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1、华北电力大学（北京）硕士学位论文1175t/h锅炉燃烧神华煤的试验研究姓名：李晓辉申请学位级别：硕士专业：动力工程指导教师：刘彤;谭为民20080501华北电力大学工程硕士专业学位论文摘要神华公司是国内最大的煤炭供应公司，所提供的神华煤是我国动力用煤所占比例最大的煤种之一。锅炉由于改烧神华煤产生了一些实际问题，本文针对这些问题作出了分析，并制定了相应的对策。本文主要采用理论分析与试验研究相结合的方法，对神华煤的燃烧特性进行了分析；并通过大量现场试验进行了锅炉燃烧调整。对锅炉受热面换热运行情况进行分析，通过再热器减温水量与过热蒸汽的参数比较得出少用减温水的意见；针对制粉系统防爆进行了研究，对磨煤
2、机启、停程序进行了优化；对合理吹灰系及其对受热面和换热影响进行研究等分析工作。在锅炉运行过程中，根据大量具体的分析并应用到实践，对生产操作手段进行不断的改进，使锅炉运行工作的安全性、经济性有了明显的提高。关键词：神华煤，过热汽温，再热汽温，燃烧调整，排烟温度A B S T R A C TS h e n h u ai sC h i n a sl a r g e s tc o a ls u p p l i e r，p r o v i d e db yt h eS h e n h u aC o a li st h ed r i v i n gf o r c e o fC h i n a sc o a
3、 la c c o u n tf o rt h el a r g e s tp r o p o r t i o no fc o a l A sb o i l e rt ob u r nc o a l，G o dh a dan u m b e ro fp r a c t i c a l i s s u e s，t h i sp a p e rh a sm a d ea n a l y s i so ft h e s ei s s u e sa n dt od e v e l o pt h ec o r r e s p o n d i n gc o u n t e r m e a s u r e
4、s T h i sp a p e ru s e dt h e o r e t i c a la n a l y s i sa n de x p e r i m e n t a ls t u d yo ft h em e t h o do fc o m b i n i n g，t h eS h e n h u ac o a lc o m b u s t i o nc h a r a c t e r i s t i c sw e r ea n a l y z e da n da d o p t e dal a r g en u m b e ro ff i e l dt e s tb o i l e
5、 rc o m b u s t i o na d ju s t m e n t K a iP u l v e r iz e rt h es t o p sP r o c e d u r e sf o ro p t i m i z a t i o n；r e a s o n a b l es o o t b l o w e r so ft h eh e a t i n gs u r f a c ea n dt h ei m p a c to fh e a tt r a n s f e ra n dr e s e a r c ha n a l y s i s I nt h ecourseo fb
6、o i l e ro p e r a t i o n，a c c o r d i n gt oal a r g en u m b e ro fs p e c i f i ca n a l y s i sa n da p p l i c a t i o nt op r a c t i c e，t h eo p e r a t i o no fp r o d u c t i o nm e a n sc o n t i n u o u si m p r o v e m e n ts ot h a tt h eb o i l e ro p e r a t i o no ft h es e c u r
