CN113154367A - 缓解切圆燃烧锅炉燃尽风与燃烧器区域间高温腐蚀的方法 - Google Patents

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丁奕文
陈敏
陈宝康
赵俊武
薛晓垒
彭小敏
刘瑞鹏
梅振锋
赵鹏
朱晋永
姚胜
王祝成
王晖
梁昊
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/008—Flow control devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N3/00—Regulating air supply or draught

Abstract

本发明提供了缓解切圆燃烧锅炉燃尽风与燃烧器区域间高温腐蚀的方法，其利用检修期间在炉膛水冷壁上安装的试验测孔，进行了燃尽风与燃烧器之间区域高温腐蚀影响的影响特性分析。在热态运行时，选择高中低三个负荷下，对炉内水冷壁壁面还原性气氛进行全面的测试，观察其分布规律，并比较测试数据是否与冷态下检查的高温腐蚀状态相一致；在高负荷下，按照次序依次进行SOFA风水平摆角对炉内水冷壁壁面还原气氛和省煤器出口截面烟气成分的影响特性研究，分析SOFA风水平摆角下的炉内水冷壁还原气氛变化规律，制定最优的SOFA风水平摆角位置，之后在中、低负荷下，对SOFA风水平摆角调整后的效果进行验证。

Description

缓解切圆燃烧锅炉燃尽风与燃烧器区域间高温腐蚀的方法
技术领域
本发明涉及锅炉高温腐蚀的技术领域，具体为缓解切圆燃烧锅炉燃尽风与燃烧器区域间高温腐蚀的方法。
背景技术
SOFA风作为消除切向燃烧锅炉残余旋转的一个重要手段，在大型机组上的应用越来越广泛。同时，随着数值模拟技术的不断进步，目前国内的大量的数值模拟和试验研究工作主要集中在SOFA风反切角度对烟温和汽温偏差的影响上，而对炉内高温腐蚀的研究未有报道。如何在运行中缓解燃尽风与燃烧器之间局部区域严重的高温腐蚀，目前暂未有有效的方法。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了缓解切圆燃烧锅炉燃尽风与燃烧器区域间高温腐蚀的方法，其利用检修期间在炉膛水冷壁上安装的试验测孔，进行了燃尽风与燃烧器之间区域高温腐蚀影响的影响特性分析，优化了缓解燃尽风与燃烧器之间局部区域高温腐蚀的SOFA风水平摆角设置，缓解了炉内燃尽风与燃烧器之间局部区域的高温腐蚀。
缓解切圆燃烧锅炉燃尽风与燃烧器区域间高温腐蚀的方法，其特征在于：在热态运行时，选择高中低三个负荷下，对炉内水冷壁壁面还原性气氛进行全面的测试，观察其分布规律，并比较测试数据是否与冷态下检查的高温腐蚀状态相一致；在高负荷下，按照次序依次进行SOFA风水平摆角对炉内水冷壁壁面还原气氛和省煤器出口截面烟气成分的影响特性研究，分析SOFA风水平摆角下的炉内水冷壁还原气氛变化规律，制定最优的SOFA风水平摆角位置，之后在中、低负荷下，对SOFA风水平摆角调整后的效果进行验证。
其进一步特征在于：原煤取样从运行的给煤机上进行，每台给煤机每次取样2kg，装入桶内密封好，样品混合均匀后，进行工业分析，壁面还原性气氛测试的烟气样品用经检验无裂纹的不锈钢管通过试验测孔引出至炉外后进行烟气成分分析。
其更进一步特征在于：
所述还原性气氛的检测包括O2、CO和H2S的检测；
所述样品的工业分析包括固定碳、全水、灰分和挥发分的分析；
所述O2和CO采用TESTO烟气分析仪测试，H2S采用SPGAS PORT烟气分析仪测试。
采用上述技术方案后，其利用检修期间在炉膛水冷壁上安装的试验测孔，进行了燃尽风与燃烧器之间区域高温腐蚀影响的影响特性分析，优化了缓解燃尽风与燃烧器之间局部区域高温腐蚀的SOFA风水平摆角设置，缓解了炉内燃尽风与燃烧器之间局部区域的高温腐蚀。
附图说明
图1为本发明具体实施例的主燃烧器和SOFA风区域立面示意图；
图2为本发明的具体实施例的炉内水冷壁测孔示意图；
图3为本发明的具体实施例的燃尽风与燃烧器之间测孔平面布置图；
图4为630MW负荷下的燃尽风与主燃烧器之间区域的还原性气氛平面分布图；
图5为500MW负荷下的燃尽风与主燃烧器之间区域的还原性气氛平面分布图；
图6为330MW负荷下的燃尽风与主燃烧器之间区域的还原性气氛平面分布图；
图7为正切最大的SOFA风水平摆角的燃尽风与主燃烧器之间区域的还原性气氛平面分布图；
图8为对冲的SOFA风水平摆角的燃尽风与主燃烧器之间区域的还原性气氛平面分布图；
图9为反切最大的SOFA风水平摆角的燃尽风与主燃烧器之间区域的还原性气氛平面分布图。
具体实施方式
缓解切圆燃烧锅炉燃尽风与燃烧器区域间高温腐蚀的方法：在热态运行时，选择高中低三个负荷下，对炉内水冷壁壁面还原性气氛进行全面的测试，观察其分布规律，并比较测试数据是否与冷态下检查的高温腐蚀状态相一致；在高负荷下，按照次序依次进行SOFA风水平摆角对炉内水冷壁壁面还原气氛和省煤器出口截面烟气成分的影响特性研究，分析SOFA风水平摆角下的炉内水冷壁还原气氛变化规律，制定最优的SOFA风水平摆角位置，之后在中、低负荷下，对SOFA风水平摆角调整后的效果进行验证。
