CN108386865A - 一种300mw燃煤机组降低飞灰含碳量的控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种300MW燃煤机组降低飞灰含碳量的控制装置和方法，包括连接第一一次风机和第一粉仓的第一一次风管、连接第二一次风机和第二粉仓的第二一次风管、第一空预器和第二空预器。所述的空预器出口一次风母管上设有受控的空预器出口一次风母管联络门以控制空预器出口一次风母管的通断。本发明的技术效果在于，采用本发明的技术方案，实现左右两侧一次风机单独控制，控制两台一次风机不同的出力，产生不同的一次风压，从而实现输送两个煤粉仓的不同煤种的煤粉，保证不同煤种在锅炉运行时同时燃烧，燃烧完全，达到降低飞灰含碳量、提高锅炉燃烧效率的目的。采用本发明可实现年平均降低飞灰含碳量达到3.5％以上，降低供电煤耗达4.4克标煤/千瓦时。

Description

一种300MW燃煤机组降低飞灰含碳量的控制装置和方法

技术领域

本发明涉及燃煤机组控制领域，特别涉及一种300MW燃煤机组降低飞灰含 碳量的控制装置和方法。

背景技术

2011年以来，我国发电机组利用小时总体呈持续下降态势，且两部委印 发电力发展2016-2020年规划要求，2016-2020年期间力争淘汰火电落后产能 2000万千瓦以上，新建燃煤发电机组平均供电煤耗低于300克标煤/千瓦时， 现役燃煤发电机组经改造平均供电煤耗低于310克标煤/千瓦时，火电发展将 面临更为严峻的形势。要求燃煤机组在节能降耗方面跟要下功夫，降低机组 供电煤耗。除了进行设备技术改造，就要自身挖潜，提高机组效率。各燃煤 电厂为此投入大量人力物力进行节能减排、挖潜增效工作，效果还是比较显著。

但湖南地区为缺煤省份，自产煤量少，煤质较差，整个湖南地区产煤以低 挥发分无烟煤为主，无法满足本地区燃煤机组的要求，各燃煤电厂每年都需要 从外省及国外进口大量煤炭，煤炭市场紧张时，电厂为节约成本，采购的入厂 煤种多样，同时为了达到节能降耗，提高锅炉效率，降低锅炉各种损失，对经 济配煤掺烧及锅炉燃烧调整提出更高要求。

长安益阳发电有限公司地处我国多雨地带的湖南省西北部，周边无大型煤 矿，整个湖南地区产煤以低挥发分无烟煤为主，电厂燃煤主要靠其他省份及国 外进口煤为主，2016年在国家去产能的政策指导下，煤炭市场价格上涨，因此 长安益阳发电有限公司购入燃煤种类较多，涉及几十个矿点，且煤源无法保证 入厂煤稳定。

长安益阳发电有限公司一期工程的2台300MW机组目前供电煤耗在325克 标煤/千瓦时左右，要达到310克标煤/千瓦时以下，降低煤耗空间大，难度大。 300MW机组飞灰可燃物每月平均4％以上，而飞灰可燃物每降低1％，影响供电煤 耗下降1.25克标煤/千瓦时，因此降低飞灰可燃物可降低供电煤耗的一个有效 途径。

长安益阳发电有限公司一期工程的2台300MW机组装设二台哈尔滨锅炉厂 引进美国CE公司技术制造的亚临界压力、中间再热、自然循环汽包炉。本炉设 计为单炉膛、Л型布置、平衡通风；锅炉采用全钢架结构、半露天布置；燃用 烟煤、贫煤，中间储仓式制粉系统；固态排渣；直流燃烧器正四角切圆燃烧方 式。A、B制粉系统制粉进入#1煤粉仓，C、D制粉系统制粉进入#2煤粉仓，#1、 2煤粉仓的煤粉通过各自的一次风箱的一次风输送到锅炉炉膛燃烧。系统图参见 图1。