7、i t y，t h ee c o n o m yh a sb e e nn o t i c e a b l yi m p r o v e d L iX i a o h u i(p o w e rp l a n tT h e r m a lp o w e re n g i n e e r i n g)D i r e c t e db yp r o f L i uT o n gK E YW O R D S：S h e n h u ac o a l，s u p e rs t e a mt e m p e r a t u r e，r e h e a ts t e a mt e m p e r a t
8、u r e，c o m b u s t i o na d ju s t m e n t，e x h a u s tg a st e m p e r a t u r e华北电力大学工程硕士专业学位论文摘要神华公司是国内最大的煤炭供应公司，所提供的神华煤是我国动力用煤所占比例最大的煤种之一。锅炉由于改烧神华煤产生了一些实际问题，本文针对这些问题作出了分析，并制定了相应的对策。本文主要采用理论分析与试验研究相结合的方法，对神华煤的燃烧特性进行了分析；并通过大量现场试验进行了锅炉燃烧调整。对锅炉受热面换热运行情况进行分析，通过再热器减温水量与过热蒸汽的参数比较得出少用减温水的意见；针对制粉系统防爆进行
9、了研究，对磨煤机启、停程序进行了优化；对合理吹灰系及其对受热面和换热影响进行研究等分析工作。在锅炉运行过程中，根据大量具体的分析并应用到实践，对生产操作手段进行不断的改进，使锅炉运行工作的安全性、经济性有了明显的提高。关键词：神华煤，过热汽温，再热汽温，燃烧调整，排烟温度A B S T R A C TS h e n h u ai sC h i n a sl a r g e s tc o a ls u p p l i e r，p r o v i d e db yt h eS h e n h u aC o a li st h ed r i v i n gf o r c e o fC h i n a
10、 sc o a la c c o u n tf o rt h el a r g e s tp r o p o r t i o no fc o a l A sb o i l e rt ob u r nc o a l，G o dh a dan u m b e ro fp r a c t i c a l i s s u e s，t h i sp a p e rh a sm a d ea n a l y s i so ft h e s ei s s u e sa n dt od e v e l o pt h ec o r r e s p o n d i n gc o u n t e r m e a s
11、 u r e s T h i sp a p e ru s e dt h e o r e t i c a la n a l y s i sa n de x p e r i m e n t a ls t u d yo ft h em e t h o do fc o m b i n i n g，t h eS h e n h u ac o a lc o m b u s t i o nc h a r a c t e r i s t i c sw e r ea n a l y z e da n da d o p t e dal a r g en u m b e ro ff i e l dt e s tb
12、o i l e rc o m b u s t i o na d ju s t m e n t K a iP u l v e r iz e rt h es t o p sP r o c e d u r e sf o ro p t i m i z a t i o n；r e a s o n a b l es o o t b l o w e r so ft h eh e a t i n gs u r f a c ea n dt h ei m p a c to fh e a tt r a n s f e ra n dr e s e a r c ha n a l y s i s I nt h ecour
