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112.7
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內容簡介: |
目前,W 火焰炉主要有三种技术流派,分别属于美国福斯特惠勒公司,英国巴布科克公司和法国斯太因公司,
以及美国巴布科克·威尔考克斯公司。不同的W 火焰炉技术流派,采用了具有自身特色的燃烧系统、炉膛特征参
数选型及与之匹配的制粉系统。这就是引进型W 火焰炉在投产初期和后期的大型化过程中出现较多问题的根源,
也是十几年来W 火焰炉需要改进的原因所在。
本书共有9 章。第1 章主要介绍了W 火焰炉的发展概况,存在的主要问题,改造的必要性,改造的难度和方
向。第2 章主要介绍了双进双出磨煤机直吹式制粉系统的构成、运行特性、改造的方向和效果。第3 ~ 8 章分别
阐述了三种技术流派W 火焰炉的特点、优缺点和后期的改进及其效果,并给出具体的改造范例和效果。第9 章是
对这些改造经验和有关问题的思考和建议,是对上述内容的综合分析和评价,包括W 火焰炉轮廓选型的参考意见,
各种类型W 火焰炉不同改造方式的优缺点,有关改造中的注意事项和建议等。
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關於作者: |
刘武成,教授级高级工程师,曾担任中国电机工程学会锅炉标准化委员会副主任、中国电机工程学会可靠性专委会委员、辽宁电机工程学会环保专委会主任等职务。
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目錄:
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前言
第1章概述1
1.1 W 火焰炉在我国发展的概况1
1.2 W 火焰炉的设计思想及其技术流派2
1.2.1 W 火焰炉的设计理念2
1.2.2 W 火焰炉的技术流派3
1.3 W 火焰炉改造的必要性和难点3
第2章双进双出磨煤机直吹式制粉系统的运行特性6
2.1 双进双出磨煤机的制粉系统概述6
2.2 双进双出磨煤机的优缺点11
2.2.1 双进双出磨煤机的优点11
2.2.2 双进双出磨煤机的缺点12
2.3 双进双出磨煤机的运行特性15
2.3.1 双进双出磨煤机的出力控制15
2.3.2 影响双进双出磨煤机制粉细度的因素17
2.3.3 双进双出磨煤机的自动调节对锅炉稳定性的影响18
2.3.4 双进双出磨煤机单侧运行20
2.4 双进双出磨煤机的防爆20
2.4.1 双进双出磨煤机制粉系统爆破的原因和改造措施20
2.4.2 双进双出磨煤机制粉系统防爆要点22
2.5 双进双出磨煤机制粉系统的局部改造25
2.5.1 衬瓦的改造25
2.5.2 分离器的改造25
第3章犉犠系列双旋风筒燃烧器犠火焰炉27
3.1 FW 系列双旋风筒燃烧器W 火焰炉及其制粉系统27
3.1.1 锅炉设备27
3.1.2 制粉系统30
3.1.3 燃用煤质和选用的燃烧方式32
3.1.4 炉膛选型的特点33
3.1.5 燃烧组织的特点38
3.1.6 早期采用FW 技术的双旋风筒燃烧器W 火焰炉的主要优点42
3.2 早期采用FW 技术的双旋风筒燃烧器W 火焰炉存在的主要不足43
3.2.1 燃烧组织方面存在的不足44
3.2.2 炉膛选型欠合理48
3.2.3 缺少降低NO狓的有力措施49
3.2.4 磨煤机选择偏小,分离器性能不佳,风粉分配严重不均50
3.2.5 过热器、再热器存在的问题51
3.3 DGC锅炉厂亚临界W 火焰炉的设计改进52
3.3.1 炉膛特征参数选择的改进53
3.3.2 燃烧组织的改进58
3.3.3 改进的效果59
3.3.4 有关方面的思考和建议62
第4章犉犠亚临界犠火焰炉的改造63
4.1 HAF电厂的技术改造63
4.1.1 设备概况63
4.1.2 HAF电厂运行后存在的问题68
4.1.3 2009年的具体改造方案69
4.1.4 2009年改造的效果70
4.1.5 2009年改造后遗留的问题71
4.2 AS电厂的改造74
4.2.1 设备概况74
4.2.2 BPRBN 公司的分析77
4.2.3 BPRBN 公司推荐的改造方案78
4.2.4 BPRBN 公司改造的实际效果80
4.3 DGC锅炉厂对于FW 型W 火焰炉的改造80
4.3.1 DGC锅炉厂对于FW 型W 火焰炉的改造方案80
4.3.2 SA 电厂第一次改造86
4.3.3 SA 电厂进一步改进方案86
4.4 XGY研究院对于FW 型600MW 等级W 火焰炉的改造95
4.4.1 采用的有关新技术95
