；

前墙：由左至右分别对应燃烧器C1、燃烧器B1、燃烧器C2、燃烧器B2、燃烧器C3、燃烧器B3、燃烧器C4、燃烧器B4、燃烧器C5、燃烧器B5、燃烧器C6、燃烧器B6的F风下倾角度：25、25、5、5、30、30、30、30、5、5、25、25；E风开度：25、25、5、20、20、20、20、20、5、5、10、10；D风开度：5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5。

进一步地，在拱上设有SOFA喷口，前后墙各四个，其中三三对冲，前墙右侧和后墙左侧分别设置一个喷口的方式布置。

进一步地，省煤器出口烟气的NOx、CO、O2测量采用网格法，每侧烟道取五个测点，每个烟道混合成一个烟气样进行分析，每侧空预器出口烟气成分取烟道的算术平均值，锅炉排烟烟气成分取2个烟道的算术平均值；

空预器出口烟气的NOx、CO、O2测量同样采用网格法，每侧烟道取五个测点，每个烟道混合成一个烟气样进行分析，每侧空预器出口烟气成分取烟道的算术平均值，锅炉排烟烟气成分取2个烟道的算术平均值；

省煤器出口烟气温度采用网格法测量，每侧取各测量点的算术平均作为出口平均烟气温度；

空预器出口烟气温度测量采用网格法，共2个烟道，每侧空预器出口平均烟气温度取测量点的算术平均值。

进一步地，锅炉热效率计算公式如下：

式中：

η_g——锅炉热效率，％；

H_f——燃料应用基低位发热量，kJ/kg；

B——对应每千克入炉燃料总的输入物理热，kJ/kg；

L——锅炉每千克入炉燃料总的热损失，根据本锅炉情况按下式计算：

L＝L_UC+L'_G+L_mf+L_H+L_MA+L_co+L_β+L_UN

L_UC—灰渣中未燃尽碳热损失，kJ/kg；

L'_G—干烟气热损失，kJ/kg；

L_mf—入炉燃料中水分引起的热损失，kJ/kg；

L_H—氢燃烧生成水分引起的热损失，kJ/kg；

L_MA—空气中水分引起的热损失，kJ/kg；

L_CO—由于生成一氧化碳而造成的热损失，kJ/kg；

L_β—表面辐射和对流的热损失，kJ/kg；

L_UN—不可测量热损失(按锅炉厂设计值取常数)，kJ/kg。

进一步地，入炉煤干燥无灰基挥发分含量保持在15％＜Vdaf＜20％，入炉煤低位发热量保持在20MJ/kg＜Qnet,ar＜22.5MJ/kg。

进一步地，翼墙纵向开4条通风缝隙向内吹二次风，翼墙处水冷壁管外径120.65mm,中心距为146.4mm，水冷壁管的管子间隙为25.4mm，翼墙上部和下部管子外径69.85mm，水冷壁管和翼墙上部和下部管子通过变径管连接，通风的四道通风带处的水冷壁管的外径小于120.65mm，通风的四道通风带处的水冷壁管的管子间隙为76.55mm，通风带的高度设置为翼墙管子的总长度，或设置在翼墙上半部分；

卫燃带的面积与最低不投油稳燃负荷有关，二者成反比关系，锅炉的煤质的情况Vdaf≥15％，则最低不投油稳燃负荷≤45％BMCR；锅炉的运行煤质的情况Vdaf≤12％，则最低不投油稳燃负荷≤40％BMCR。

进一步地，所述的W型火焰锅炉配置四台磨煤机，第一磨煤机、第二磨煤机、第三磨煤机、第四磨煤机，采用不同燃烧器燃烧不同的单一煤种；

烟煤与无烟煤比例为1:1，第一磨煤机、第三磨煤机上烟煤，单一煤种挥发分限制在20％～30％以内，第二磨煤机、第四磨煤机磨上无烟煤，即前、后墙各有一台磨煤机上纯烟煤，烟煤与无烟煤比例为1:1，第一磨煤机、第三磨煤机的磨出口温度为118℃，第三磨煤机的磨出口温度为109℃；

或，烟煤：无烟煤按照3︰1比例掺配，第四磨煤机无烟煤，单一煤种挥发分限制在15％以下，第一磨煤机、第二磨煤机、第三磨煤机磨烟煤，单一煤种挥发分限制在20％～30％以内，优先启动第一磨煤机、第二磨煤机、第三磨煤机三台磨煤机，启磨顺序为同侧，提前启动一次风机，要求挥发分在30％，热值20000kJ/kg以上。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