13、seo fb o i l e ro p e r a t i o n，a c c o r d i n gt oal a r g en u m b e ro fs p e c i f i ca n a l y s i sa n da p p l i c a t i o nt op r a c t i c e，t h eo p e r a t i o no fp r o d u c t i o nm e a n sc o n t i n u o u si m p r o v e m e n ts ot h a tt h eb o i l e ro p e r a t i o no ft h es e
14、 c u r i t y，t h ee c o n o m yh a sb e e nn o t i c e a b l yi m p r o v e d L iX i a o h u i(p o w e rp l a n tT h e r m a lp o w e re n g i n e e r i n g)D i r e c t e db yp r o f L i uT o n gK E YW O R D S：S h e n h u ac o a l，s u p e rs t e a mt e m p e r a t u r e，r e h e a ts t e a mt e m p e
15、 r a t u r e，c o m b u s t i o na d ju s t m e n t，e x h a u s tg a st e m p e r a t u r e声明尸明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文1 1 7 5 t h 锅炉燃烧神华煤的试验研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在刘彤导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意
16、。学位论文作者签名：主盟日期：2 竺!墨：墨关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件：学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名：燮日期：兰竺星!厶导师签名：日期：华北电力人学T 程坝I j0 业常化沦文第一章引言1 1 课题背景和意义神华公司是国内最大的煤炭供应公司，所属的神府东胜煤田已探明煤
17、田含煤面积达3 1 2 万平方公里，地质储量2 2 3 6 亿吨，矿区规划面积3 4 8 1 平方公里，地质储量3 5 4 亿吨。神华煤属低灰、低硫、低磷、低氯、中高发热量的优质动力用煤，是我国动力用煤所占比例最大的煤种之一。在本文讨论的锅炉运行中，由于设计煤种不是神华煤，所以在实际运行过程中产生了一些问题，下面对这些现象进行具体描述：锅炉额定负荷运行时，过热蒸汽温度低，不能达到额定值的5 4 1，往往只有5 2 5 一5 3 5，过热汽温每降低1 增加煤耗大概0 8 9，对锅炉运行效率产生了一定的影响。对此，只能通过向上摆喷燃器摆角，来尽量提高过热蒸汽温度。这样，会造成炉膛出口温度升高，锅炉
18、排烟温度升高，造成了很多不良的后果。锅炉排烟温度高，造成再热蒸汽温度高，必须要用事故减温水调节，同时再热器金属温度经常超温，给设备运行带来隐患。又造成再热汽温超温，只能用减温水控制，同样造成锅炉经济性下降。锅炉排烟温度高，在E C R 工况时空预器出口排烟温度甚至达到1 6 0 (2，远高于设计的1 1 5，空预器工作环境恶劣，造成空预器电流摆动，甚至跳闸。煤种的挥发份高，造成煤粉自燃、甚至制粉系统爆炸。煤种的结焦特性严重，改烧神华煤后，由于神华煤灰熔点较设计山西晋北煤灰熔点低，与设计炉膛出口烟温接近，导致水冷壁容易结焦。水冷壁结焦使炉膛出口烟温进一步升高，导致炉膛出口受热面管子粘灰。为了保证
19、机组在同等负荷下安全运行，必须增加蒸汽吹灰次数，从而增加管壁磨损。受热面结焦、掉焦现象严重，常出现卡涩炉底排渣机现象，甚至发生掉大焦砸坏水冷壁造成停炉事故，严重影响了锅炉的安全运行。因此，研究燃烧神华煤问题以及分析对策，对于火力发电企业锅炉的实际运行有很重要的意义。1 2 国内外研究概况随着神华煤等高挥发分煤种的广泛应用，国内外多家研究单位对其具体应用进行了研究。而国内很多火力发电公司面临燃烧神华煤的现实问题。特别是北京国华发电公司下属各发电公司，面临改变锅炉设计煤种，燃烧神华煤的问题，国内研究单位对其燃烧进行研究的同时，国华发电公司内部也曾多次组织专题讨论。神华公司与美国陶氏化学公司合作研究
