CN111609396A - 一种锅炉掺烧劣质煤防结焦方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锅炉掺烧劣质煤防结焦方法，包括：针对从下层燃烧器到上面NOx喷口的前后墙水冷壁，易结焦的煤进入锅炉燃烧，锅炉炉膛温度整体较高造成的结焦，对燃烧器进行检查消缺，对水冷壁进行彻底的清除，消除设备缺陷，重新将内外二次风叶片调到合理的位置，加装炉膛最下排吹灰器预留孔部位的吹灰器，以加强炉膛高温区域的吹灰能力，避免或减轻炉膛高温区域的结焦；针对煤灰中钠的质量分数高造成的结焦，在启、停磨煤机过程中，缓慢操作，维持一次风压相对稳定，以减少对炉内燃烧的干扰，避免一次风压剧烈变化造成炉内结焦。本发明提高了锅炉运行的安全性及可靠性。

Description

一种锅炉掺烧劣质煤防结焦方法

技术领域

本发明属于火力发电厂安全运行技术领域，尤其涉及一种锅炉掺烧劣质煤防结焦方法。

背景技术

结焦主要由烟气中夹带的熔化或部分熔化的颗粒碰撞在炉墙、水冷壁或管子上被冷却凝固而形成，结焦的形态主要是以粘稠或熔融的沉淀物形式出现，结焦主要出现在辐射受热面上。

近年来，我国许多电厂为了节约燃料成本，燃用大量劣质煤，尤其是高硫高碱煤，造成锅炉结焦现象加重，严重结焦对锅炉运行的安全性和经济性会产生不良的影响。因此，需要一种锅炉掺烧劣质煤防结焦方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种锅炉掺烧劣质煤防结焦方法，以保障锅炉运行的安全性。

本发明提供了一种锅炉掺烧劣质煤防结焦方法，包括：

针对从下层燃烧器到上面NOx喷口的前后墙水冷壁，易结焦的煤进入锅炉燃烧，锅炉炉膛温度整体较高造成的结焦，对燃烧器进行检查消缺，对水冷壁进行彻底的清除，消除设备缺陷，重新将内外二次风叶片调到合理的位置，加装炉膛最下排吹灰器预留孔部位的吹灰器，以加强炉膛高温区域的吹灰能力，避免或减轻炉膛高温区域的结焦；

针对煤灰中钠的质量分数高造成的结焦，在启、停磨煤机过程中，缓慢操作，维持一次风压相对稳定，以减少对炉内燃烧的干扰，避免一次风压剧烈变化造成炉内结焦。

进一步地，该方法还包括：

在各层一次风、二次风喷口内安装导向档板，使射流逆向偏转，通过改变射流角度达到减小假想切圆直径的目的从而减轻水冷壁结渣；加强对吹灰器的现场检查，严格按运行规程对各受热面进行吹灰，发现吹灰器因泄漏、卡涩或程序控制失灵，及时手操退出，以避免吹坏炉管和烧坏吹灰器；安排少量吹灰器轮流大修，保持吹灰器高可用率；出渣设备发生故障立即修复，防止冷灰斗内产生堆渣现象。

进一步地，该方法还包括：

针对燃煤水含量比较高，使磨煤机出口温度下降，引起煤粉不能迅速燃烧，增加煤粉的着火距离，火焰中心出现在炉膛出口地方，加剧受热面结焦、炉膛出口烟气温度上升的情况，采取提高磨煤机的出口温度的措施。