目前所进行的设备改造和锅炉配煤经济掺烧的研究，同时降低锅炉飞灰可 燃物，采取以下四种主要方法：

1、300MW火电机组中间储仓式制粉系统锅炉，燃烧系统的燃烧器分为五层， 从下至上分别为A、B、C、D、E层，原有第一粉仓的煤粉进入炉膛下面层(A\C) 及最上层(E层#2、4角)的燃烧器，第二粉仓的煤粉进入炉膛中间两层(B\D) 及最上层(E层#1、3角)的燃烧器，为保证燃烧稳定，底部燃烧稳定及引燃效 果更佳，将B、C层燃烧器的一次粉管互换，改造后，第一粉仓的煤粉进入炉膛 下两层(A\B)及最上层(E层#2、4角)的燃烧器，第二粉仓的煤粉进入炉膛 中间两层(C\D)及最上层(E层#1、3角)的燃烧器，保证两个粉仓上煤上不 同的煤种,第一粉仓上挥发分大于20-25％的烟煤，第二粉仓上挥发分低于20％ 的贫煤或无烟煤，保证低负荷锅炉燃烧稳定，同时低挥发分煤种在上部，煤粉 从燃烧器喷口出来就进入高温烟气区，易于煤粉燃烧燃烬，锅炉飞灰含碳量年 平均下降1.2％。

2、因煤场没有混煤仓，采用两条输煤皮带同时运行，两条输煤皮带同时输 送不同的煤种，进入同一个原煤仓，两个粉仓是同样的混合煤种,优点是配煤均 匀情况下解决飞灰可燃物偏高问题，缺点是由于输煤皮带配煤不均，锅炉燃烧 稳定得不到保证，飞灰含碳量波动大，最高飞灰含碳量达到12％，输煤皮带运行 方式较复杂，输煤皮带无备用，两条输煤皮带同时运行，厂用电率偏高。

3、不同煤种分别上仓，两个粉仓配烧不同挥发分的煤种，原则上第一粉仓 上挥发分大于20-25％的烟煤，第二粉仓上挥发分低于20％的贫煤或无烟煤，第 一粉仓的煤粉进入炉膛下两层(A\B)及最上层(E层#2、4角)的燃烧器，第 二粉仓的煤粉进入炉膛中间两层(C\D)及最上层(E层#1、3角)的燃烧器， 优点是保证燃烧稳定，输煤皮带运行方式单一、节电；缺点相对飞灰可燃物还 是偏高，最高达到8％。

4、2016年9月为同时达到经济配烧和降低锅炉飞灰可燃物，对影响飞灰可 燃物的因素分析，对于设计好的燃烧器及一次风管，基本上一次风速只能通过 一次风机入口挡板调节；目前国内所有的火电机组，两台一次风机出口都是直 通联络母管制，空预器出口两侧的一次风压基本上是一致的，偏差很小，我厂 原有运行一次风压规定如下表1：

表1一次风压与负荷关系表

但目前所采用的系统中，原有风烟系统中空预器入口一次风母管有一个联 络电动门，空预器出口一次风母管为直通管，即使空预器入口一次风母管联络 电动门关闭，因空预器出口一次风母管还是连通的，空预器两侧的出口的一次 风压还是一致；锅炉掺烧不同煤种时，因挥发分不同，着火及燃烧所需要一次 风压不同，对于挥发分低的煤种尤其是挥发分低于11％的无烟煤需要一次风压 低，利于煤粉提前燃烧，燃烧稳定、煤粉容易燃烬；挥发分高的煤种需要一次 风压高，推迟煤粉燃烧，防止烧损燃烧器，因此空预器出口两侧一次风压一致 无法同时满足两种挥发分差别较大的煤种掺烧。

发明内容

为了解决目前空预器出口两侧一次风压一致无法同时满足两种挥发分差别 较大的煤种掺烧的技术问题，本发明提供一种能够针对不同挥发分煤种进行风 压调整的300MW燃煤机组降低飞灰含碳量的控制装置和方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，一种300MW燃煤机组降低 飞灰含碳量的控制装置，包括连接第一一次风机和第一粉仓的第一一次风管、 连接第二一次风机和第二粉仓的第二一次风管、第一空预器和第二空预器；

