一种降低W火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛的方法及系统与流程

一种降低w火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛的方法及系统
技术领域
1.本发明属于电站锅炉技术领域，具体地说是一种降低w火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛的方法及系统。


背景技术：

2.随着近年来国家环保要求的不断提高，国内已投运大型电站燃煤锅炉均进行了低no
x
燃烧改造，新建燃煤锅炉也同步安装了低no
x
燃烧器以满足超低排放的要求。这些低no
x
燃烧技术的使用，带来了严重的水冷壁高温腐蚀问题，某些机组运行2-3年即需更换腐蚀严重的水冷壁管。w火焰锅炉在我国燃用无烟煤和贫煤的地区有较大程度应用，近年来应用低no
x
燃烧技术带来的高温腐蚀也严重影响着锅炉安全运行。
3.引起水冷壁高温腐蚀的主要原因是贴壁还原性气氛过于强烈。专利号为zl200810137054.7的发明专利《一种w型火焰锅炉局部通风防侧墙及翼墙水冷壁结渣装置》，通过在侧墙和翼墙增设贴壁风口，在炉膛内形成贴壁风进而在该部分形成空气膜，以降低水冷壁结渣可能性。专利号为zl201010512616.9的发明专利《四角通风防止翼墙及侧墙水冷壁结渣的w火焰锅炉》，在靠近锅炉四角翼墙处的炉拱上分别增设放结渣喷口。上述方法采用了技改的方式以改善w火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛。因w火焰锅炉燃烧器布置方式的独特性，若采用专利号为zl201910064631.2的发明专利《改善低no
x
燃烧锅炉侧墙贴壁还原性气氛的方法及系统》中提供的“碟形”燃烧方式，将导致部分磨煤机煤量过高，该方式不适用于w火焰锅炉。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种降低w火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛的方法及系统，其以电站w火焰锅炉为研究对象，保证w火焰锅炉煤粉燃尽率不降低和各台磨煤机煤量偏差较少的前提下，通过调整投运燃烧器煤量和二次风量分布，以有效改善侧墙贴壁还原性气氛。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种降低w火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛的方法，该方法包括：
6.将w火焰锅炉的燃煤以投运燃烧器为单位喷入炉膛燃烧，并保持拱前和拱后对应投运燃烧器煤量和二次风量相同；
7.根据投运燃烧器目标煤量计算公式，对各投运燃烧器目标煤量进行计算；
8.在拱前和拱后投运燃烧器煤粉管上的可调缩孔上加装电动阀，按照目标煤量计算结果，控制投运燃烧器煤粉管煤量，使拱前和拱后投运燃烧器煤量呈“双凸形”分布；
9.根据投运燃烧器目标二次风量计算公式，对各投运燃烧器目标二次风量进行计算；
10.按照目标二次风量计算结果，控制拱前和拱后投运燃烧器二次风量，使得投运燃烧器二次风量呈“双凹形”分布。
11.进一步地，拱前投运燃烧器总煤量的计量公式为：cq＝cz/2，其中，cz表示锅炉总煤
量。
12.进一步地，所述拱前投运燃烧器的目标煤量的计量公式为：c
qn
＝γ
qncqd
，n∈[1,12]，且其中，c
qn
表示拱前投运燃烧器的目标煤量，γ
qn
表示拱前投运燃烧器煤量偏差系数，c
qd
表示拱前投运燃烧器目标最大煤量。
[0013]
进一步地，拱后投运燃烧器总煤量的计量公式为：ch＝cz/2，其中，cz表示锅炉总煤量。
[0014]
进一步地，所述拱后投运燃烧器的目标煤量的计量公式为：c
hn
＝γ
hnchd
，n∈[1,12]，且其中，c
hn
表示拱后投运燃烧器的目标煤量，γ