本发明充分利用两级燃烧技术，确保第一级燃料和第二级燃料充分燃烧，有效延长火焰行程和提高整体火焰燃烧距离，有效降低锅炉飞灰含碳量，提高锅炉效率，提升锅炉低负荷运行的能力，提高锅炉制粉系统出力。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是325MW负荷下下倾角度与飞灰含碳量之间的关系；

图2是325MW负荷下下倾角度与飞灰含碳量之间的关系；

图3是260MW负荷下下倾角度与飞灰含碳量之间的关系；

图4是的卫燃带敷设的部位示意图；

图5是本发明增加翼墙防焦风优化方案示意图；

图6是W火焰锅炉燃烧机理图；

图7是W型火焰锅炉简图；

图8本发明炉拱上燃烧器布置示意图；

图9本发明二次风下倾装置整体结构主视剖面图；

图10本发明拱下二次风倾角摆动装置结构示意图；

图11本发明独立风室的A-A剖视图；

图12本发明调节叶片、调节臂和转动轴的安装示意图；

图13本发明拉杆、转动臂、调节臂和连杆的连接示意图；

图14是拱下二次风喷口布置示意图；

燃烧器1、隔板2第一调节叶片3、下二次风室4、连杆5、拉杆6、均流孔板7、调节臂8、转动臂9、后拉水冷壁管10、竖直水冷壁管11、炉膛12、第一纵隔板13、横向隔板14、第二纵隔板15、第二调节叶片16、第三纵隔板17、第四纵隔板18、转动轴19、侧拉水冷壁管20、宽缝风室21、窄缝风室22、销孔24、滑动槽25。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图6至14所示，W火焰锅炉主要技术特点是双旋风分离式燃烧器结合双进双出正压直吹制粉系统。双旋风分离式燃烧器竖直地布置在拱上，它主要由煤粉输入管、格栅分离器、双旋风筒、淡煤粉气流管、消旋叶片等部件组成。一次煤粉气流通过煤粉输入管，经由格栅分离器均匀地分成两部分，进入两个旋风筒。在每个旋风筒里，由于惯性分离的作用，形成浓淡两股煤粉气流，分别经由旋风筒喷口和淡煤粉气流管出口竖直向下进入炉膛。二次风分为拱上和拱下两部分。拱上二次风约占二次风总量的30％，在浓淡气流旁边形成环形二次风喷入炉膛。拱下二次风约占二次风总量的70％，经过竖直水冷壁间形成的缝隙式喷口分三级供入炉膛。其结构如图2所示。

在炉膛高度约1/3处，前墙和后墙向内形成炉拱，拱上布置有2×12个双旋风燃烧器，其中前墙由左至右依次为燃烧器C1、燃烧器B1、燃烧器C2、燃烧器B2、燃烧器C3、燃烧器B3、燃烧器C4、燃烧器B4、燃烧器C5、燃烧器B5、燃烧器C6、燃烧器B6；后墙由左至右依次为燃烧器D1、燃烧器A1、燃烧器D2、燃烧器燃烧器A2、燃烧器D3、燃烧器A3、燃烧器D4、燃烧器A4、燃烧器D5、燃烧器A5、燃烧器D6、燃烧器A6。

如图4至9所示，本发明具有拱下二次风可以倾角摆动的装置，它可解决煤质变化后拱下二次风倾斜角度无法调节，且未能按导流叶片倾斜角度进入炉膛，难以提高煤粉燃尽率的问题。包括拉杆、调节臂、调节叶片、纵隔板。

下炉膛前后墙上设置有二次风室，通过隔板分为拱上二次风室和拱下二次风室。在拱下二次风室内根据燃烧器的位置和数量用纵向隔板分隔形成独立的二次风室，前后墙各十二个独立风室。

对应每个燃烧器的独立风室内，其中前墙由左至右依次为燃烧器C1、燃烧器B1、燃烧器C2、燃烧器B2、燃烧器C3、燃烧器B3、燃烧器C4、燃烧器B4、燃烧器C5、燃烧器B5、燃烧器C6、燃烧器B6；后墙由左至右依次为燃烧器D1、燃烧器A1、燃烧器D2、燃烧器燃烧器A2、燃烧器D3、燃烧器A3、燃烧器D4、燃烧器A4、燃烧器D5、燃烧器A5、燃烧器D6、燃烧器A6；