20、清洁煤技术，开展煤化工项目研究：与华北l 也力人学f 警蝴I j 擘业学位论文南非沙索公司合作研究煤问接液化项1 1 等，对于神华煤更广泛应用具有积极作用。华北电力科学院锅炉所对神华与低挥发分煤种混燃进行了专项研究，并根据神华煤和准格尔煤的煤质特性和燃烧特性，以及混烧后燃料物性改变，分析了神华煤混烧后对锅炉附属设备运行的负面影响，其做出的试验结果为指导燃烧神华煤的生产运行提供了依据心1。并在华东电力等刊物发表了关于燃用神华混合煤的锅炉燃烧试验和研究方面论文多篇。江苏省电力科学院对神华煤及其特性进行了研究，对神华各主要商品煤的煤质情况，对其燃烧特性和结渣特性进行了分析1，在2 0 0 4年热机技
21、术刊物中发表神华煤及其特性研究一文，对研究项目进行总结，并提出了神华煤在使用中应注意的问题“1。更重要的是，神华公司下属国华公司专门组织下属各电厂召开燃烧神华煤的专项研讨会，就神华煤的结焦性、制粉系统爆炸问题“、经济性问题 1、锅炉排烟温度高问题 8 1 存储自燃问题等进行了研究，在专题研讨会上宣读锅炉燃烧调整对氮氧化物排放的影响、回转式空预器跳闸原因分析及对策、降低空预器出口排烟温度、浅析锅炉三分仓空预器漏风问题、提高水冷壁吹灰器投入率等多篇论文。神华公司下属煤炭储运公司也对其存储、运输等进行了专项研究。国外研究机构对于燃烧煤种与喷燃器的应用9，以及降低N O x 等方面也进行了研究n 们。
22、据不完全统计，截止2 0 0 7 年底，我国学者、科研人员及神华煤应用单位在国内刊物上发表关于神华煤研究、应用方面论文几百篇，神华煤研究应用方面取得了许多有价值的研究成果。1 3 研究的内容及主要工作神华煤作为火力发电企业的重要能源来源，产生了很多在正常生产活动中必须面临的问题，必须对这些问题具体分析。具体内容安排如下：要对煤种的燃烧特性了解，其对锅炉主、再热汽温度产生的影响，以及如何保障再热器金属温度在控制值范围内；保障锅炉的正常、经济、安全的运行是最重要的内容；煤种的的改变以及设备改造对于排烟温度升高的影响，由此带来的问题分析，其中主要针对由此带来的锅炉运行经济性、对空预器运行的影响等问题
23、进行分析；煤粉自燃以及爆炸产生的原因，研究防止锅炉制粉系统自燃、爆炸的方法，包括启动带水磨煤机问题、喷燃器调整对锅炉运行的影响、吹灰对锅炉燃烧的影响、配煤燃烧产生的效果等。对于问题的研究采用理论联系实际的方法，主要针对现实存在的问题进行研究，并提出相应的解决方案。包括以下工作：测量各煤粉管流速实验。主要目的是防止由此产生的火焰偏斜；空预器间隙漏风实验，主要目的测量空预器间隙漏风系数，保障空预器安全运行的同时，维持锅炉的运行效率；测量锅炉运行效率，进行主汽温度降低与再热器减温水投入的热经济性比较；日常运行中对二次风风门进行2华北电力人学T：张坝I j。L 业学位 仑_ 盘=调整，观测其对锅炉燃烧
24、的影响，得到比较好的锅炉配风方案；测量进炉煤成分，熔融特性，同时对燃烧效果进行观察。3，扛北l 也h 人学r 程顾士专业学位论文第二章锅炉设备基本情况2 1 神华煤应用设备介绍某发电有限责任公司锅炉设备一期工程安装2 台3 5 0 M W 日本三菱机组。锅炉型号为M B-F R R，系亚临界、强制循环、单炉膛、型布置、一次中间再热、平衡通风的钢架汽包燃煤炉，半露天布置，固态排渣。配有1 6 只低N 0。燃烧器，四角靠鬣，分级配风，切圆燃烧，燃烧器整组可上下摆动3 0 0。锅炉采用高能电火器、油枪、煤粉燃烧器两级点火方式。共八只油枪，两层布置。四台双进双出磨煤机、八台电子称重式皮带给煤机。锅炉设
25、计燃用晋北煤，现燃用神华煤，点火和助燃为O 号轻柴油，锅炉三级过热器汽温采用两级喷水减温调节，三级再热器汽温采用摆动燃烧器调节，同时再热器设有事故喷水减温，过热器在5 0 一1 0 0 B M C R 负荷范围内，再热器在6 0-1 0 0 B M C R 负荷范围内，蒸汽温度可保持额定汽温。锅炉吹灰系统共配有7 8 只吹灰器，其中水冷壁布置有5 6 只短杆蒸汽吹灰器，过热器、再热器、省煤器布置有2 0 只长杆蒸汽吹灰器，两台回转式空气预热器布置两台伸缩式蒸汽吹灰器。当燃用设计煤种时，锅炉不投油最低稳燃负荷为3 0 B M C R。参见锅炉炉膛基本参数表2 一l表2 1 锅炉炉膛基本参数项目单