进一步地，该方法还包括：

对锅炉进行运行优化，具体包括：

设置风煤比曲线，磨煤机通风量按给煤机出力自动匹配；减小一次风压；

以表盘空预器入口氧量为运行氧量监控值，并按给定氧量控制曲线实现送风量的自动控制，避免风量操作的盲目性，控制左右两侧氧量偏差不大于0.5％；提高烟气中氧量；

调平燃烧器外二次风叶片，确保同层燃烧器出口氧量均匀；

燃尽风开度按高限运行，当脱硫出口CO高于800ppm时按低限运行；

通过一次风调平，保证燃烧器热负荷均匀；

避免单磨高出力运行；

保持同一磨出来煤粉气流速度均匀；

控制动态分离器转速或者静态分离器挡板开度，以减低煤粉细度；

提高吹灰频率。

进一步地，该方法还包括：

建立锅炉结焦预警平台，利用电厂DCS采集系统，接入机组的实时运行数据，基于锅炉整体及局部能量和质量平衡原理，在线监测及分析计算锅炉各主要对流受热面的积灰结渣、炉膛出口烟气温度、炉屏式过热器底部烟气温度，对锅炉主要受热面的运行状况及污染程度的可视化显示，根据机组运行情况提供实时沾污画面和锅炉结焦状态预警，预警结果供运行人员参考，并参与指导吹灰及机组用煤。

进一步地，所述锅炉结焦预警平台提供锅炉内部烟气温度显示功能，实现锅炉内部实时烟气温度的计算及监测，并计算炉膛出口烟温及其它各受热面进、出口的烟气平均温度，绘制烟气温度分布图，以便运行人员实时监控锅炉内部的烟温分布。

进一步地，所述锅炉结焦预警平台根据煤种灰成分输入数据，显示出锅炉用煤的灰熔点计算结果，以及机组的最佳配煤掺烧比例推荐值。

进一步地，该方法还包括：

建立锅炉主要受热面沾污模型，使用污染率表征受热面的积灰污染状态，根据锅炉整体和各局部受热面热量平衡的原理，利用机组运行的实时工质侧参数和省煤器后烟气侧参数，从省煤器出口开始，逆烟气的流程逐段进行各受热面的污染率的计算，对锅炉屏底结焦状态进行判别。

借由上述方案，通过锅炉掺烧劣质煤防结焦方法，提高了锅炉运行的安全性及可靠性。

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详细说明如后。

具体实施方式

下面结合实施例，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。

本实施例提供了一种锅炉掺烧劣质煤防结焦方法，包括：

针对从下层燃烧器到上面NOx喷口的前后墙水冷壁，易结焦的煤进入锅炉燃烧，锅炉炉膛温度整体较高造成的结焦，对燃烧器进行检查消缺，对水冷壁进行彻底的清除，消除设备缺陷，重新将内外二次风叶片调到合理的位置，加装炉膛最下排吹灰器预留孔部位的吹灰器，以加强炉膛高温区域的吹灰能力，避免或减轻炉膛高温区域的结焦；

针对煤灰中钠的质量分数高造成的结焦，在启、停磨煤机过程中，缓慢操作，维持一次风压相对稳定，以减少对炉内燃烧的干扰，避免一次风压剧烈变化造成炉内结焦。

在本实施例中，该方法还包括：

在各层一次风、二次风喷口内安装导向档板，使射流逆向偏转，通过改变射流角度达到减小假想切圆直径的目的从而减轻水冷壁结渣。一次风速对射流刚性的影响很大，提高一次风速可有效增强一次风射流的刚性，避免由于射流两侧静压差的作用而产生偏斜，也避免了一次风射流直接冲墙而产生的结渣。

加强对吹灰器的现场检查，严格按运行规程对各受热面进行吹灰，发现吹灰器因泄漏、卡涩或程序控制失灵，及时手操退出，以避免吹坏炉管和烧坏吹灰器；安排少量吹灰器轮流大修，保持吹灰器高可用率；出渣设备发生故障立即修复，防止冷灰斗内产生堆渣现象。

在本实施例中，该方法还包括：

针对燃煤水含量比较高，使磨煤机出口温度下降，引起煤粉不能迅速燃烧，增加煤粉的着火距离，火焰中心出现在炉膛出口地方，加剧受热面结焦、炉膛出口烟气温度上升的情况，采取提高磨煤机的出口温度的措施。