hn
表示拱后投运燃烧器煤量偏差系数，c
hd
表示拱后投运燃烧器目标最大煤量。
[0015]
进一步地，所述拱前投运燃烧器的目标二次风量的计量公式为：f
qn
＝β
qnfqd
，n∈[1,12]，且其中，f
qn
表示拱前投运燃烧器的目标二次风量，β
qn
表示拱前投运燃烧器二次风量偏差系数，f
qd
表示拱前投运燃烧器目标最小二次风量，fq表示拱前投运燃烧器的总二次风量。
[0016]
进一步地，所述拱后投运燃烧器的目标二次风量的计量公式为：f
hn
＝β
hnfhd
，n∈[1,12]，且其中，f
hn
表示拱后投运燃烧器的目标二次风量，β
hn
表示拱后投运燃烧器二次风量偏差系数，f
hd
表示拱后投运燃烧器目标最小二次风量，fh表示拱后投运燃烧器的总二次风量。
[0017]
进一步地，若炉膛出口co体积分数有所增大，则根据co体积分数增大位置，控制燃烧器燃尽风量分布，保证煤粉燃尽率不降低。
[0018]
本发明以国内w火焰锅炉为研究对象，保证煤粉燃尽率不降低和各台磨煤机煤量偏差较少的前提下，通过调整投运燃烧器煤量和二次风量分布，有效改善侧墙贴壁还原性气氛。
[0019]
本发明还提供另一种技术方案：一种降低w火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛的系统，其以电站w火焰锅炉为研究对象，调整投运燃烧器煤量与风量的分布；该系统包括煤量控制单元和二次风量控制单元；
[0020]
所述的煤量控制单元，在拱前和拱后投运燃烧器煤粉管上的可调缩孔上加装电动阀，按照目标煤量计算结果，控制投运燃烧器煤粉管煤量，使拱前和拱后投运燃烧器煤量呈“双凸形”分布，保持拱前和拱后投运燃烧器煤量相同；
[0021]
所述的二次风量控制单元，按照目标二次风量计算结果，控制拱前和拱后投运燃烧器二次风量，使得投运燃烧器二次风量呈“双凹形”分布，保持拱前和拱后投运燃烧器二次风量相同。
[0022]
进一步地，所述一种降低w火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛的系统还包括煤量计算单元和二次风量计算单元；
[0023]
所述的煤量计算单元，用于计算拱前和拱后投运燃烧器煤量；
[0024]
所述的二次风量计算单元，用于计算拱前和拱后投运燃烧器二次风量。
[0025]
更进一步地，所述一种降低w火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛的系统，还包括燃尽风量控制单元；所述的燃尽风量控制单元，根据炉膛出口co体积分数，控制燃尽风量分布。
[0026]
所述的燃尽风量控制单元，若炉膛出口co体积分数有所增大，则根据co体积分数增大位置，控制燃烧器燃尽风量分布，保证煤粉燃尽率不降低。
[0027]
与现有技术相比，本发明通过调整投运燃烧器煤量和二次风量分布，可以在煤粉燃尽率不降低和各台磨煤机煤量偏差较少的前提下，有效改善侧墙贴壁还原性气氛。
[0028]
按照本发明调整后，使得拱前和拱后投运燃烧器煤量呈“双凸形”分布，投运燃烧器二次风量呈“双凹形”分布。
附图说明
[0029]
图1为本发明具体实施方式中的一种降低w火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛的方法的流程图；
[0030]
图2为本发明具体实施方式中一台330mw w火焰锅炉拱前和拱后燃烧器布置示意图；
[0031]
图3为本发明具体实施方式中在满负荷时采用本发明方法的条件下，投运燃烧器煤量分布示意图，a)为拱前投运燃烧器煤量分布示意图，b)为拱后投运燃烧器煤量分布示意图；
[0032]
图4为本发明具体实施方式中在满负荷时采用本发明方法的条件下，投运燃烧器二次风量分布示意图，a)为拱前投运燃烧器二次风量分布示意图，b)为拱后投运燃烧器二次风量分布示意图；
[0033]