26、位设计值炉膛宽度m1 4 4 4 2炉膛深度m1 2 4 3 0炉膛高度m4 8 5 5 0炉膛容积37 3 8 0m灰斗角度度5 0炉膛设计压力p a+5 8 1 0炉膛抗爆压力p a+8 7 1 0容积热负荷k w m 31 1 9 8断面热负荷k w m 24 9 2燃烧器区域热负荷m w m 21 1 92 2 神华煤燃烧特性分析神华煤的特点有三高和三低，即发热量、挥发分、灰中含钙量(1 5-,3 5)高，灰分、灰熔点、含硫量(0 5)低。稳燃性神华煤的着火和燃尽性能良好，无论是高负荷、低负荷均能稳定燃烧，火焰很亮，呈桔黄色偏白。特别是低负荷时稳燃性很好，4华北电力大学T 稷颂l j
27、专业学他沦义因此热负荷调节特别灵敏，即使因外界影响造成负倚人幅度波动，很快能趋于稳定，有效提高机组的调峰能力。2 2 1、神华煤与设计煤种的成份比较及分析锅炉的设计和运行是以一定的煤种为基础的，该发电有限责任公司设计燃用山西晋北烟煤。现在改烧神华煤掺烧一定比例的准格尔或宝德煤，神华部分矿区煤质分析结果列于表2-2。表2 2 神华煤部分矿区煤质分析结果设计 活鸡乌兰木武家 补连 马家大柳名称符号单位煤兔伦塔塔塔塔收到基水分M。，9 6 115 31 6 31 2 11 5 61 3 51 5收到基灰分A。，1 9 7 75 6 16 7 96 1 86 2 7 5 5 45 4收到基硫S。，0
28、6 3 O 3 7O 4 9O 5 40 5 2 O 4 4O 3 5收到基碳C。，5 8 5 66 3 6 36 1 56 6 3 76 3 8 86 5 6 46 3 9 9收到基氧0。7 2 81 0 7 61 0 8 4l O 6 6 1 0 0 31 0 6 71 0 9 1收到基氮N。，O 7 9 0 6 70 6O 6 3 O 5 40 5 9O 6 8收到基氢H。，3 3 63 6 53 33 5 13 1 7 3 6 13 6 7干燥无灰基挥发份V。，3 2 3 l3 4 3 83 0 4 23 0 4 62 8 9 73 3 53 4 7 2低位发热量Q。，k j k g2
29、 2 4 4 12 4 4 8 02 3 2 5 0 2 5 4 5 02 4 1 9 02 5 2 4 02 4 6 9 0哈氏可磨系H G I5 7 6 46 5数二氧化硅S i 0 25 0 4 13 8 12 4 0 23 0 2 31 8 1 83 1 7 43 3 2 6三氧化二铝A 1 2 0 31 5 7 3l1 9 81 2 1 711 18 3 31 0 4 411 7三氧化二铁F e 2 0 3瞄2 3 4 67 9 91 4 9 71 5 2 4 2 6 9 5 1 4 1 69 3氧化钙C a O粥3 9 32 5 4 72 6 7 82 6 6 72 7 4 42
30、6 7 22 6 3 4氧化镁g O1 2 73 2 92 2 62 8 82 1 22 6 83 8 3二氧化钛T i O：1 5 9O 8 8 0 8 6O 8 90 7 4 0 8 80 7 2三氧化硫S 0 3潞1 2 8 8 7 41 4 18 811 5 59 8 28 7 8氧化钾K：Oj 61 0 3O 4 8O 3O 1 20 3 10 9 6华北电力大学工程硕士专业学位论文设计 活鸡乌兰木武家 补连马家人糊I名称符号单位煤兔伦塔塔塔塔氧化钠N a 2 02 3 31 82 1 82。42 8 71 7 l1 5 4变形温度D T111 01 11 011 7 011 8 0
31、1 l0 0I l0 0l l5 0软化温度S T11 9 011 5 01 2 2 012 3 0l2 1 01 2 2 01 17 0半球温度H T1 2 7 011 8 01 2 3 01 2 3 01 2 1 01 2 2 0l1 8 0熔融温度F T1 2 7 0l1 8 01 2 4 01 2 3 0 1 2 3 0 1 2 4 011 8 0碱酸比B A0 4 2 30 7 7 71 2 61 1 2 5 2 1 8 3 i 0 5 9 0 9 1 9S i 0 2 飧硅铝比3 2 0 53 1 81 9 7 42 7 2 32 1 8 23 0 42 8 4 312 0 3煤灰