对应每个燃烧器的独立风室内，后拉水冷壁管与相邻两个竖直水冷壁管之间形成长方形喷口。在每个风室内沿炉膛高度方向设置八块调节叶片，调节叶片安装在转动轴上。每块调节叶片中部位置与转动轴19用螺栓连接。在同一高度、同一个独立风室内的转动轴穿过第一、第二、第三、第四纵隔板，将各风室内调节叶片连接，通过转动轴安装在风室内，则每个风室内沿炉膛高度方向有八根转动轴。每根转动轴19上均固接调节臂8，调节臂8通过铰链与连杆5相连，将八根转动轴19连接起来。在其中一根转动轴19上安装有转动臂9，在转动臂9上连接拉杆6。拉杆6与转动臂9之间通过铰链连接，转动臂9与拉杆6铰接的部位设置有滑动槽25，拉杆6端部与转动臂9连接的部位开有销孔24。

当锅炉实际燃用煤质偏离设计值时，根据不同煤质调整拱下二次风倾斜角度。

通过在W型火焰炉拱下二次风室内设置调节叶片倾角摆动装置，调节拱下二次风进入炉膛的风向。当锅炉实际燃用煤质偏离设计值时，可根据不同煤质确定最佳拱下二次风倾斜角度，既能获得高的煤粉燃烧效率，同时又可防止因下倾角度过大引起的火焰冲刷冷灰斗，从而造成炉膛的严重结渣。拱下二次风在合适的倾斜角度下进入炉膛，可以延长火焰行程，下炉膛火焰充满度加强，可提高煤粉的燃尽效果。

双旋风式燃烧器由一个格条分配箱，二个旋风筒，二个主燃烧喷口，二个0气挡板，二个乏气喷口和相应管道组成。一次风风粉混合物通过管道进入格条分配箱后，被分成两股相等的射流分别沿切线方向进入两个旋风筒中，在离心力作用下燃料被分离出来，煤粉浓度通过装地在乏气管内的乏气挡板调整，旋转强度通过装在主燃烧器内的消旋叶片调整。来自环形联箱的助燃二次风分为拱顶风和拱下水冷壁垂直墙面风。拱顶风又分为三股：一股通过与乏气喷口同心的喷口送入炉内(A),另一股通过与主燃烧器同心的喷口送入炉内(B)，还有一股用来助燃点火用油枪(C)。拱下二次风在垂直方向上又分为上(D)、中(E)、下(F)三股。G挡板为控制翼墙防结焦风。各股二次风的流量均可以用挡板来调整。炉膛上部布置屏式过热器，折焰角上部及前厅布置有高温过热器、高温再热器，再热汽温采用烟气挡板调节。每台炉风烟系统配有两台三分仓回转式空气预热器、两台动叶可调轴流式送风机、两台动叶可调轴流式引风机；二次风采用分级送风方式，通过炉膛拱上环行二次风箱内的不同挡板(A、B、C、D、E、F)控制风量。

实施例1

本实施例减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法，煤粉细度控制在R90＝6％至R90＝7％，锅炉进行燃料分级燃烧方式具体包括：选取预定比例的烟煤、无烟煤，利用烟煤与氧气反应，成为第一级燃烧，第一阶段形成的高温烟气气氛，在高温烟气的裹挟下，引燃无烟煤，形成第二级燃烧，其中烟煤：无烟煤的配比大于1:1，烟煤的挥发分含量高于无烟煤，且挥发分＞25％。

本实施例，充分利用两级燃烧技术，确保第一级燃料和第二级燃料充分燃烧，有效延长火焰行程和提高整体火焰燃烧距离，有效降低锅炉飞灰含碳量，提高锅炉效率，提升锅炉低负荷运行的能力，提高锅炉制粉系统出力。

实施例2

本实施例减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法，在实施例1的基础上，还包括：确定F风下倾角度F风下倾角度和D、E风开度的步骤，具体包括：

F风下倾角度和D、E风开度为：

本实施例中，在拱上设有SOFA喷口，前后墙各四个，其中三三对冲，前墙右侧和后墙左侧分别设置一个喷口的方式布置。

本实施例中，省煤器出口烟气的NOx、CO、O2测量采用网格法，每侧烟道取五个测点，每个烟道混合成一个烟气样进行分析，每侧空预器出口烟气成分取烟道的算术平均值，锅炉排烟烟气成分取2个烟道的算术平均值；