4.4.2 HAF电厂660MW 机组W 火焰炉的改造98
4.4.3 LH 电厂三期600MW 机组W 火焰炉的改造102
4.4.4 LH 电厂低氮燃烧改造106
4.5 JZS电厂的改造方案112
4.5.1 JZS电厂在进行降低NO狓之前已经进行的改造112
4.5.2 JZS电厂降低NO狓的改造方案113
4.5.3 改造效果114
4.6 LY公司的改造方案114
4.6.1 技术路线和设计思路114
4.6.2 300MW 等级锅炉JJ电厂的改造实例115
4.6.3 AS电厂300MW 等级锅炉的改造实例129
4.6.4 JJ电厂三期锅炉掺烧烟煤及深度降氮燃烧改造方案142
4.6.5 LIY电厂1号锅炉低氮改造154
4.7 LZ电厂的改造169
4.7.1 设备概况169
4.7.2 改造设计条件171
4.7.3 方案概述173
4.7.4 改造结果178
4.7.5 对于这次改造的有关方面的思考和建议179
第5章狭缝型燃烧器犠火焰炉的设计特点和运行特性181
5.1 英国巴布科克公司锅炉设备的布置特点181
5.1.1 300MW 机组等级锅炉主要设计参数和设计特点181
5.1.2 MBEL W 火焰炉特征参数的特点182
5.2 MBEL系列狭缝型燃烧器W 火焰炉燃烧组织的特点186
5.2.1 燃烧设备的选取原则186
5.2.2 制粉系统及燃烧器布置188
5.2.3 炉膛特征参数存在的问题190
5.2.4 燃烧组织方面的问题197
第6章狭缝型犠火焰炉的改造204
6.1 KDRT对狭缝型燃烧器W 火焰炉的改造方案204
6.1.1 改造厂家对现有设备的分析评估204
6.1.2 改造的基本思路205
6.1.3 改造的基本方案205
6.1.4 性能保证措施209
6.1.5 改造的结果212
6.2 HZ电厂300MW 狭缝型燃烧器W 火焰炉的改造214
6.2.1 HZ电厂设备锅炉概况214
6.2.2 锅炉运行现状218
6.2.3 HZ电厂存在问题分析221
6.2.4 燃烧系统改造煤种222
6.2.5 性能保证222
6.2.6 HZ电厂的改造方案222
6.3 LH 电厂二期机组低氮燃烧器改造240
6.3.1 设备概况240
6.3.2 DGC低氮燃烧系统设计原则251
6.3.3 DGC低氮燃烧改造思路251
6.3.4 DGC低氮燃烧改造方案252
6.3.5 低氮燃烧改造的初步结果259
6.3.6 对该次改造有关问题的思考和建议262
6.4 LH 电厂一期锅炉YTLY公司的改造方案263
6.4.1 设备概况263
6.4.2 LH 电厂一二期锅炉存在的主要问题263
6.4.3 LH 电厂一期锅炉YTLY公司的改造方案273
6.4.4 改造方案汇总和结论282
6.5 英巴系列LIC电厂600MW 狭缝型燃烧器W 火焰炉的改造286
6.5.1 LIC电厂设备概况286
6.5.2 LIC电厂锅炉存在的问题291
6.5.3 LIC电厂MBEL系列600MW 狭缝型燃烧器W 火焰炉的改造方案294
6.5.4 LIC电厂改造后的调试及影响304
6.5.5 LIC电厂改造的后评估311
6.6 TAZ电厂600MW 超临界W 火焰炉的改造314
6.6.1 设备状况314
6.6.2 TAZ电厂600MW 超临界机组锅炉最初的改进方案及改进结果316
6.6.3 投入运行以后的后续改造318
6.6.4 2014年的大规模改造内容318
第7章犅牔犠系列的双调风燃烧器犠火焰炉325
7.1 B&W 系列双调风燃烧器W 火焰炉及其制粉系统325
7.1.1 锅炉设备325
7.1.2 设计煤质326
7.1.3 燃烧设备概况326
7.2 B&W 系列双调风燃烧器W 火焰炉后期主要的改进措施330
7.2.1 设计分别独立的拱上二次风箱330
7.2.2 燃烧器的布置与二次风配置的改进330
7.2.3 分级风风口布置与控制的改进331
7.2.4 燃烧器的改进332
7.3 B&W 系列双调风燃烧器W 火焰炉存在的不足334
7.3.1 未设燃尽风334
7.3.2 防结渣性能有待进一步改进334
7.3.3 燃烧器两侧向中间旋转、易于造成温度场不均匀335
7.3.4 早期生产的W 火焰炉着火性能、燃烧效率有待进一步提高335
第8章犅牔犠系列双调风燃烧器犠火焰炉锅炉的改造337
8.1 B&W 系列300MW 等级机组双调风燃烧器W 火焰炉锅炉的改造337
8.1.1 YG电厂3号W 火焰炉锅炉的改造337
8.1.2 YG电厂4号W 火焰炉锅炉的改造341
8.1.3 QX电厂300MW 等级双调风W 火焰炉的改造344
