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电站锅炉一次风管内煤粉爆燃问题的实验研究

分类:行业动态/ 发布时间:2017-04-18 21:05:01/ 浏览次数:0/ 关键词:[db:关键字]
山西省电力勘测设计院山西太原030001靳昆玉华中科技大学湖北武汉430074向军孙学信器由6层次风喷嘴。4层次嘴和2层煤粉。H,useAUrights开展实验研究,对台670办锅炉燃用的种典型煤种,进行实验室热失重分析小型热态实验炉燃烧实验,着重研究其着火燃烧性能,最终提出优化的燃煤方案。  电站锅炉制粉系统在高温空气及可燃煤粉介质的工况下运行,如果系统设计或运行调整不当,可能产生热爆等安全隐患,严重影响着电厂的安全经济运行据国内150台运行锅炉调查统计,约有4的燃煤锅炉发生过热爆问据美国瓦,统计,在美国的361台燃煤锅炉中,平均每台锅炉每年发生制粉系统着火1.26次,每年爆炸0.31次,美国有差不多2的燃煤机组存在着着火或爆炸问,其中有18的燃煤机组存在着严重的爆炸问因此,制粉系统的热爆问引起了各发电厂商的高度重枧次风管内流动的是风粉混合物,由于各种各样的原因,近几年次风管热爆问时有发生,有的烧毁火嘴,有的靠近火嘴的次风管管段烧红变形,甚至爆裂,导致机组非计划停机,危及机组的安全经济运行本文结合某厂台670锅炉,对次风管煤粉爆燃问展开实验及理论分析研究1锅炉概况及研究方案该锅炉型号为只05701409,锅炉本体采用单炉膛;1型布置,炉膛宽度13.66,深度。66,其设计煤种为开溧洗中煤,制粉系统为中储次风喷嘴组成该锅炉自1997年以来,主要燃用山西贫煤与烟煤的混煤,由于所燃用的煤种有所变化,锅炉燃烧的稳定性变差燃用某些煤种或混煤时,炉内发生灭火,与此同时,在燃用另些煤种时,又出现次风管爆燃的事故。主要现火嘴烧坏,与火嘴连接的次风管发生振动,甚至次风管烧红而爆裂,煤粉泄漏出现上述情况,故障停机,造成巨大的经济损失。  根据事故的特点以及该锅炉燃烧的历史状况,初步认为,造成次风管爆燃的根本原因是,该锅炉所燃用的煤种发生了变化,而由于锅炉结构的限制,锅炉运行无法根据煤种的变化作出相应调整,导致煤质特性与当前炉型及制粉系统不相适应,从而产生烧毁喷嘴及次风管爆燃的事故。根据上述初步分析,有必要首先将该锅炉目前所用煤种的燃烧特性尤其是煤的着火特性研究清楚,为此,本论文将开展如下实验研究对该锅炉目前燃用的种典型煤种进行常规特性分析,主要是煤的工业分析和元素分析;对上述种煤种进行热失重分析,主要了解其着火燃烧性能;在实验室小型实验炉维炉进行热态实验,进步了解上述种煤的着火性能,在上述实验研究的基础上,进行理论分析,提出推荐煤种,指导电厂锅炉运行。  2实验设备及煤质特性煤质特性分析采用的是0公司生产的MA500型工业分析仪,以及CHNS600型元素分析仪司的3丁人409热重分析仪,气氛为空气,温度范围为0100,升温速率为20,加,样品为热态燃烧实验在实验室维炉上进行,维炉的结构及流程意参1实验系统由给粉机燃烧器燃烧室尾部烟道烟气净化装置及烟囟组成,燃烧器为同心套管直流燃烧器,内管为次风口,外管为顶次风口,燃烧室侧面布置层次风口。燃烧室由6段炉体组成,每段炉体上布置有取样孔及热电偶温度测点。通过改变给粉机的振动频率来改变给粉量,给粉量可在13 14范围内无级调整,以适应不同工况不同煤种的实验要求燃烧室的温度由敷在保温砖上的耐高温电阻丝加热维持,实验过程中由控制盘上程序自动控制加热温度。