原煤取样从运行的给煤机上进行，每台给煤机每次取样2kg，装入桶内密封好，样品混合均匀后，进行工业分析，壁面还原性气氛测试的烟气样品用经检验无裂纹的不锈钢管通过试验测孔引出至炉外后进行烟气成分分析。
还原性气氛的检测包括O2、CO和H2S的检测；
样品的工业分析包括固定碳、全水、灰分和挥发分的分析；
O2和CO采用TESTO烟气分析仪测试，H2S采用SPGAS PORT烟气分析仪测试。
具体实施例，660MW超超临界机组的调整过程，详细实施过程如下、见图1-图9：
660MW超超临界机组，燃烧方式采用低NOx同轴燃烧系统(LNCFS)，LNCFS的主要组件为：1)五层可水平摆动的分离燃尽风(SOFA)；2)两层紧凑燃尽风(CCOFA)；3)六层预置水平偏角的辅助风喷口(CFS)；4)六层强化着火(EI)煤粉喷口；5)一层火下风喷口(UFA)。主燃烧器和SOFA风区域立面如图1所示。其中，SOFA风门可水平摆动减小和调整炉膛出口烟温偏差，摆角调整幅度为+15°至-15°。
1)630MW、500MW和330MW负荷下，对炉膛水冷壁区域还原性气氛进行了摸底测试，结果如表1所示。同时，630MW、500MW和330MW负荷下的区域1平面的还原性气氛的测试数据如图4所示。
表1炉膛水冷壁区域还原性气氛摸底测试结果
Figure BDA0002967966370000041
Figure BDA0002967966370000051
从整个炉膛水冷壁和区域1平面还原性气氛测试结果可以看出，各个负荷下，区域1和区域3还原性气体较区域2浓度高，区域1的还原性气体浓度最高，高温腐蚀也最严重，且在后墙3号角区域有强还原区，630MW和500MW负荷下，CO排放浓度高达92400μL/L和90600μL/L，H2S浓度也达到756μL/L和876μL/L，这与冷态下炉内高温腐蚀检查的结果一致。
2)SOFA风水平摆角的调整不能简单按照反切消旋的思路调整，需按照次序依次调整。以2号角水平摆角为例，630MW负荷、ABCDEF磨组合下，进行了水平摆角正切最大、对冲和反切最大三个摆角调整试验，水平摆角的调整数据如表2所示，炉膛水冷壁区域1还原性气氛测试平面图分布图如图5所示。
表2水平摆角调整试验结果
Figure BDA0002967966370000052
Figure BDA0002967966370000061
从试验结果可以看出，630MW负荷下，将SOFA风水平摆角由反切最大调整至正切最大时，区域1整体CO排放浓度从35324μL/L降低至27804μL/L，降幅为21.3％；H2S浓度从541μL/L降低至431μL/L，降幅为20.3％；同时，后墙3号角的CO排放浓度从59960μL/L降低至25577μL/L，降幅为57.30％；H2S浓度从611μL/L降低至408μL/L，降幅为33.2％，还原性气氛降低效果明显。
同时，2号角SOFA风水平摆角调整至反切最大后，省煤器出口两侧氧量偏差有所改善，综上，建议将2号角SOFA风水平摆角设置为反切最大。
3)依次调整其余各个SOFA风水平摆角，确定其余各个角的SOFA风水平摆角位置均为反切最大位置，最后在中、低负荷下进行测试，验证SOFA风水平调整后的效果。
其工作原理如下：其利用检修期间在炉膛水冷壁上安装的试验测孔，进行了燃尽风与燃烧器之间区域高温腐蚀影响的影响特性分析，优化了缓解燃尽风与燃烧器之间局部区域高温腐蚀的SOFA风水平摆角设置，缓解了炉内燃尽风与燃烧器之间局部区域的高温腐蚀。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.缓解切圆燃烧锅炉燃尽风与燃烧器区域间高温腐蚀的方法，其特征在于：在热态运行时，选择高中低三个负荷下，对炉内水冷壁壁面还原性气氛进行全面的测试，观察其分布规律，并比较测试数据是否与冷态下检查的高温腐蚀状态相一致；在高负荷下，按照次序依次进行SOFA风水平摆角对炉内水冷壁壁面还原气氛和省煤器出口截面烟气成分的影响特性研究，分析SOFA风水平摆角下的炉内水冷壁还原气氛变化规律，制定最优的SOFA风水平摆角位置，之后在中、低负荷下，对SOFA风水平摆角调整后的效果进行验证。
2.如权利要求1所述的缓解切圆燃烧锅炉燃尽风与燃烧器区域间高温腐蚀的方法，其特征在于：原煤取样从运行的给煤机上进行，每台给煤机每次取样2kg，装入桶内密封好，样品混合均匀后，进行工业分析，壁面还原性气氛测试的烟气样品用经检验无裂纹的不锈钢管通过试验测孔引出至炉外后进行烟气成分分析。
3.如权利要求2所述的缓解切圆燃烧锅炉燃尽风与燃烧器区域间高温腐蚀的方法，其特征在于：所述还原性气氛的检测包括O2、CO和H2S的检测。
4.如权利要求2所述的缓解切圆燃烧锅炉燃尽风与燃烧器区域间高温腐蚀的方法，其特征在于：所述样品的工业分析包括固定碳、全水、灰分和挥发分的分析。
5.如权利要求3所述的缓解切圆燃烧锅炉燃尽风与燃烧器区域间高温腐蚀的方法，其特征在于：所述O2和CO采用TESTO烟气分析仪测试，H2S采用SPGAS PORT烟气分析仪测试。
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