在本实施例中，该方法还包括：

对锅炉进行运行优化，具体包括：

设置风煤比曲线，磨煤机通风量按给煤机出力自动匹配；减小一次风压；

以表盘空预器入口氧量为运行氧量监控值，并按给定氧量控制曲线实现送风量的自动控制，避免风量操作的盲目性，控制左右两侧氧量偏差不大于0.5％；提高烟气中氧量；

调平燃烧器外二次风叶片，确保同层燃烧器出口氧量均匀；

燃尽风开度按高限运行，当脱硫出口CO高于800ppm时按低限运行；

通过一次风调平，保证燃烧器热负荷均匀；

避免单磨高出力运行；

保持同一磨出来煤粉气流速度均匀；

控制动态分离器转速或者静态分离器挡板开度，以减低煤粉细度；

提高吹灰频率。

对于屏底结渣情况，运行过程降低火焰中心，降低屏底端温度，减轻结渣倾向。

在本实施例中，该方法还包括：

建立锅炉结焦预警平台，利用电厂DCS采集系统，接入机组的实时运行数据，基于锅炉整体及局部能量和质量平衡原理，在线监测及分析计算锅炉各主要对流受热面的积灰结渣、炉膛出口烟气温度、炉屏式过热器底部烟气温度，对锅炉主要受热面的运行状况及污染程度的可视化显示，根据机组运行情况提供实时沾污画面和锅炉结焦状态预警，预警结果供运行人员参考，并参与指导吹灰及机组用煤。

在本实施例中，所述锅炉结焦预警平台提供锅炉内部烟气温度显示功能，实现锅炉内部实时烟气温度的计算及监测，并计算炉膛出口烟温及其它各受热面进、出口的烟气平均温度，绘制烟气温度分布图，以便运行人员实时监控锅炉内部的烟温分布。

在本实施例中，所述锅炉结焦预警平台根据煤种灰成分输入数据，显示出锅炉用煤的灰熔点计算结果，以及机组的最佳配煤掺烧比例推荐值。

锅炉结焦预警平台，根据燃煤情况与屏式过热器底部温度计算做出相应结焦倾向判别，从而实现对锅炉屏底结焦进行预警，最终要在保证锅炉安全、环保的前提下达到锅炉掺烧劣质煤经济收益最大。锅炉结焦预警平台的投入使用将达到节能降耗、提高机组运行经济性和安全性的目的。

在本实施例中，该方法还包括：

建立锅炉主要受热面沾污模型，使用污染率表征受热面的积灰污染状态，根据锅炉整体和各局部受热面热量平衡的原理，利用机组运行的实时工质侧参数和省煤器后烟气侧参数，从省煤器出口开始，逆烟气的流程逐段进行各受热面的污染率的计算，对锅炉屏底结焦状态进行判别。

锅炉运行中，针对于某一受热面换热管来说，工质在管内流动，烟气在管外流动。在这一过程中，由于烟气环境复杂，受热面换热管外容易发生沾污，以下简单介绍其沾污模型的建立原理。

这里引入炉膛的污染率，公式如下：

式中，x_pj为受热面理想(不沾污)传热系数，Ψ_pj为炉膛平均热有效系数：

其中，炉膛出口烟温计算方法如下：

式中，T_a——理论燃烧温度；

M——火焰中心位置的常量，与炉膛结构有关；

σ₀——玻尔兹曼常数，5.67×10^-8；

a_l——炉膛黑度，表示火焰有效辐射的假想黑度；

F_lt——炉膛面积；

——保热系数；

B_j——计算燃料量；

——燃烧产物的平均热容

此沾污模型建立的基础是基于机组稳定工况下的能量平衡和质量平衡，当机组出现快速变工况时，系统计算值会出现较大偏差。为避免误导运行人员，系统通过对发电功率斜率的计算判断是否正变负荷运行，当确定快速变工况时，系统提示机组快速变负荷过程污染率曲线有波动。

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 (8)

1.一种锅炉掺烧劣质煤防结焦方法，其特征在于，包括：

针对从下层燃烧器到上面NOx喷口的前后墙水冷壁，易结焦的煤进入锅炉燃烧，锅炉炉膛温度整体较高造成的结焦，对燃烧器进行检查消缺，对水冷壁进行彻底的清除，消除设备缺陷，重新将内外二次风叶片调到合理的位置，加装炉膛最下排吹灰器预留孔部位的吹灰器，以加强炉膛高温区域的吹灰能力，避免或减轻炉膛高温区域的结焦；