图5为本发明具体实施方式中的一种降低w火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛的系统的结构示意图。
具体实施方式
[0034]
以下便结合本发明实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明的技术方案更易于理解、掌握。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]
实施例1
[0036]
本实施例提供一种降低w火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛的方法，以国内w火焰锅炉为研究对象，在煤粉燃尽率不降低和各台磨煤机煤量偏差较少的前提下，通过调整投运燃烧器煤量和二次风量分布，有效改善侧墙贴壁还原性气氛；按照本发明调整后，使得拱前和拱后投运燃烧器煤量呈“双凸形”分布，投运燃烧器二次风量呈“双凹形”分布。
[0037]
请参阅附图1为一种降低w火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛的方法的流程图。本发明公开了一种降低w火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛的方法，本发明主要以国内w火焰锅炉为研究对象，通过新型燃烧方式调整投运燃烧器煤量与二次风量的分布，其主要目的是改善侧墙贴壁还原性气氛，同时保证煤粉燃尽率不降低和各台磨煤机煤量偏差较少，该方法包括具体步骤为：
[0038]
步骤1：将w火焰锅炉的燃煤以投运燃烧器为单位喷入炉膛燃烧，并保持拱前和拱后对应投运燃烧器煤量和二次风量相同。
[0039]
步骤2：根据投运燃烧器目标煤量计算公式，对各投运燃烧器目标煤量进行计算。
[0040]
步骤3：在拱前和拱后投运燃烧器煤粉管上的可调缩孔上加装电动阀，按照目标煤量计算结果，控制投运燃烧器煤粉管煤量，使拱前和拱后投运燃烧器煤量呈“双凸形”分布。
[0041]
步骤4：根据投运燃烧器目标二次风量计算公式，对各投运燃烧器目标二次风量进行计算。
[0042]
步骤5：按照目标二次风量计算结果，控制拱前和拱后投运燃烧器二次风量，使得投运燃烧器二次风量呈“双凹形”分布。
[0043]
采用上述步骤以后，若炉膛出口co体积分数有所增大，则根据co体积分数增大位置，控制燃烧器燃尽风量分布，保证煤粉燃尽率不降低。
[0044]
拱前投运燃烧器总煤量的计量公式为：cq＝cz/2，其中，cz表示锅炉总煤量。
[0045]
所述拱前投运燃烧器的目标煤量的计量公式为：c
qn
＝γ
qncqd
，n∈[1,12]，且其中，c
qn
表示拱前投运燃烧器的目标煤量，γ
qn
表示拱前投运燃烧器煤量偏差系数，c
qd
表示拱前投运燃烧器目标最大煤量。
[0046]
拱后投运燃烧器总煤量的计量公式为：ch＝cz/2，其中，cz表示锅炉总煤量。
[0047]
所述拱后投运燃烧器的目标煤量的计量公式为：c
hn
＝γ
hnchd
，n∈[1,12]，且其中，c
hn
表示拱后投运燃烧器的目标煤量，γ
hn
表示拱后投运燃烧器煤量偏差系数，c
hd
表示拱后投运燃烧器目标最大煤量。
[0048]
所述拱前投运燃烧器的目标二次风量的计量公式为：f
qn
＝β
qnfqd
，n∈[1,12]，且其中，f
qn
表示拱前投运燃烧器的目标二次风量，β
qn
表示拱前投运燃烧器二次风量偏差系数，f
qd
表示拱前投运燃烧器目标最小二次风量，fq表示拱前投运燃烧器的总二次风量。
[0049]
所述拱后投运燃烧器的目标二次风量的计量公式为：f
hn
＝β
hnfhd
，n∈[1,12]，且其中，f
hn
表示拱后投运燃烧器的目标二次风量，β
hn
表示拱后投运燃烧器二次风量偏差系数，f
hd
表示拱后投运燃烧器目标最小二次风量，fh表示拱后投运燃烧器的总二次风量。
[0050]
本发明以一台330mw w火焰锅炉满负荷运行为例，该锅炉拱前和拱后各有12只燃烧器，燃烧器布置示意图如图2所示。通常该锅炉为投运燃烧器在煤量、二次风量相同的条件下运行。