上述各实施例中，锅炉热效率计算公式如下：

式中：

η_g——锅炉热效率，％；

H_f——燃料应用基低位发热量，kJ/kg；

B——对应每千克入炉燃料总的输入物理热，kJ/kg；

L＝L_UC+L'_G+L_mf+L_H+L_MA+L_co+L_β+L_UN

L_UC—灰渣中未燃尽碳热损失，kJ/kg；

L'_G—干烟气热损失，kJ/kg；

L_mf—入炉燃料中水分引起的热损失，kJ/kg；

L_H—氢燃烧生成水分引起的热损失，kJ/kg；

L_MA—空气中水分引起的热损失，kJ/kg；

L_CO—由于生成一氧化碳而造成的热损失，kJ/kg；

L_β—表面辐射和对流的热损失，kJ/kg；

L_UN—不可测量热损失(按锅炉厂设计值取常数)，kJ/kg。

本实施例的具体验证过程如下：此次试验分成两个阶段完成。

第一阶段，测试锅炉在不同的煤种和负荷下，锅炉在不同的F层二次风下倾角度下的运行状况，了解其在不同工况下的燃烧情况，确定最佳的F层二次风下倾角度，具体试验内容见表1；第二阶段，锅炉再热器存在较为严重的超温现象，通过对F风下倾挡板的调整和不同配风方式下，缓解超温现象。

表1试验内容

试验方法

1)省煤器出口烟气的NOx、CO、O2测量

省煤器出口烟气的NOx、CO、O2测量采用网格法，每侧烟道取五个测点，每个烟道混合成一个烟气样进行分析。每侧空预器出口烟气成分取烟道的算术平均值，锅炉排烟烟气成分取2个烟道的算术平均值。部分工况测试由于试验需要也采用了单点法进行。

测量仪器为德国进口的Testo 350-Pro烟气分析仪，待工况稳定半个小时以上方才进行测量。

2)空预器出口烟气的NOx、CO、O2测量

空预器出口烟气的NOx、CO、O2测量同样采用网格法，每侧烟道取五个测点，每个烟道混合成一个烟气样进行分析。每侧空预器出口烟气成分取烟道的算术平均值，锅炉排烟烟气成分取2个烟道的算术平均值。部分工况测试由于试验需要也采用了单点法进行。

3)省煤器出口烟气温度测量

省煤器出口烟气温度采用网格法测量，每侧取各测量点的算术平均作为出口平均烟气温度。

出口烟气温度测量一次仪表为E型电厂偶，二次仪表为FLUKE温度测量仪。

4)空预器出口烟气温度测量

空预器出口烟气温度测量采用网格法，共2个烟道。每侧空预器出口平均烟气温度取测量点的算术平均值。

出口烟气温度测量一次仪表为E型电厂偶，二次仪表为FLUKE数据采集系统。

5)原煤取样

原煤从皮带层获取，由电厂工作人员在试验期间取样。

6)飞灰取样

试验期间的飞灰取样，通过安装在空预器出口的撞击式落灰装置。试验前，清空灰斗里的飞灰，试验期间所取飞灰样均匀混合，并由电科院进行飞灰可燃物含量分析，最终将结果作为锅炉热效率计算的依据。

7)炉渣取样

试验期间炉渣在排渣池出口取样，每次取样间隔为30分钟，试验结束后所取渣样均匀混合，由电科院进行炉渣可燃物含量分析，另一份作为试验留底，并将结果作为锅炉热效率计算的依据。

8)环境温度、湿度及大气压测量

在没有受到锅炉热辐射影响的地方，用电子温湿度计测量送风机入口温度及环境湿度，空盒气压表测量大气压力，试验期间每15分钟测量记录一次，取算术平均值。

9)运行数据记录

由运行人员记录表盘主要运行数据，每5分钟记录一次，数据记录结果取各次记录的算术平均值。

试验结果及分析

(1)第一阶段试验结果

第一阶段试验主要测量锅炉在325MW、300MW和260MW等常用负荷下，不同F风下倾角度对飞灰的影响。

1)325MW负荷下试验结果及分析

在325MW负荷下，对F风下倾角度0゜、10゜、15゜、20゜、30゜下的飞灰和烟气成分进行测量，煤质分析结果见表2，试验结果见表2。

表2试验期间煤质分析结果

序号	项目/单位	参数
			1	收到基全水分/％	11.4
2	空干基水分/％	1.5
			3	空干基基灰分/％	22.5
4	空干基挥发分/％	11.0
			5	空干基硫/％	1.2
6	收到基低位热值/kJ/kg	22493.8