32、熔融结F sl1 4 211 2 411 8 211 9 0l1 2 211 2 4l1 5 6渣指数煤粉爆炸性B c4 8 6 65 2 9 6 4 4 5 44 4 5 9 4 I 5 15 1 0 55 3 7 2沾污指数F，1 3 9 8 2 7 4 62 76 2 6 71 8 11 4 1 5神华煤成分对其燃烧特性具有非常大的影响。现在上面表中列举的数据具体分析如下：挥发份：神华煤相较设计煤种挥发份较高，容易着火，燃烧也易于完全，较高的发热量使锅炉燃尽的烟气温度比设计煤种高。水分：燃煤中水分含量对锅炉影响很大。水分多，燃料燃烧放出的有效热量便减少；增加着火热，使着火推迟；降低炉内温
33、度，着火困难，燃烧不易完全；水分吸热变成水蒸气，增大排烟量使排烟热损失和引风机电耗增大；为低温受热面的积灰和腐蚀创造了条件；影响过热汽温，一般经验数据是：水分每增加1，过热汽温会增加1 5 C。【I q灰份：灰份对于过热汽温也有影响，经验数据是：灰份每变化1 0，过热汽温会变化5 C。从上表中可以看到神华煤收到基灰份5 9 9 比设计煤种收到基灰份1 9 7 7 少了大约1 3 7 8。因此，锅炉过热汽温会受到一定影响，大约会降低8。含硫量低，平均含硫量一般在O 5 左右：含氮量较低，加之可在较低的温度下高效燃烧，故其N O x 排放量较其它煤低很多。如吴泾电厂在燃用神华煤时，N O x 最低
34、可降至4 1 0m g m 3。另外，神华煤灰中N a。0 含量一般在1 以上，使锅炉受热面积灰趋于严重。因神华煤灰中含有较高游离氧化钙(该含量将随煤中水分增加而增加)，附于管壁或沉积下来的灰直接与烟气中S O。发生反应，形成硬度极高的C a S O。(石膏)。6华北电力大学工程硕士专业学位论文经计算，神华煤中C a S 摩尔比一般达l 4，易于发生上述反应2 1。发热量高，电厂实际燃用煤量相对较少，因而年总的烟气排放撩少。煤灰的硅铝比：神华煤灰中二氧化硅、氧化钙、三氧化二锃j 的含墩最高，它们在纯净状态下，灰熔点都很高，可以达到1 7 0 0 以上。然而，燃烧生成的灰份往往是多种组合成的共晶
35、体。一般情况下如果S i O：和A 1。O。结合成I 研岭土(A Iz o z 2 S i O z)熔点很高，不会结渣，此时硅铝比2 S i O：A 1。0。=1 1 8。但是，当2 S i O z A 1：0。(硅铝比)大于1 1 8 时，就会有自由的S i O：存在，这时会与F e O、C a O、M g O 等化合形成易熔的结晶体。例如：F e O S i O 熔点1 0 6 5。C；C a O A l：0。S i O。，熔点1 1 7 0 C 1 3 1。根据表2 2 中的数据，通过计算得出神华煤灰成分的硅铝比为2 S i O：A I：0 产1 2 4 7 I 1 8，灰份中就会有自由
36、的A 1。0 3。，很容易和其他物质化合形成易熔的结晶体，锅炉容易结焦。灰成分的酸碱比：灰渣中酸性成分(A l。0。、S i O。、T i O。等)比碱性成分(F e：0 s、C a O、M g O、N a：0、K 2 0)的熔点普遍高些，因此可用酸碱比来衡量煤灰结渣的难易。推荐的判断值为：当B A=O 4-0 7 时为结焦煤；当B A=O 卜0 4 时为轻微结焦煤；当B A 1 5 0 0 1 5 0 0 1 5 0 0 1 5 0 0 神华1 11 6 1 1 6 0 1 1 6 7 1 1 6 8 一般要求锅炉炉膛出口烟温比煤灰熔点低1 0 0，-1 5 0，才能防止锅炉炉膛出口结焦。在
37、燃用设计煤种(晋北烟煤)时，锅炉在B M C RI 况下，设计炉膛出口烟温为1 0 0 0，现在实际运行温度在1 1 0 0 左右，最高时达到接近1 3 0 0。因此，从灰渣的熔融性来看，如果单烧神华煤，炉膛出口熔融状态的灰渣接触到相对低温的受热面，结焦将在所难免。S 0 2 与N O。排放。环保性神华煤的低硫特点为保护环境提供了物质保证n 4 1。由于神华煤本身含硫量低，另外良好的低氧燃烧特性，对比其他煤种，烟气中的N O，、粉尘排放达到了最低。神华煤发热量高，电厂的实际燃煤量相对减少，同时，煤中碱土金属成分(C a O、M g O)含量较高，理论计算自脱硫率刁Z 可达3 0 -4 0，较一
38、般煤种(刁z 约为1 5)高2 0 左右。所以，S O：与N O。排放总量降低。如下面表3-3 列出了部分电厂S O：与N O。的实际排放情况(各电厂的S O。与N O，排放量都符合火电厂大气污染物排放国家标准(G B l 3 2 2 31 9 9 6)。计算得出，燃用神华煤时自脱硫效率均在3 5 以上。由于燃煤自身脱硫效率较高，妈湾电厂燃用神华煤时实际的S O：排放量约比含相近硫分的大同煤低1 4。表2-4 部分电厂S O：与N O，的排放情况项目珠海电厂国华北京热电厂妈湾电厂统计时间2 0 0 1 2 0 52 0 0 0 2 1 02 0 0 1 2 1 0 2 0 0 1 2 1 0燃
