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220t/h水煤浆锅炉出力下降原因分析
发布时间：2013-09-05 07:48 来源：未知
汕头万丰热电厂分别在2001年和2005年进行220 t/h燃油设计锅炉燃用水煤浆的技术改造，实现了长期安全经济稳定运行，锅炉改造设计出力为176 t/h。近年来在运行过程中锅炉出力难以达到设计值，影响公司的发电任务。因此对2台水煤浆锅炉进行测试研究，分析锅炉出力下降原因，提出对策。
1、燃料特性
实验水煤浆挥发分较高，有利于着火燃烧。实验水煤浆特性见表1。
表1中粘度数据是剪切速率为100 s。1对应的表观粘度。实验水煤浆粘度适中，但成浆浓度和低位发热量较低，影响炉内燃烧温度和锅炉效率。
水煤浆粒度分布对锅炉燃烧影响重大。图1是用马尔文激光粒度仪（MASTER SIZER-2000）测量得到的水煤浆粒度分布，图1表明万丰热电厂燃用水煤浆粒径小于10um的颗粒质量分数为39%，粒径小于74um的颗粒质量分数为87%，粒径小于300um的颗粒质量分数为96.11%，最大颗粒粒径为631um。水煤浆国家质量标准要求颗粒粒径小于75um占75%，实验用水煤浆颗粒粒径小于74um占87%，符合1级水煤浆要求。实验用水煤浆粗颗粒较多，水煤浆国家质量标准要求颗粒粒径大于300um的质量分数要小于0.05%，而实测数据达到3. 89%。说明该水煤浆虽然平均粒径符合要求，但大颗粒比例较高，对燃尽带来不利影响，富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料。
2、配风及送风量测量及分析
对2台锅炉燃烧器的一次风和二次风送风量进行测量，结果见表2。
(1)实测送入锅炉内的空气量大部分小于锅炉理论空气量和过量空气系数d=1. 15时所需要的空气量，且风量缺口较大，在30%以内，说明目前2台锅炉是严重缺氧运行的，这是锅炉运行时飞灰含量高的主要原因。表2中的理论空气量和a=1.15时所需空气量的计算和水煤浆消耗量密切相关，根据实验期间水煤浆的消耗量调整前后变化及相关的锅炉主要参数变化，实际上送风量偏小20%以上。
(2)通过配风调整，2台锅炉的送风量略微变大。1号炉从6月28日的112462. 52m3／l1增大为6月29日的121560.98 m3/h，2号炉则由115487.58 m3/h增大为117159.18m3/h。说明调整有效，风量有所增加。
(3)因调整前有个别风门没有开大，经调整后风门开度基本上符合设计要求，四角配风较为均匀，最大差异在10%左右。
3、炉膛温度场分布
表3是采用红外测温仪获得的实验期间调整前后的炉膛火焰温度分布。
由表3可知，2台锅炉在调整前后炉膛火焰平均温度均较低，在1143.33~1221.75℃，最大温度值均低于1300℃。一方面是由于燃料发热量偏低，只有17.65 MJ/kg，低于锅炉设计值，使理论燃烧温度下降；另一方面是缺氧造成燃烧不完全，火焰温度下降。
因锅炉负荷较低，炉膛出口温度不高，各个工况温度在881. 25~1101.00℃。对比调整前后，炉膛火焰总体温度有所上升，如l号锅炉调整前9.498 m和6.924 m平台炉膛火焰温度分别为1143. 33℃和1179. 25℃，调整后温度为1171. 25℃和1205. 88℃；但炉膛出口温度却由调整前的1101. 00℃降到1033.75℃，而锅炉负荷由调整前的149 t/h提高到156 t/h，说明调整后炉内燃烧工况有所改善，风量有所增加，燃烧区域温度提高，燃烧提前。
4、尾部排烟参数测量
4.1排烟量测量和计算
烟气量实测和计算值见表4。由表4可见，仪器实测的烟气量与为10%～11%时计算的烟气量十分接近，说明烟气测量数据，尾部氧量测量数据以及燃料化验等数据是准确的，数据可信。如以设计取值时烟气量为标准，则1号锅炉菲正常漏风量为92632—100344m3/h，比例约为45%；2号锅炉非正常漏风量为71976—84181m3／h，比例约为38%~46%。
4.2尾部漏风测量
(1)随着取样管向里延伸，1号锅炉和2号锅炉表现出不同的漏风特征。l号锅炉尾部烟道氧量基本上呈现外低内高，即靠近墙壁处低，向里延伸逐步升高，说明靠近墙壁处没有漏风或漏风较少，而在烟道中存在严重的漏风现象；2号锅炉恰好相反。
(2)1号锅炉最严重的漏风处在西侧烟道中间位置，测量结果显示含氧量高达17.7%；2号锅炉最严重的漏风处在东侧烟道炉壁靠除尘器方向的部位，测量结果显示含氧量同样高达17.7%。此外，西侧烟道中间靠除尘器方向也有漏风点，含氧量为10.7%，估计此处可能存在空预器漏风。
(3)结合2台锅炉送风机风门开度的不同，可推断1号锅炉漏风主要是空预器漏风，且漏点在烟道中间部位；2号锅炉漏风主要是炉墙、护板等部位漏风，且漏点分散。
由2台锅炉各工况下尾部烟气成分分析数据可见：
(1)各工况尾部烟气的含氧量为10%~12%，其中2号锅炉6月28日运行时的氧含量较高，达到11. 41%，而表盘数据显示省煤器前烟气含氧量只有1.5%~2%．可见省煤器后整个尾部烟道漏风十分严重。此外，排烟温度比设计值低，说明存在较严重的漏风现象。
(2)各个工况的氮氧化物排放很低，低于正常排放值。这是由于炉内燃烧严重缺氧，形成强还原性气氛，抑制了氮氧化物的生成。此外，这次实验用水煤浆燃料含氮较低，Nx为0.7%也是氮氧化物排放量很低的原因之-。
5、建 议
(1)根据以上分析，万丰热电厂2台水煤浆锅炉应尽快安排检修，详细检查尾部烟道和空预器漏风情况。
(2)在目前锅炉运行状况下，尽量提高水煤浆浓度，一方面可减少排烟中的水蒸汽量，减少总的排烟量；另一方面可提高炉内燃烧温度，加快燃尽速度，提高燃烧效率和锅炉效率。此外，要减少甚至消除水煤浆中的大颗粒比例，提高燃尽率。在水煤浆运送和储存等各个环节，尽量避免进水，如在炉前搅拌罐入口。
(3)尽量开大风门，减小送风阻力。建议二次风门除下二次风外，其它二次风门都可以开到100%；考虑到燃料中挥发分很高，可开大一次风门，原设计要求开度在20%一30%，可考虑适当开大。
(4)因水煤浆粘度不高，建议在保证雾化效果的前提下，可适当减少雾化蒸汽量（汽压和浆压差值适当减小），以减少排烟总量。此外，没有投浆或投油的枪不要再通蒸汽，将枪退出来。
(5)尝试开大冷风旁路，使空气不经过空预器直接送入燃烧器，增加了炉内风量；但降低了热风温度，可能会对燃烧有影响。
(6)适当加强锅炉各受热面吹灰，确保受热面清洁，不积灰、不积渣、不堵塞，尽量减少烟气侧阻力损失，提高引风能力，富通新能源生产销售生物质锅炉，同时我们还销售木屑颗粒机压制的木屑生物质颗粒燃料。
