直吹式制粉系统锅炉优化运行分析和研究

☆项目详细内容

本课题对于直吹式制粉系统锅炉运行过程中出现的问题进行了阐述和分析，提出了相应了解决方法。并重点对直吹式W 火焰锅炉的汽温（壁温）特性、结焦特性、燃烧特性进行了全面、系统地研究。

1、全面的总结了湖南省直吹式锅炉运行情况，归纳了直吹式锅炉投产以来运行过程中存在的主要问题，并从设计煤质的选择，设备选型、运行管理、优化控制、优化改造等方面提出了解决措施和建议，对直吹式制粉系统锅炉的设计和运行有着很好的启示和帮助。

2、直吹式W 火焰锅炉汽温（壁温）特性的系统研究。结合现场试验，采集了不同工况下的汽温、壁温数据，从直吹式W 火焰锅炉启动过程的汽温控制、正常运行过程的汽温调节等方面进行了汽温特性研究，总结了一套汽温控制和优化调节的方法。分析了不同工况下各受热面的壁温特性，全面系统的分析了壁温偏差产生的原因，并提出了控制措施。

3、直吹式W 火焰锅炉结焦特性的系统研究。采用理论结合实际的方法，根据W 火焰锅炉的实际情况，建立了结渣模型，并将结渣模型和气固两相流燃烧模型耦合计算，分析出W 火焰锅炉结渣的原因，并进行了对比投退侧边燃烧器、变煤种、变负荷、变侧边F风内倾角度、变侧边风量、变氧量工况下的锅炉结渣特性计算，冷态试验对计算结果进行了验证，确定出一套有效的预防控制方法，现场实施效果良好。

4、直吹式W 火焰锅炉燃烧优化的模拟研究。以直吹式W 火焰锅炉为对象，结合现场实际情况，通过燃烧过程数值模拟技术，对比分析了不同煤种在不同燃烧调整方式下的对煤粉的着火，火焰下冲深度，飞灰含碳量等方面的影响，为燃烧调整和控制提供充实的理论依据。

5、直吹式W 火焰锅炉燃烧优化的现场试验研究。将项目组对直吹式W 火焰锅炉燃烧优化现场试验研究按时间和效果分成了设备整治、初期摸索和调整、进一步优化调整、优化改造四个阶段，并总结了一套适应不同煤种的行之有效的燃烧优化调整方法，特别是一次风热态调平、沿宽度方向的氧量调平、变拱上/拱下二次风动量比，改变燃烧器投运位置和数量等调整方式及“分磨磨制，炉内掺烧”并根据不同煤种采用不同调整方式的混煤掺烧方法具有创新性。

☆主要技术创新

根据现场对直吹式W 火焰锅炉燃烧特性的研究，并结合燃烧数值模拟计算结果，分析出锅炉存在燃用无烟煤燃烬率低，燃烧稳定性差，减温水量大的主要原因为设计拱下二次风量过大，火焰中心位置过高，下炉膛利用率降低。针对研究结果制定并在大唐华银株洲发电有限公司3、4 号锅炉上实施了F 层二次风下倾改造，通过现场试验证明，改造效果良好，锅炉飞灰含碳量平均降低2%以上，锅炉效率提高至少1%，锅炉稳定性也大为增强，改造后未出现过因燃烧不稳灭火的情况，过热器减温水量也有所下降，锅炉的带负荷能力和经济性得到了提高。

☆项目应用情况

大唐华银株洲发电有限公司针对W 火焰锅炉存在燃烬率低、减温水量高等问题，进行了混煤掺烧及燃烧优化调整的试验和研究，2008 年提出F 风改造方案，于2008 年5 月在3 号锅炉上实施了下倾改造，由于3 号炉的F 风改造在节能降耗方面效果显著，2008 年10月，在4 号炉又实施了相同的F 风改造，改造后，两台锅炉运行稳定性均有明显的提高，改造至今，未发生过燃烧不稳导致的灭火，飞灰含碳量的大幅下降使锅炉效率提高1%以上，获得了较为明显的经济效益。

☆企业效益情况

通过优化运行和改造，锅炉稳定性显著增强，锅炉飞灰含碳量平均降低2%以上，锅炉效率提高至少1%，折算煤耗降低3.5 g/ kW.h，以机组运行小时数4500 小时计算。则两台机组一年创造的直接经济效益为472.5 万元。

对直吹式W 火焰锅炉的汽温（壁温）特性、结焦特性、燃烧特性进行了全面、系统地研究，解决燃用劣质煤存在的问题。提高了锅炉煤种适应性，拓宽了电厂煤炭采购范围和思路，在缓解煤炭供应紧张局势，保障居民生活用电方面产生了显著的社会效益。并为无烟煤、劣质煤燃烧技术的发展、应用和推广做出重大贡献，应用前景良好。