39、用煤种神华煤神华煤神华煤大同煤燃煤硫含量S t，a r 0 4 6O 4 80 7 1O 7 38华北电力大学工程硕士专业学位论文S 0 2 m g m 36 5 7 35 5 08 3 5 2l l9 0 6N O Jm g m 33 1 0 83 8 l5 6 56 4 5 5神华煤由于高挥发份，所以有比较强的爆炸特性，并可能发生非常强烈的制粉系统爆炸，所以应该对其高挥发份产生的爆炸性有更深的认识。9华北电力大学工程硕士专业学位论文第三章神华煤对锅炉换热的影响及试验研究3 1 过热汽温低、再热汽温高现象与热耗对比试验分析3 1 1 过热汽温低、再热汽温高现象该发电厂机组投产以来，锅炉燃烧煤
40、种与设计煤种偏箍较大。原设计燃用大同烟煤，机组投产后即改燃用神府烟煤，并掺烧准格尔烟煤，；I；炉凶燃烧煤种的变化，锅炉燃烧用煤与设计不符，炉内燃烧动力场的变化，造成了实际运行工况与与设计工况偏差较大，当机组带3 5 0 M W 负荷运行时，若要锅炉燃烧维持主汽温度额定5 4 1(汽轮机侧维持5 3 8)时，再热器吸热量偏高、因此必须投入4 0 吨左右的再热器减温水，方能够调节再热汽温度在额定5 4 1(汽轮机侧维持5 3 8。C)工况下运行、减温水的投入必然会降低机组运行的热效率，否则会发生再热器超温现象：若不投入再热器减温水，则主汽温度只能够调整至5 2 0。C 自由，同样会造成机组热经济性
41、的下降；为进一步确定机组维持主蒸汽温度额定、投入再热器减温水的方式，与不投入再热器减温水、维持尽可能高的主蒸汽温度(达不到额定温度)的方式进行热经济比较，以确定何种运行工况下能够达到节能降耗、增收节支、降低发电煤耗的目的。3 1 2 主汽温度降低与再热器减温水投入的热经济性的分析A 主汽温度降低与再热器减温水投入的经济性对比a、主汽温度减低对机组热经济性影响机组正常运行中，主汽温度降低时，不仅会影响汽轮机的功率，同时会造成汽轮机三缸的功率的重新再分配，并引起机组循环热效率的下降，并导致汽轮机热耗率的下降“盯，其T-S 图如下：图3-1 主汽温度低T S 图主汽温度由T。降低至T。，引起机组循环
42、热效率的下降，发电成本提高“。b、投入再热器减温水对机组热经济性影响：l O华北电力大学工程硕士专业学位论文再热器减温水的使用是机组节能分析的一个重要方面，再热器减温水不经过高压加热器，减少了机组的回热抽汽，降低了机组的回热效率；再热器减温水在T-S 图上表示如下：再热器减温水的热力过程足沿着再热压力线定压吸热蒸发，并吸热，然后进入汽轮机中低压缸膨胀作功。再热器减溢水是一个非再热的中参数循环，其经济性不高，因此，导致了整个机组再热循环的热经济性降低。图3 2再热器减温水T S 图B 试验分析：为进一步确定机组维持主蒸汽温度额定、投入再热器减温水的方式，与不投入再热器减温水、维持尽可能高的主蒸汽
43、温度(达不到额定温度)的方式进行热经济比较，以确定何种运行工况下更能够达到节能降耗、增收节支、降低发电煤耗的目的。为此，专门对额定负荷稳定运行的工况下，进行了两种运行状况下机组热耗率的对比试验，试验情况如下：试验期间机组负荷3 5 0 M W 稳定运行，汽水系统、蒸汽全部进行了隔离，关闭了所有的系统隔离手动门，外排水和补水系统全部停止，机组处于单元制运行状态，运行参数全部接近设计工况值。各辅机运行状态良好，热控自动及保护装置投运正常1 8 1。高、低压加热器全部投入，#8、#7、#6 高加疏水逐级自流至除氧器，#4 低加主凝结水至除氧器，各再循环门关闭；试验过程连续紧凑，每个工况点满足试验要求
44、后稳定一小时，连续记录一小时。整个试验期间机组运行参数、负荷、主流量等比较稳定。试验前凝汽器补水至高水位，开始试验时停止凝汽器补水，锅炉停止排污，整个试验过程中无任何人为操作。计算热力系统图如下：华北电力大学工程硕士专业学位论文图3-3 热力系统简图热耗率计算：H R m=(D o h o 一昧h 耶+D：，X h。，一D 协1 1：，一D z r J h；r j)P式中：H R m 试验热耗率仇。最终给水流量D 州再热减温水流量D：，热再蒸汽流量D，。，冷再蒸汽流量h 各流量对应的焓P 一发电机输出功率其中：主蒸汽流量按下式计算：D o：D B。+D F j式中：D。一主蒸汽流量G。最终给水