表3试验期间飞灰可燃物分析结果

序号	工况号	负荷/MW	下倾角度/°	飞灰含碳量/％
					1	工况16	325	0	26.82
2	工况10	325	10	24.02
					3	工况18	325	15	22.41
4	工况3	325	20	17.46
					5	工况2	325	30	16.00

从表中可以看出，F风下倾角度在20-30゜时飞灰可燃物含量比较低，如图1所示。

F风下倾30゜可以下降飞灰10.82％，20～30゜为比较好的下倾角度。

2)300MW负荷下试验结果及分析

在300MW负荷下，对F风下倾角度5゜、10゜、20゜、30゜下的飞灰和烟气成分进行测量。试验结果见下表。

表4试验期间飞灰可燃物分析结果

序号	工况号	负荷/MW	下倾角度/°	飞灰含碳量/％
					1	工况13	300	5	20.47
2	工况12	300	10	21.49
					3	工况14	300	20	17.34
4	工况15	300	30	17.74

从表中可以看出，当F风下倾角度在20-30゜时飞灰可燃物含量比较低，如图2所示。

从图2中可以看出，F风下倾20゜可以下降飞灰3.13％，20～30゜为比较好的下倾角度。

3)260MW负荷下试验结果及分析

在260MW负荷下，对F风下倾角度5゜、10゜、20゜、30゜下的飞灰和烟气成分进行测量。试验结果见表5-6。

表5试验期间飞灰可燃物分析结果

序号	工况号	负荷/MW	下倾角度/°	飞灰含碳量/％
					1	工况6	260	5	16.78
2	工况5	260	10	14.42
					3	工况4	260	20	14.01
4	工况7	260	30	18.55

从表中可以看出，当F风下倾角度在20-30゜时飞灰可燃物含量比较低，如图3所示。

从图3中可以看出，F风下倾20゜可以下降飞灰2.72％，20゜为比较好的下倾角度。

第二阶段试验结果

由于锅炉再热器存在较为严重的超温现象，平时运行采用停运超温区域火嘴的方式来解决再热器超温问题。

在大修期间，在拱上增加了SOFA喷口，前后墙各四个，其中三三对冲，前墙右侧和后墙左侧分别增加一个喷口的方式布置。

1)低负荷再热器壁温超温调整

锅炉在负荷较低时，再热器中间位置容易超温，考察电厂270MW负荷时，停运D3和C4两支燃烧器喷口。

左侧氧量比右侧相对要高，中间位置的氧量偏低，此时F风配风方式已经是左大右小的方式，见表6所示。

表6 F风门开度

壁温显示为两边低中间高，这个壁温显示符合W火焰锅炉的燃烧特性，中间R48，R51处于随时可能超温的状态，在这种状态下，若投运C4和A3时，炉膛中心的给煤量增加，提高炉膛中心的火焰温度，促使R48，R51超温，这个在试验中得到验证。

通过调整F风下倾角度和F风的配风的方式来缓解这种症状，将二次风配风方式见表7。

表7二次风配风方式

实施例3

如图2所示，本实施例减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法，翼墙纵向开4条通风缝隙向内吹二次风，翼墙处水冷壁管外径较大(120.65mm),中心距为146.4mm，管子间隙为25.4mm，而翼墙上部和下部管子外径较小(69.85mm)，原设计通过变径管将两端连接，只需将需要通风的四道通风带处的粗管更换为细管(将上部大小头位置下移)，管子间隙就可变宽为76.55mm，通风效果良好，可预防翼墙水冷壁管大面积结焦，增加翼墙防焦风优化方案如图5所示。通风带的高度可设置为翼墙管子的总长度，也可仅设置在翼墙上半部分，通风带越长效果越明显。

采用这种方法翼墙卫燃带不须大面积去除，只需去除通风槽两侧各1根管上的卫燃带即可，对燃烧影响较小。此方案中，上部大小头位置下移后，根据水循环计算分析，可直接用同规格的光管，水循环计算是安全的。

减少卫燃带敷设面积

根据相似性理论，对于翼墙卫燃带处理意见建议如下：翼墙管水循环是安全的；若去除翼墙卫燃带，会使该部鳍片的鳍端温度接近600℃，易造成鳍片过热损坏。所以从锅炉的长期安全性出发一般不去除该处卫燃带。