所述的第一空预器和第二空预器分别设置于第一一次风管和第二一次风管 上，第一一次风管和第二一次风管在进入空预器前和离开空预器后分别设有互 相连通的空预器入口一次风母管和空预器出口一次风母管，所述的空预器入口 一次风母管上设有受控的空预器入口一次风母管联络门以控制空预器入口一次 风母管的通断；

所述的空预器出口一次风母管上设有受控的空预器出口一次风母管联络门 以控制空预器出口一次风母管的通断。

所述的一种300MW燃煤机组降低飞灰含碳量的控制装置，所述的第一一次 风管和第二一次风管上分别设有受控的第一空预器出口一次风门和第二空预器 出口一次风门，所述的第一空预器出口一次风门设置于第一空预器的出口和空 预器出口一次风母管之间，所述的第二空预器出口一次风门设置于第二空预器 的出口和空预器出口一次风母管之间。

所述的一种300MW燃煤机组降低飞灰含碳量的控制装置，还包括连接第一 送风机和锅炉的第一送风管和连接第二送风机和锅炉的第二送风管；

第一空预器和第二空预器分别设置于第一送风管和第二送风管上，第一送 风管和第二送风管在进入空预器前和离开空预器后分别设有互相连通的空预器 入口送风母管和空预器出口送风母管，所述的空预器入口送风母管上设有受控 的空预器入口送风母管联络门以控制空预器入口送风母管的通断；

所述的第一送风管和第二送风管上分别设有受控的第一空预器出口送风门 和第二空预器出口送风门，所述的第一空预器出口送风门设置于第一空预器的 出口和空预器出口送风母管之间，所述的第二空预器出口送风门设置于第二空 预器的出口和空预器出口送风母管之间。

所述的一种300MW燃煤机组降低飞灰含碳量的控制装置，还包括连接第一 除尘器和锅炉排烟口的第一烟气管和连接第二除尘器和锅炉排烟口的第二烟气 管；

第一空预器和第二空预器分别设置于第一烟气管和第二烟气管上，所述的 第一烟气管和第二烟气管上分别设有受控的第一烟气风门和第二烟气风门以控 制第一烟气管和第二烟气管的通断。

一种300MW燃煤机组降低飞灰含碳量的控制方法，采用如权利要求1-4任 一所述的装置，包括以下步骤：

为第一粉仓和第二粉仓配为不同挥发分的煤粉，锅炉运行时，将空预器入 口一次风母管联络门和空预器出口一次风母管联络门关闭，分别调节第一一次 风机和第二一次风机的风力，根据两个粉仓内煤粉的挥发分，控制第一空预器 出口一次风门后的风力和第二空预器出口一次风门后的风力不同，从而实现根 据不同煤种控制不同的一次风压输送煤粉。

所述的一种300MW燃煤机组降低飞灰含碳量的控制方法，当第一空预器出 口一次风门后的风力和第二空预器出口一次风门后的风力的风压差低于1KPa 时，开启空预器出口一次风母管联络门。

本发明的技术效果在于，采用本发明的技术方案，实现左右两侧一次风机 单独控制，控制两台一次风机不同的出力，产生不同的一次风压，从而实现输 送两个煤粉仓的不同煤种的煤粉，保证不同煤种在锅炉运行时同时燃烧，燃烧 完全，达到降低飞灰含碳量、提高锅炉燃烧效率的目的。采用本发明可实现年 平均降低飞灰含碳量达到3.5％以上，降低供电煤耗达4.4克标煤/千瓦时。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为现有锅炉系统的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