针对煤灰中钠的质量分数高造成的结焦，在启、停磨煤机过程中，缓慢操作，维持一次风压相对稳定，以减少对炉内燃烧的干扰，避免一次风压剧烈变化造成炉内结焦。

2.根据权利要求1所述的锅炉掺烧劣质煤防结焦方法，其特征在于，还包括：

在各层一次风、二次风喷口内安装导向档板，使射流逆向偏转，通过改变射流角度达到减小假想切圆直径的目的从而减轻水冷壁结渣；加强对吹灰器的现场检查，严格按运行规程对各受热面进行吹灰，发现吹灰器因泄漏、卡涩或程序控制失灵，及时手操退出，以避免吹坏炉管和烧坏吹灰器；安排少量吹灰器轮流大修，保持吹灰器高可用率；出渣设备发生故障立即修复，防止冷灰斗内产生堆渣现象。

3.根据权利要求1所述的锅炉掺烧劣质煤防结焦方法，其特征在于，还包括：

针对燃煤水含量比较高，使磨煤机出口温度下降，引起煤粉不能迅速燃烧，增加煤粉的着火距离，火焰中心出现在炉膛出口地方，加剧受热面结焦、炉膛出口烟气温度上升的情况，采取提高磨煤机的出口温度的措施。

4.根据权利要求1所述的锅炉掺烧劣质煤防结焦方法，其特征在于，还包括：

对锅炉进行运行优化，具体包括：

设置风煤比曲线，磨煤机通风量按给煤机出力自动匹配；减小一次风压；

以表盘空预器入口氧量为运行氧量监控值，并按给定氧量控制曲线实现送风量的自动控制，避免风量操作的盲目性，控制左右两侧氧量偏差不大于0.5％；提高烟气中氧量；

调平燃烧器外二次风叶片，确保同层燃烧器出口氧量均匀；

燃尽风开度按高限运行，当脱硫出口CO高于800ppm时按低限运行；

通过一次风调平，保证燃烧器热负荷均匀；

避免单磨高出力运行；

保持同一磨出来煤粉气流速度均匀；

控制动态分离器转速或者静态分离器挡板开度，以减低煤粉细度；

提高吹灰频率。

5.根据权利要求1所述的锅炉掺烧劣质煤防结焦方法，其特征在于，还包括：

建立锅炉结焦预警平台，利用电厂DCS采集系统，接入机组的实时运行数据，基于锅炉整体及局部能量和质量平衡原理，在线监测及分析计算锅炉各主要对流受热面的积灰结渣、炉膛出口烟气温度、炉屏式过热器底部烟气温度，对锅炉主要受热面的运行状况及污染程度的可视化显示，根据机组运行情况提供实时沾污画面和锅炉结焦状态预警，预警结果供运行人员参考，并参与指导吹灰及机组用煤。

6.根据权利要求5所述的锅炉掺烧劣质煤防结焦方法，其特征在于，所述锅炉结焦预警平台提供锅炉内部烟气温度显示功能，实现锅炉内部实时烟气温度的计算及监测，并计算炉膛出口烟温及其它各受热面进、出口的烟气平均温度，绘制烟气温度分布图，以便运行人员实时监控锅炉内部的烟温分布。

7.根据权利要求6所述的锅炉掺烧劣质煤防结焦方法，其特征在于，所述锅炉结焦预警平台根据煤种灰成分输入数据，显示出锅炉用煤的灰熔点计算结果，以及机组的最佳配煤掺烧比例推荐值。

8.根据权利要求1所述的锅炉掺烧劣质煤防结焦方法，其特征在于，还包括：

建立锅炉主要受热面沾污模型，使用污染率表征受热面的积灰污染状态，根据锅炉整体和各局部受热面热量平衡的原理，利用机组运行的实时工质侧参数和省煤器后烟气侧参数，从省煤器出口开始，逆烟气的流程逐段进行各受热面的污染率的计算，对锅炉屏底结焦状态进行判别。