[0051]
图3的a)中，拱前d6、c6、d5、c5、d4、c4、b4、a4、b5、a5、b6、a6、的煤量分别以c
q1
、c
q2
、c
q3
、c
q4
、c
q5
、c
q6
、c
q7
、c
q8
、c
q9
、c
q10
、c
q11
、c
q12
表示，其单位为t/h。
[0052]
图3的a)中，d5、c5、b5、a5这4只燃烧器煤量最高，其余8只燃烧器与这4只号燃烧器的煤量偏差系数分别以γ
q1
、γ
q2
、γ
q5
、γ
q6
、γ
q7
、γ
q8
、γ
q11
、γ
q12
表示，其根据研究对象的
不同，取值亦不相同，约在0.7～0.9之间。通常情况下，γ
q1
＝γ
q6
《γ
q2
＝γ
q5
，γ
q7
＝γ
q12
《γ
q8
＝γ
q11
，
[0053]
图3的b)中，拱后b3、a3、b2、a2、b1、a1、d1、c1、d2、c2、d3、c3的煤量分别以c
h1
、c
h2
、c
h3
、c
h4
、c
h5
、c
h6
、c
h7
、c
h8
、c
h9
、c
h10
、c
h11
、c
h12
表示，其单位为t/h。
[0054]
图3的b)中，b2、a2、d2、c2这4只燃烧器煤量最高，其余8只燃烧器与这4只号燃烧器的煤量偏差系数分别以γ
h1
、γ
h2
、γ
h5
、γ
h6
、γ
h7
、γ
h8
、γ
h11
、γ
h12
表示，其根据研究对象的不同，取值亦不相同，约在0.7～0.9之间。通常情况下，γ
h1
＝γ
h6
《γ
h2
＝γ
h5
，γ
h7
＝γ
h12
《γ
h8
＝γ
h11
，
[0055]
图3中，拱前和拱后总煤量和对应燃烧器煤量相同。
[0056]
图4的a)中，拱前d6、c6、d5、c5、d4、c4、b4、a4、b5、a5、b6、a6、的二次风量分别以f
q1
、f
q2
、f
q3
、f
q4
、f
q5
、f
q6
、f
q7
、f
q8
、f
q9
、f
q10
、f
q11
、f
q12
表示，其单位为t/h。
[0057]
图4的a)中，d5、c5、b5、a5这4只燃烧器二次风量最低，其余8只燃烧器与这4只号燃烧器的煤量偏差系数分别以β
q1
、β
q2
、β
q5
、β
q6
、β
q7
、β
q8
、β
q11
、β
q12
表示，其根据研究对象的不同，取值亦不相同，约在1.1～1.3之间。通常情况下，β
q1
＝β
q6
》β
q2
＝β
q5
，β
q7
＝β
q12
》β
q8
＝β
q11
，
[0058]
图4的b)中，拱后b3、a3、b2、a2、b1、a1、d1、c1、d2、c2、d3、c3的二次风量分别以f
h1
、f
h2
、f
h3
、f
h4
、f
h5
、f
h6
、f
h7
、f
h8
、f
h9
、f
h10
、f
h11
、f
h12
表示，其单位为t/h。
[0059]
图4的b)中，b2、a2、d2、c2这4只燃烧器二次风量最低，其余8只燃烧器与这4只号燃烧器的煤量偏差系数分别以β
h1
、β
h2
、β
h5
、β
h6
、β
h7
、β
h8
、β
h11
、β
h12
表示，其根据研究对象的不同，取值亦不相同，约在1.1～1.3之间。通常情况下，β1＝β
h6
》β
h2
＝β
h5
，β
q7
＝β
h12
》β
h8
＝β
h11
，
[0060]
图4中，拱前和拱后总二次风量和对应燃烧器二次风量相同。
[0061]
对于该型锅炉，其满负荷运行时，根据本发明改进后的投运燃烧器煤量和二次风量分布如图4所示，拱前和拱后投运燃烧器煤量呈“双凸形”分布，投运燃烧器二次风量呈“双凹形”分布。
[0062]
本发明燃烧方式较常规燃烧方式在靠近侧墙的燃烧器煤量减少，而二次风量增多，这两方面的共同作用使得本发明燃烧方式在侧墙水冷壁区域过量空气系数较常规燃烧方式高出许多，这对于改善侧墙水冷壁贴壁还原性气氛非常有利。
[0063]
为了控制本发明燃烧方式可能造成的炉膛出口co体积分数增大的问题，可根据实际情况通过控制燃烧器燃尽风量分布，保证煤粉燃尽率不降低。
