330MW機組鍋爐燃燒系統新技術的應用

郝建江

(中國神華煤制油化工有限公司新疆煤化工分公司,新疆烏魯木齊 831404)

330MW機組鍋爐燃燒系統新技術的應用

郝建江

(中國神華煤制油化工有限公司新疆煤化工分公司,新疆烏魯木齊 831404)

隨著我國電力工業的快速發展,300MW火力發電機組已成為電網中的主力機組,其運行的質量與穩定性直接影響著整個電網運行的可靠性和經濟性能。本文分析和總結了長期困擾我國大型電站的鍋爐燃燒系統存在的問題,并介紹了近年來發展和應用的一些新技術,對鍋爐燃燒系統新技術的推廣應用、優化改造以及事故分析提供了一定的參考資料。

鍋爐 燃燒系統 技術

我國是能源生產和消費大國，隨著我國國民經濟的快速發展，能源供應與經濟發展的矛盾日趨尖銳，與工業發達國家相比，我國單位能耗所創造的經濟收入較低，提高能源使用效率，降低能源消耗是我國面臨的首要任務。

近年來，裝機容量在330MW以上的火力發電機組已在我國電力企業中得到普及運營。典型的300MW級機組本體部件已標標準化和模塊化，有些機組在葉片的出口角度和高度方面有些差異。300MW級機組一般由高壓、中壓和低壓三個雙層缸組成，高、中壓缸分缸布置，通流部分反向布置。其主要技術參數有[1]：

額定功率 330MW 額定轉速 3000rpm 主蒸汽壓力16.75MPa

主蒸汽溫度 540℃ 主蒸汽流量 1180t/h

工業鍋爐年消耗煤炭已達我國煤炭總產量的33%以上，我國工業鍋爐普遍存在能耗過大、熱效率低、設備技術水平相對落后、運營管理不健全等問題。

1 330MW機組鍋爐燃燒系統常見問題

(1)層煤是我國燃煤工業鍋爐的主要燃燒方式，然而我國燃煤供應市場仍然是賣方市場，煤礦企業沒有根據煤質量及粒度情況進行加工分類就直接供應原煤，造成煤質多變，對工業鍋爐的運行產生不利影響，運行調整困難，使燃煤得不到完全燃燒，熱效率下降。

(2)某些鍋爐制粉系統由于采用了雙進雙出磨煤機和靜態分離器，由于靜態分離器出口的一次風管煤粉濃度的偏差，致使各燃燒器間的一次風分配不均，鍋爐路爐膛內產生較大的熱負荷和汽溫偏差，嚴重的甚至引起爆管、高溫腐蝕等事故。

(3)我國工業鍋爐的主體類型是層燃爐，水垢、煙垢、集灰、漏風等環境因素常常影響鍋爐運行中尾部受熱面，導致受熱面熱阻增大，傳熱效果降低，排煙溫度過高，排煙熱損失高于20%以上，爐膛燃燒狀況不穩定，爐膛內煙氣流動紊亂，燃煤沒有充分燃燒，鍋爐實際運行效率僅有設計效率的60%左右。

(4)一些鍋爐采用了低氮燃燒器，同時其二次風噴口為小噴口，導致二次風補不足，造成煤粉燃燒不完全，鍋爐運行中受結焦、一次風噴口燃燒器熱負荷偏高等問題，嚴重影響鍋爐燃燒系統正常運行。

(5)我國燃煤工業鍋爐設備整體技術水平落后，大部分設備仍沒有實現自動檢測和調節的功能，設備運行智能化程度低，僅僅依靠司爐工的經驗和手工完成加煤、調風、除渣、給水、排污等操作。一些設備主機與輔機不配套，燃燒與換熱、水處理、除塵脫硫，余熱回收和灰渣綜合利用等技術嚴重滯后。

2 330MW機組過濾燃燒系統應用新技術

近年來，為了提高鍋爐燃燒熱效率，一些新爐型、新技術、新工藝不斷研發和推廣應用，主要有以下幾個方面：

(1)等離子體點火技術的主要裝置是由線圈、陰極、陽極等組成的等離子發生器和燃燒器，等離子體點火技術的基本原理是利用等離子體發生器產生電極接觸引弧，并通過強磁場控制，獲得穩定功率的直流空氣等離子體，等離子體在燃燒器的中心燃燒筒中形成溫度極高，梯度極大的局部高溫區，使煤粉顆粒破裂粉碎后迅速燃燒吸收熱量并釋放出揮發物，加快煤粉的燃燒速度，從而提高煤粉的燃燒效率。[2]

(2)雙尺度燃燒技術一般采用新型低 NOX燃燒器與燃盡風相配合的設計，通過在鍋爐內組織合理燃燒實現高效燃燒，有效降低NOX排放量30%-60%左右，成本較為低廉，燃燒穩定性較好，同時具有有效防止結焦以及高溫腐蝕的功能，目前已獲得較廣泛的應用，取得了積極的效果。

(3)氣化小油槍系統主要由氣化小油槍、燃油系統、壓縮空氣系統及高壓風系統等組成，通過手動或遠程操作控制系統對其進行控制。其原理是利用高速射流的壓縮空氣將燃料油擊碎霧化成超細油滴進行燃燒，這些超細油滴能在極短的時間內完成燃燒氣化，大大提高燃燒效率及火焰溫度，同時降低油耗，實現電站鍋爐啟動、停止以及低負荷穩燃。

(4)選擇性非催化還原法脫硝技術(SNCR)的基本原理是將氨氣或尿素等還原劑噴入鍋爐爐膛中，將煙氣中的 NOX還原為 N2、H2O和其它副產物。該技術具有系統結構簡單、操作方便、投資小等特點。

(5)鏈條鍋爐加煤粉復合燃燒技術[3]有機地結合了鏈條爐 排層燃和煤粉懸浮燃燒兩種不同的燃燒方式，這種復合燃燒方式具有煤種適應性好、操作便捷、勞動強度低、燃燒效率高度等優點。

(6)煤氣化無煙燃燒技術綜合了煤氣發生爐和層燃鍋爐燃燒技術的特點，是一種新型的潔凈燃燒技術。該技術使煤的燃燒和氣化過程均在一個鍋爐爐膛內進行，并對在爐內的飛灰采取強化分離燃燒等措施，可以有效的消除環境污染問題。

(7)循環流化床燃燒技術的原理是采用各種工農業廢棄物、化石以及各種生物質燃料在流化狀態下燃燒，由于各種細小的顆粒均在燃燒室上部燃燒，沒有燃盡的各種細小顆粒被吹出并通過設置在燃燒室的上部設置分離器進行收集后送回爐膛內循環燃燒，該技術具有適應性強、灰渣可再利用、燃燒效率高、環保節能等優點，但燃燒鍋爐結構較為復雜。

3 結語

總之，300MW機組鍋爐燃燒系統新技術使用時，能較大幅度地減少煤炭或其他燃料的消耗，提高了燃燒效率。各電力企業要結合自身實際需要，鍋爐的實際狀況及煤質的特點，選用適合企業自身發展的新技術，提高企業經濟效益。

[1]樊泉桂,魏鐵錚,王軍.火電廠鍋爐設備及運行.中國電力出版社, 2001.

[2]吳必科,曹宇飛.等離子點火技術在直吹式制粉系統鍋爐上的應用[J].鍋爐技術,2004,35(4):43～46.

[3]姜少軍,孫慶斌.應用復合燃燒技術改造鏈條鍋爐.鍋爐制造,2004.08(3).

郝建江(1983—),男,新疆烏魯木齊人,工學學士,電廠值長,主要從事電廠集控運行專業。