卫燃带改造方案一

根据国内多台锅炉的实际运行锅炉设计、运行经验，结合本工程若今后运行煤质的情况(Vdaf≥15％)，卫燃带改造方案一实施(卫燃带的面积与最低不投油稳燃负荷有关，二者成反比关系)。预计最低不投油稳燃负荷≤45％BMCR。

卫燃带改造方案二

若本工程今后运行煤质的情况(Vdaf≤12％)，卫燃带改造可参考方案二(卫燃带的面积与最低不投油稳燃负荷有关，二者成反比关系)。预计最低不投油稳燃负荷≤40％BMCR

卫燃带改造方案三

若本工程今后运行煤质的情况(Vdaf≤12％)，结合业主的实际多方考虑，卫燃带改造可参考方案三(卫燃带的面积与最低不投油稳燃负荷有关，二者成反比关系)，预计最低不投油稳燃负荷≤40％BMCR。

实施例4

本实施例减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法，在实施例1的基础上，所述的W型火焰锅炉配置四台磨煤机，第一磨煤机、第二磨煤机、第三磨煤机、第四磨煤机，采用不同燃烧器燃烧不同的单一煤种。

所述的W型火焰锅炉配置四台磨煤机，烟煤与无烟煤比例为1:1；第一磨煤机、第三磨煤机上烟煤，单一煤种挥发分限制在20％～30％以内，第二磨煤机、第四磨煤机磨上无烟煤，即前、后墙各有一台磨煤机上纯烟煤，第一磨煤机、第三磨煤机的磨出口温度为118℃，第三磨煤机的磨出口温度为109℃。

与四台磨煤机均磨纯烧无烟煤进行燃烧的方案相比，本实施例采用的方案，能够有效提高锅炉效率、降低减温水量、降低供电煤耗和NOx排放的优势。

实施例5

第四磨煤机无烟煤，单一煤种挥发分限制在15％以下，第一磨煤机、第二磨煤机、第三磨煤机磨烟煤，单一煤种挥发分限制在20％～30％以内，烟煤：无烟煤按照3︰1比例掺配。

本实施例中，选取三台磨煤机上纯烟煤，优先启动这三台磨煤机。在热态启动中，优先启动掺有大比例烟煤的磨煤机，实现机组烟煤热态启动的目标。启磨顺序由对侧改为同侧。取消原来的主汽流量小于40％的限制。改进了暖磨方式。提前启动一次风机，在炉温较低的阶段，提前预暖热一次风管路及磨煤机。在制粉系统启动投粉后，可以明显改善初期煤粉的着火，减少油枪助燃是时间。

煤场中备有充足的启动烟煤，要求挥发分在30％，热值20000kJ/kg以上。

与四台磨煤机均磨纯烧无烟煤进行燃烧的方案相比，本实施例采用的方案NOx排放下降明显，由1730mg/Nm3，降低至629mg/Nm3，下降约64％。随着炉内烟煤比例的提高，炉内火焰的强度减弱，中心火焰温度下降，有利于减轻热力型NOx生成。

上述实施例4、5采用单台磨煤机磨制烟煤，炉内烟煤着火区域相对集中，形成烟煤着火高温区域，更有利于提升炉内的温度水平，促进无烟煤的燃烧；与炉前预混方式相比，排烟温度降低7.28℃、飞灰含碳量降低0.09％，大渣含碳量降低0.18％、炉效提高0.40％；供电煤耗降低1.45g/kWh。

上述各实施例中，入炉煤干燥无灰基挥发分含量保持在15％＜Vdaf＜20％，入炉煤低位发热量保持在20MJ/kg＜Qnet,ar＜22.5MJ/kg。

运行氧量偏低。335MW负荷下，省煤器出口氧量仅为1.06％，而燃用无烟煤的锅炉设计运行氧量通常在3.35％以上，无法及时补充氧量将导致飞灰含碳量的大幅增加。在262MW负荷时，运行氧量提高至1.60％以上，飞灰含碳量也即随之下降。上述各实施例中，在335MW负荷下，送风量控制在241m³/s，运行氧量1.83％以上；在300MW负荷下，送风量控制在222m³/s，运行氧量2.58％以上。