其中，1为空预器出口一次风母管联络门、2为空预器入口一次风母管联络 门、3为第一空预器出口一次风门、4为第二空预器出口一次风门、5为第一一 次风管、6为第二一次风管、7为空预器入口一次风母管、8为空预器出口一次 风母管、9为第一送风管、10为第二送风管、11为空预器入口送风母管、12为 空预器出口送风母管、13为第一空预器出口送风门、14为第二空预器出口送风 门、15为第一烟气管、16为第二烟气管、17为第一烟气风门、18为第二烟气 风门、19为空预器入口送风母管联络门。

具体实施方式

参见图2，本实施例包括连接第一一次风机和第一粉仓的第一一次风管、连 接第二一次风机和第二粉仓的第二一次风管、第一空预器和第二空预器；

其中第一空预器和第二空预器分别设置于第一一次风管和第二一次风管 上，第一一次风管和第二一次风管在进入空预器前和离开空预器后分别设有互 相连通的空预器入口一次风母管和空预器出口一次风母管，空预器入口一次风 母管上设有受控的空预器入口一次风母管联络门以控制空预器入口一次风母管 的通断；

空预器出口一次风母管上设有受控的空预器出口一次风母管联络门以控制 空预器出口一次风母管的通断。

为了进一步控制第一一次风管和第二一次风管的风力，在第一一次风管和 第二一次风管上分别设有受控的第一空预器出口一次风门和第二空预器出口一 次风门，第一空预器出口一次风门设置于第一空预器的出口和空预器出口一次 风母管之间，第二空预器出口一次风门设置于第二空预器的出口和空预器出口 一次风母管之间。

为了实现空预器对于燃烧送风的空气预热，本实施例还包括连接第一送风 机和锅炉的第一送风管和连接第二送风机和锅炉的第二送风管；

第一空预器和第二空预器分别设置于第一送风管和第二送风管上，第一送 风管和第二送风管在进入空预器前和离开空预器后分别设有互相连通的空预器 入口送风母管和空预器出口送风母管，空预器入口送风母管上设有受控的空预 器入口送风母管联络门以控制空预器入口送风母管的通断；

第一送风管和第二送风管上分别设有受控的第一空预器出口送风门和第二 空预器出口送风门，第一空预器出口送风门设置于第一空预器的出口和空预器 出口送风母管之间，第二空预器出口送风门设置于第二空预器的出口和空预器 出口送风母管之间。

为了利用燃烧后烟气的余热，本实施例还包括连接第一除尘器和锅炉排烟 口的第一烟气管和连接第二除尘器和锅炉排烟口的第二烟气管；

第一空预器和第二空预器分别设置于第一烟气管和第二烟气管上，第一烟 气管和第二烟气管上分别设有受控的第一烟气风门和第二烟气风门以控制第一 烟气管和第二烟气管的通断。

在具体使用时，采用上述的装置，包括以下步骤：

为第一粉仓和第二粉仓配为不同挥发分的煤粉，锅炉运行时，将空预器入 口一次风母管联络门和空预器出口一次风母管联络门关闭，分别调节第一一次 风机和第二一次风机的风力，根据两个粉仓内煤粉的挥发分，控制第一空预器 出口一次风门后的风力和第二空预器出口一次风门后的风力不同，从而实现根 据不同煤种控制不同的一次风压输送煤粉。

为保证锅炉燃烧安全，防止任意一台一次风机跳闸，出现锅炉灭火的事故， 当第一空预器出口一次风门后的风力和第二空预器出口一次风门后的风力的风 压差低于1KPa时，开启空预器出口一次风母管联络门。