在炉体的每个取样孔及燃烧室尾部均可抽取烟气进行烟气分析,并可获取固体灰样,考察其燃尽性能5振动给料器;6渐扩管;7电阻丝;8炉管;9测孔;10上层分级风管;中层分级风管;12下层分级风管;13分级风管;14除尘器线获得。  般而言,煤粉着火稳定性指数越大,煤粉的着火性能越好。由实验结果可看出,种煤的着火性能高低排列为煤2煤3煤可,在其它条件相同的情况下,煤2较其它两种煤更容易着火,也就是说,在爆燃的外部条件具备的情况下,煤2较其它两种煤在次风管内更具有潜在煤种水分挥发份固定碳碳氢氧氮硫煤1煤2煤3分析基种典型煤的热重分析燃烧分布曲线特征参数煤种煤1煤2煤3种典型煤的维炉实验结果参25由不同煤种沿燃烧室纵向温度分布曲线可看出测点位2尤尤3实验结果及分析种典型煤的煤质分析结果参热失重实验获得的燃烧分布曲线的特征参数参煤粉着火稳定性指数丹征燃料着火的难易程度,定义如下Timac最大燃烧速度所对应的温度C;dwdtmax煤的最大燃烧速度,爪8心加以根据煤种不同而不同的计算常各燃烧工况下炉内气相温度分布各不相但不明显,当炉温控制在9001000,时,才有明显的燃烧放热曲线;对于煤2,在所有的实验炉温下,都呈现明显的燃烧放热过程,说明煤2较煤1和煤3有着较好的着火性能。  各燃烧工况下炉内最高气相温度各不相同,由高到低排序为煤2煤3煤说明在同样的外部条件下,煤2更容易着火燃烧不同煤种不同加热温度的燃尽性能以飞灰含碳量,其实验结果5由5看出,炉温越高,燃烧室出口的飞灰含碳量越小;在相同的炉温相同的停留时间及配风工况下,燃用煤2时,其炉膛出口飞灰含碳量较低,说明煤2着火及燃烧性能明显优于其它两种煤上述分析明,煤2着火点明显低于其它两种煤,着火性能优越,考虑到该锅炉次风管频繁发生,在该锅炉选用煤种时,建议不选用煤2,优先燃用煤慎用煤3,如燃用煤2,必须同时实施其它防爆燃措施4结束语管爆燃,提出了建议采用的煤种。应该强调的是,为彻底解决次风管的爆燃问,除了燃用优化煤种以外,还有以下几个方面需要考虑合适的煤粉细度;恰当的风粉比煤粉浓度;适宜的次风温度;合适的次风速,避免次风管道内煤粉沉积,同时避免喷口处产生回火;适当控制次风中的氧浓度等。限于篇幅,上述问将另文阐述。  孙学信,陈建原。煤粉燃烧物理化学基础。华中理工大学出版社,1990.  孙学信,向军。次风管内煤粉着火爆燃问的分析与解决。华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,2000.  中国超高压输变电概况在改革开放的20年中,全国超高压输变电技术得到了迅速发展全国电网中500包括330让,主网架逐步形成并壮大。220电网不断完善和扩充,至1999年底,220以上输电线路总长达495123让爪,变电容量达593690肘,其中500线路含直流线路达22927让爪,变电容量达80120MVA随着500kV网架的形成和加强7网络结构的改善,电力系统运行更加稳定。近10年间系统稳定破坏事故比前10年下降了60以上新增35kV以上输电线路37 283km,新增变电容量732690肘,人,新增输电线路277257让爪,变电容量70360肘,入这标志着我国基本上进入大电网大电厂大机组高电压输电的新时代。  本刊编辑部

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