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沙角c电厂2 100 t/h锅炉吹灰程序优化分析

作者: 来源: 发布时间:2018/2/11 16:12:47  点击数:523
沙角c电厂3×660 mw机组锅炉(2 100 t/h)为美国ce公司制造的亚临界压力、一次再热、单汽包、控制循环、四角喷燃双切圆燃煤锅炉。锅炉吹灰器采用了美国cope-vugan公司的产品,在炉膛水冷壁区域布置有88只短吹灰器,在炉膛出口及水平烟道、尾部烟道布置有68只长吹灰器和半长吹灰器。
1 原吹灰程序存在的问题
这种四角喷燃双切圆燃烧燃煤锅炉,由于炉膛尺寸较小,炉内热强度大,自1996年正式移交投产以后,一直都有结焦的情况存在,开始的时候还比较严重,因而强调使用吹灰器可防止结焦,并未过多考虑其对锅炉整体运行的影响。此外,长期以来,吹灰器的投停都以固定不变的成组方式进行,一直没有进行过调整。近年来,锅炉结焦问题得到了有效抑制,而这种吹灰模式的弊端也越来越多地暴露出来,主要表现在:
a)炉膛水冷壁吹灰次数过多,造成汽温偏低。
为了提高汽温,又增加了对水平烟道末级过热器和末级再热器管屏处的吹灰次数,这样不仅浪费汽源,而且也增加了对管子的冲蚀。
b)由于吹灰频繁,炉膛水冷壁、过热蒸汽管、再热蒸汽管管壁过于清洁,管子表面缺乏调节换热的“灰层”,热量分配容易失衡,导致过热汽温与再热汽温调节困难,对煤种的适应性很差。出现两侧汽温偏差时,调整的手段和幅度也非常有限。
c)吹灰缺乏针对性,对所有吹灰器一视同仁,往往是成组成片启动,造成有些地方吹灰过多而另一些地方吹灰过少,汽温虽然偏低,而炉膛局部结焦严重的情况仍然存在。
d)1号锅炉还存在另一个特殊问题。一段时间以来,末级过热器炉顶、炉外管壁容易超温,有时不得不将主汽温降低,最低时比额定汽温低15~20℃,严重影响机组效率,为此,希望在运行中通过选择性吹灰来减少超温的情况发生。
2 吹灰程序的优化试验
2.1 试验方法与步骤
国外一些智能吹灰产品要求在锅炉上加装大量的温度变送器、压力变送器,再采用模型计算的方法,给出吹灰的提示。沙角c厂的处理方法则是利用现有的dcs数据,采用锅炉结焦积灰检查表,从看火孔处,对炉内的积灰结渣情况进行检查并记录积灰结渣的程度(见表1),并结合锅炉运行参数分析,长时间对锅炉结焦积灰情况进行跟踪,找出每台锅炉的结焦积灰特性。沙角c电厂锅炉炉膛水冷壁区域的结焦分布基本如图1所示。对锅炉吹灰器重新分组,初步制定每只吹灰器的吹灰频率,记录锅炉参数变化,在就地对锅炉结焦积灰情况进行跟踪。经过几次这样的反复修改和试验,找出适合每台锅炉特性的吹灰程序,最后结合机组负荷情况和煤种的变化给出每台锅炉的吹灰指引。


2.2 1号炉的特殊情况
根据传热学的基本公式,对处于对流区某段的管子,假设忽略烟气辐射换热和金属管子管壁热阻不计(并假设管内壁清洁),其换热量为:

式中:q———换热量;
t1———蒸汽温度;
t2———烟气温度;
α1———蒸汽侧对流换热系数;
α2———烟气侧对流换热系数;
δ———管子表面灰层厚度;
λ———管子表面的导热系数。
而管壁金属温度则为:

式中:tw金属管壁温度。
当管子表面“灰层”增加时,换热量减少,其他参数维持不变时,管壁温度就会降低。在找出1号炉的结焦积灰特性后,考虑到超温的因素,相对增加初级和中级过热器处的吹灰频率,适当减少末级过热器管屏处的吹灰次数,“人为”地制造“灰层”,增加热阻,减少该区域的传热,从而降低壁温。
3 吹灰程序优化后的效果
吹灰程序优化后的效果如下:
a)锅炉结焦情况继续得到有效抑制。2002年以来,广东地区用电紧张,机组负荷连续居高不下,锅炉运行受到前所未有的考验,对易结焦部位加强吹灰,对防止严重结焦事故起了重要的作用。
b)温度控制得到明显改善。在绝大多数煤质范围内,主蒸汽温度、再热蒸汽温度基本能达到设计值,并且能使再热器减温水基本为零,同时喷燃 器摆角调整在水平附近,对机组效率和锅炉燃烧都有帮助。
c)在局部易结焦部位吹灰得到加强的同时,吹灰次数总体大幅度减少。
d)汽温偏差调控手段增强。由于有了合适的调节换热的“灰层”,当出现汽温偏差时,针对性地选择几只合适的吹灰器吹灰,适当改变炉内热量分配,可产生很好的效果。
e)1号炉末级过热器炉外管壁温超温度明显改善,图2和图3给出了1号锅炉主汽温在吹灰程序修改前后的典型曲线,从图中可以看出,效果很明显,主汽温度提高了10℃左右。
4 结束语
在现代大型锅炉中,随着锅炉容量的增大,锅炉尺寸相对增加较小,受热面布置更加紧凑,炉内热强度显著增大,存在着潜在严重结焦的危险,此时吹灰器的作用也越来越大。在锅炉每次大修或燃烧设备重大更改后,对吹灰进行优化试验和调整,对锅炉的安全经济运行有着重要的作用。

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