改造前，锅炉正常运行时，第一空预器出口一次风门、第二空预器出口一次风 门、空预器入口一次风母管联络门三个风门开启，第一、第二空预器侧一次风 连通，调整任意一侧一次风机出力，第一空预器出口一次风门和第二空预器出 口一次风门出口压力同时增加和降低，通往第一粉仓和第二粉仓的一次风压一 致。改造后，增加空预器出口一次风母管联络门，在配烧不同煤种时，A、B制 粉系统上挥发分较高的煤种，所制煤粉进入第一粉仓，可以保证锅炉低负荷稳 定燃烧，C、D制粉系统上挥发分较低的煤种，所制煤粉进入第二粉仓，配烧经 济煤种，第一粉仓和第二粉仓为不同挥发分的煤粉，锅炉运行时，将空预器出口一次风母管联络门和空预器入口一次风母管联络门关闭，分别调节第一、第 二一次风机出力，根据两个煤粉仓不同挥发份，控制第一空预器出口一次风门 后压力和第二空预器出口一次风门出口压力不同，从而实现根据不同煤种控制 不同的一次风压输送煤粉，达到降低锅炉飞灰含碳量，锅炉配煤经济燃烧，降 低机组供电煤耗。

Claims (6)

1.一种300MW燃煤机组降低飞灰含碳量的控制装置，包括连接第一一次风机和第一粉仓的第一一次风管、连接第二一次风机和第二粉仓的第二一次风管、第一空预器和第二空预器；

所述的第一空预器和第二空预器分别设置于第一一次风管和第二一次风管上，第一一次风管和第二一次风管在进入空预器前和离开空预器后分别设有互相连通的空预器入口一次风母管和空预器出口一次风母管，所述的空预器入口一次风母管上设有受控的空预器入口一次风母管联络门以控制空预器入口一次风母管的通断；

其特征在于，所述的空预器出口一次风母管上设有受控的空预器出口一次风母管联络门以控制空预器出口一次风母管的通断。

2.根据权利要求1所述的一种300MW燃煤机组降低飞灰含碳量的控制装置，其特征在于，所述的第一一次风管和第二一次风管上分别设有受控的第一空预器出口一次风门和第二空预器出口一次风门，所述的第一空预器出口一次风门设置于第一空预器的出口和空预器出口一次风母管之间，所述的第二空预器出口一次风门设置于第二空预器的出口和空预器出口一次风母管之间。

3.根据权利要求1所述的一种300MW燃煤机组降低飞灰含碳量的控制装置，其特征在于，还包括连接第一送风机和锅炉的第一送风管和连接第二送风机和锅炉的第二送风管；

第一空预器和第二空预器分别设置于第一送风管和第二送风管上，第一送风管和第二送风管在进入空预器前和离开空预器后分别设有互相连通的空预器入口送风母管和空预器出口送风母管，所述的空预器入口送风母管上设有受控的空预器入口送风母管联络门以控制空预器入口送风母管的通断；

所述的第一送风管和第二送风管上分别设有受控的第一空预器出口送风门和第二空预器出口送风门，所述的第一空预器出口送风门设置于第一空预器的出口和空预器出口送风母管之间，所述的第二空预器出口送风门设置于第二空预器的出口和空预器出口送风母管之间。

4.根据权利要求1所述的一种300MW燃煤机组降低飞灰含碳量的控制装置，其特征在于，还包括连接第一除尘器和锅炉排烟口的第一烟气管和连接第二除尘器和锅炉排烟口的第二烟气管；

第一空预器和第二空预器分别设置于第一烟气管和第二烟气管上，所述的第一烟气管和第二烟气管上分别设有受控的第一烟气风门和第二烟气风门以控制第一烟气管和第二烟气管的通断。

5.一种300MW燃煤机组降低飞灰含碳量的控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-4任一所述的装置，包括以下步骤：

为第一粉仓和第二粉仓配为不同挥发分的煤粉，锅炉运行时，将空预器入口一次风母管联络门和空预器出口一次风母管联络门关闭，分别调节第一一次风机和第二一次风机的风力，根据两个粉仓内煤粉的挥发分，控制第一空预器出口一次风门后的风力和第二空预器出口一次风门后的风力不同，从而实现根据不同煤种控制不同的一次风压输送煤粉。

6.根据权利要求5所述的一种300MW燃煤机组降低飞灰含碳量的控制方法，其特征在于，当第一空预器出口一次风门后的风力和第二空预器出口一次风门后的风力的风压差低于1KPa时，开启空预器出口一次风母管联络门。