上述各实施例中，消旋拉杆放置于最低位置。消旋拉杆的位置对锅炉能耗也有一定影响。将消旋拉杆全部在最低位置，锅炉效率相对较高，过热器减温水量可降低约10t/h以上，飞灰含碳量也有所下降，是较经济的运行方式。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法，其特征在于，煤粉细度控制在R90＝6％至R90＝7％，锅炉进行燃料分级燃烧方式具体包括：选取预定比例的烟煤、无烟煤，利用烟煤与氧气反应，成为第一级燃烧，第一阶段形成的高温烟气气氛，在高温烟气的裹挟下，引燃无烟煤，形成第二级燃烧，其中烟煤：无烟煤的配比大于1:1，烟煤的挥发分含量高于无烟煤，且挥发分＞25％；

所述方法还包括：

在335MW负荷下，送风量控制在241m³/s，运行氧量1.83％以上；在300MW负荷下，送风量控制在222m³/s，运行氧量2.58％以上；

F风下倾角度和D、E风开度为：

前墙：由左至右分别对应燃烧器C1、燃烧器B1、燃烧器C2、燃烧器B2、燃烧器C3、燃烧器B3、燃烧器C4、燃烧器B4、燃烧器C5、燃烧器B5、燃烧器C6、燃烧器B6的F风下倾角度：25、25、5、5、30、30、30、30、5、5、25、25；E风开度：25、25、5、20、20、20、20、20、5、5、10、10；D风开度：5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5；

在拱上设有SOFA喷口，前后墙各四个，其中三三对冲，前墙右侧和后墙左侧分别设置一个喷口的方式布置；

翼墙纵向开4条通风缝隙向内吹二次风，翼墙处水冷壁管外径120.65mm,中心距为146.4mm，水冷壁管的管子间隙为25.4mm，翼墙上部和下部管子外径69.85mm，水冷壁管和翼墙上部和下部管子通过变径管连接，通风的四道通风带处的水冷壁管的外径小于120.65mm，通风的四道通风带处的水冷壁管的管子间隙为76.55mm，通风带的高度设置为翼墙管子的总长度，或设置在翼墙上半部分；

2.根据权利要求1所述的减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法，其特征在于，消旋拉杆放置于最低位置。

3.根据权利要求1所述的减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法，其特征在于，锅炉热效率计算公式如下：

式中：

ηg——锅炉热效率，％；

Hf——燃料应用基低位发热量，kJ/kg；

B——对应每千克入炉燃料总的输入物理热，kJ/kg；

L＝LUC+L'G+Lmf+LH+LMA+Lco+L β+LUN

LUC—灰渣中未燃尽碳热损失，kJ/kg；

L′G—干烟气热损失，kJ/kg；

Lmf—入炉燃料中水分引起的热损失，kJ/kg；

LH—氢燃烧生成水分引起的热损失，kJ/kg；

LMA—空气中水分引起的热损失，kJ/kg；

LCO—由于生成一氧化碳而造成的热损失，kJ/kg；

L β—表面辐射和对流的热损失，kJ/kg；

LUN—不可测量热损失，kJ/kg。

5.根据权利要求1所述的减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法，其特征在于，入炉煤干燥无灰基挥发分含量保持在15％＜Vdaf＜20％，入炉煤低位发热量保持在20MJ/kg＜Qnet,ar＜22.5MJ/kg。

6.根据权利要求1所述的减少W型火焰锅炉飞灰含碳量的方法，其特征在于，所述的W型火焰锅炉配置四台磨煤机，第一磨煤机、第二磨煤机、第三磨煤机、第四磨煤机，采用不同燃烧器燃烧不同的单一煤种；

烟煤与无烟煤比例为1:1，第一磨煤机、第三磨煤机上烟煤，单一煤种挥发分限制在20％～30％以内，第二磨煤机、第四磨煤机磨上无烟煤，即前、后墙各有一台磨煤机上纯烟煤，烟煤与无烟煤比例为1:1，第一磨煤机的磨出口温度为118℃，第三磨煤机的磨出口温度为109℃；

或，烟煤：无烟煤按照3︰1比例掺配，第四磨煤机无烟煤，单一煤种挥发分限制在15％以下，第一磨煤机、第二磨煤机、第三磨煤机磨烟煤，单一煤种挥发分限制在20％～30％以内，优先启动第一磨煤机、第二磨煤机、第三磨煤机三台磨煤机，启磨顺序为同侧，提前启动一次风机，要求热值20000kJ/kg以上。