45、流量(迭代算出)G,，j-一一过热减温水流量主凝结水流量按下式计算：D n j=0 0 1 2 5 2 aX d 2(AP XP)0 5式中：现，一主凝结水流量Q 一一孔板流量系数一一流体流过节流装置时的膨胀系数d 一喷嘴喉部直径，m m1 2华北电力人学1：程颀l：专啦学位论文AP 喷嘴前后差压，m m t l：0P 一介质密度，k g m 3再热汽减温水投、停时，因过热汽温始终低于设计温度，故过热汽减温水一直处于未投入状态，由试验数据和机组设计参数经计算3 5 0 M W 机组在投、停再热汽减温水两个工况的主要结果见表3-1。表3-1 两种工况汽水流量结果维持主汽温度额定，不投再热器减温水
46、，维名称单位持尽可能高的主汽温投入再热器减温水度电功率M W3 5 1 7 9 0 03 4 8 2 8 6 0主汽流量t h1 0 7 6 4 1 6 31 1 0 8 0 2 1 4主汽焓k J k g3 3 8 4 3 8 4 63 3 2 9 2 8 7 2冷再热汽流量t h8 7 6 5 3 3 09 0 0 6 8 4 7冷再热汽焓k J k g3 0 5 6 9 2 8 43 0 l O 9 8 2 4热再热汽流量t h9 1 6 5 8 3 09 0 0 6 8 4 7热再热汽焓k J k g3 5 3 5 7 5 1 23 5 4 2 8 7 7 5再热器减温水流量t h4
47、0 0 5 0 00 0 0 0 0再热器减温水焓k J k g7 6 7 0 3 5 27 6 4 5 9 6给水流量t h1 0 7 6 4 1 6 31 1 0 8 0 2 1 4给水焓k J k g1 2 2 4 0 0 6 21 2 1 9 2 9 8 8凝结水流量t h8 4 9 0 9 8 08 3 4 5 2 1 4凝结水焓k J k g5 5 0 1 6 3 15 4 8 7 4 9 7八段抽汽流量t h7 0 7 8 1 47 6 1 6 6 0八段抽汽焓k J k g3 1 5 9 9 2 1 53 1 1 4 1 7 8 0七段抽汽流量t h7 6 6 7 2 07 8
48、 7 4 0 7七段抽汽焓k J k g3 0 5 6 9 2 8 43 0 1 0 9 8 2 4六段抽汽流量t h5 5 1 4 4 05 5 8 5 9 9六段抽汽焓k J k g3 3 4 4 2 5 5 33 3 4 8 9 8 0 l1 3华北电力大学工程硕士专业学位论文维持主汽温度额定，不投再热器减温水，维名称单位持尽可能高的j l i 汽泓投入再热器减温水度五段抽汽流量t h6 4 5 0 6 86 2 6 3 0 1五段抽汽焓k J k g3 1 2 1 5 5 2 4：1 2 5 0 0 0 8试验热耗值k J k W h8 1 1 8 6 4 3 78 0 8 8 1 2
49、 9 6修正后热耗值k J k W h8 0 2 8 2 9 0 67 9 6 9 6 4 7 l3 1 3、热耗对比试验结果分析及结论通过这次热耗对比试验可以看出，再热器减温水对机组热耗率产生的影响是很大的。在投入再热器减温水的工况下(再热器减温水4 0 0 5 t h)，虽然主蒸汽温度上升了1 9 3 3、造成主蒸汽流量减小(在凝结水流量多了1 4 5 8t h 的情况下，主蒸汽流量仍然少了3 1 6 1 t h)，但是机组的试验热耗率仍然比不投再热器减温水工况下的试验热耗率增大了3 0 5 1 4 1k J k W h，而经参数修正的热耗率更是增大了5 8 6 4 3 5 k J k W
50、 h。这主要原因是由于4 0 0 5 t h 再热器减温水直接从锅炉再热器获取热量，而没有经过高压加热器的加热，降低了机组的循环热效率所造成的。所以，机组3 5 0 M W 负荷运行时，维持锅炉主汽温度额定、投入再热器减温水对机组热经济性的影响，远远大于不投入再热器减温水、并维持尽可能高的主汽温度时的运行工况。因此，建议机组正常运行中、尤其是高负荷时，应利用调整锅炉烟气挡板摆角及燃烧器配风量的方法来维持再热汽温度的额定，尽量不要投入再热器减温水，并维持尽可能高的主汽温度。机组负荷3 0 0 M W 以上时，可采取维持再热汽温度额定、及时调整炉膛热负荷，逐步降低主汽温度的方法来满足机组负荷的要求