[0064]
下面以某电厂1号锅炉为例，该锅炉为东方锅炉厂生产的dg1114/18.5-ii15型亚临界压力一次中间再热自然循环锅炉，配双进双出磨煤机正压直吹式制粉系统，浓缩型双旋流燃烧器。锅炉尾部竖井烟道下设置两台三分仓容克式空预器。锅炉设计煤种为无烟煤。
[0065]
该锅炉设计煤种如表1所示。若在设计煤种下，锅炉满负荷运行约需136t/h煤量。
[0066]
表1锅炉设计煤种煤质分析
[0067]
项目单位数值收到基挥发分v
ar
％8.45收到基灰分a
ar
％25.04收到基水分m
ar
％9.00收到基碳c
ar
％57.12收到基氢h
ar
％2.51收到基氧o
ar
％2.23收到基硫s
ar
％3.19收到基氮n
ar
％0.91收到基低位发热量q
net,ar
kj/kg21960
[0068]
对于该锅炉而言，煤量偏差系数：0.7＝γ
q1
＝γ
q6
《γ
q2
＝γ
q5
＝0.8，0.7＝γ
q7
＝γ
q12
《γ
q8
＝γ
q11
＝0.8，0.7＝γ
h1
＝γ
h6
《γ
h2
＝γ
h5
＝0.8，0.7＝γ
h7
＝γ
h12
《γ
h8
＝γ
h11
＝0.8。表2为该燃烧方式投运燃烧器目标煤量，表3为各台磨煤机目标煤量。
[0069]
表2投运燃烧器目标煤量
[0070]
[0071][0072]
表3各台磨煤机目标煤量
[0073]
投运磨煤机单位数值at/h68.00bt/h68.00ct/h68.00dt/h68.00
[0074]
对于该锅炉而言，二次风量偏差系数：1.3＝β
q1
＝β
q6
》β
q2
＝β
q5
＝1.1，1.3＝β
q7
＝β
q12
》β
q8
＝β
q11
＝1.1，1.3＝β1＝β
h6
》β
h2
＝β
h5
＝1.1，1.3＝β
q7
＝β
h12
》β
h8
＝β
h11
＝1.1。表4为该燃烧方式投运燃烧器目标二次风量。
[0075]
表4投运燃烧器目标二次风量
[0076][0077]
采用本发明燃烧方式后，为了控制可能造成的炉膛出口co体积分数增大的问题，可根据实际情况通过调整燃尽风燃烧器风量分布等手段实现。
[0078]
实施例2
[0079]
请参阅附图5，为本发明实施例公开的一种降低w火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛的系统的示意图。本发明的系统以电站w火焰锅炉为研究对象，调整投运燃烧器煤量与二次风
量的分布，该系统包括：煤量控制单元，在拱前和拱后投运燃烧器煤粉管上的可调缩孔上加装电动阀，按照目标煤量计算结果，控制投运燃烧器煤粉管煤量，使拱前和拱后投运燃烧器煤量呈“双凸形”分布，保持拱前和拱后投运燃烧器煤量相同；二次风量控制单元，按照目标二次风量计算结果，控制拱前和拱后投运燃烧器二次风量，使得投运燃烧器二次风量呈“双凹形”分布，保持拱前和拱后投运燃烧器二次风量相同；燃尽风量控制单元，根据炉膛出口co体积分数，控制燃尽风量分布，保证煤粉燃尽率不降低；煤量计算单元，用于计算拱前和拱后投运燃烧器煤量，具体的计算公式参见实施例1；二次风量计算单元，用于计算拱前和拱后投运燃烧器二次风量，具体的计算公式参见实施例1。
[0080]
综上所述，本发明提供了降低w火焰锅炉侧墙贴壁还原性气氛的方法及系统，以国内w火焰锅炉为研究对象，在保证w火焰锅炉煤粉燃尽率不降低和各台磨煤机煤量偏差较少的前提下，通过调整投运燃烧器煤量和二次风量分布，有效改善侧墙贴壁还原性气氛；按照本发明意图调整后，使得拱前和拱后投运燃烧器煤量呈“双凸形”分布，二次风量呈“双凹形”分布。
[0081]
对所公开实施例的上述说明，使本领域专业人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的修改对本领域专业人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例。