8.1.4 SA 电厂300MW 等级机组1、2号双调风W 火焰炉的改造348
8.1.5 B&W 公司300MW 机组W 火焰炉改造有关问题的思考和建议351
8.2 B&W 公司600MW 等级W 火焰炉的改造354
8.2.1 LYJ电厂1号锅炉的改造354
8.2.2 LYJ电厂2号锅炉的改造371
8.2.3 XY电厂W 火焰炉锅炉的改造387
8.2.4 LYJ电厂锅炉和XY电厂锅炉改造有关问题的思考和建议409
第9章犠火焰炉改造有关问题的思考和建议414
9.1 W 火焰炉改造结果的汇总414
9.1.1 BW 类型W 火焰炉低氮改造统计414
9.1.2 FW 类型W 火焰炉低氮改造统计415
9.1.3 英巴类型W 火焰炉低氮改造统计417
9.2 改造思路的比较419
9.2.1 W 火焰炉采用烟台龙源公司单调风燃烧器的改造后评估419
9.2.2 敞开式燃烧方式燃烧器的回顾421
9.2.3 仍然采用单、双调风燃烧器的燃烧方式进行改造的有关建议423
9.2.4 其他应当注意的事项424
9.2.5 关于轮廓特征参数的建议426
9.2.6 关于超临界W 火焰炉锅炉水循环系统设计的建议426
参考文献427
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內容試閱:
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W火焰锅炉(简称W火焰炉)是燃烧低挥发分劣质煤的一种锅炉,又称为双U形、双拱燃烧锅炉。它是由美国福斯特惠勒公司首创的,后经过法国斯太因公司、英国巴布科克公司、日本日立·福斯特惠勒公司和美国巴布科克·威尔考克斯公司等不断地改进而发展起来的炉型。20世纪80年代中后期,我国开始引进W火焰炉及其燃烧技术。2003年以后,600MW等级的W火焰炉开始大量出现。2008年以后,国家调整产业政策,出现了超临界、低质量流速W火焰炉。截至2014年,我国已经投运的W火焰炉有150台,其中600MW等级的60台,300MW等级的90台。目前,W火焰炉主要有三种技术流派,分别属于美国福斯特惠勒公司,英国巴布科克公司和法国斯太因公司,以及美国巴布科克·威尔考克斯公司。对于不同的W火焰炉技术流派,它们的最主要区别在于为实现W火焰炉的设计理念,采用了各具特色的燃烧系统、炉膛特征参数选型及与之匹配的制粉系统。这些不同的具体技术措施,对实现W火焰炉的设计思想带来不同的结果。这就是引进型W火焰炉在投产初期和后期的大型化过程中出现较多问题的根源,也是十几年来W火焰炉需要改进的原因所在。W火焰炉最大的特点是可实现低挥发分煤种的稳定燃烧,很多W火焰炉最低不投油稳燃负荷可低至40%~50%的锅炉最大连续蒸发量(boilermaximum continuousrating,BMCR),但也不同程度地存在结渣、超温、锅炉热效率低、NO狓排放偏高等问题。从2001年10月前已投运的31台W火焰炉总体运行情况来看,不论哪一种技术流派的W火焰炉,只要制粉、燃烧系统选择合理,炉膛轮廓设计配合恰当,都有运行业绩比较好的例子。国内各锅炉制造厂汲取了300MW等级W火焰炉运行经验和教训,对600MW等级W火焰炉和后期生产的300MW等级W火焰炉,在炉膛选型、燃烧组织和制粉系统的选择上进行了一系列改进。改进后的W火焰炉,在燃烧稳定性、运行可靠性及可用率方面均有一定的优势,但NO狓排放量仍然普遍偏高。尤其是早期投入运行的W火焰炉,NO狓排放浓度一般在1000mg/m3(O2=6%,标准状态)以上,有的甚至高达1800~2300mg/m3(O2=6%,标准状态),相当于同等容量下采用切向或墙式燃烧方式煤粉锅炉的2~3倍,难以符合我国现行大气污染物排放标准的要求。面对W火焰炉较高的NO狓排放浓度,如果仅采用选择性催化还原脱硝技术(SCR)进行脱除,投资和运行成本就会过高,过量喷氨还将造成空气预热器堵塞的严重后果。因此,必须对W火焰炉进行以低NO狓燃烧为主的技术改造。W火焰炉低NO狓燃烧技术改造难度较大,其主要原因如下:①W火焰炉炉膛结构复杂;②热力型NO狓比例较高,与低挥发分煤的燃烧稳定性相矛盾;③早期投入运行的制粉系统选型存在较多的问题,如果进行改造,那么有可能出现锅炉出力不足、布置困难、造价过高等问题。尽管多次尝试对已经投入运行的W火焰炉进行低NO狓燃烧技术改造,但直到2012年年底,国内尚无取得较为成功的改造范例,有的改造还造成了较为严重的问题,直接影响了锅炉运行的安全稳定。为了解决W火焰炉改造难题,国家能源集团烟台龙源电力技术股份有限公司(以下简称烟台龙源)组织了1支20余人的专业技术团队,在原电力部热工研究院有关资料汇编的基础上,依靠各大锅炉制造厂、有关电厂和研究单位的帮助,收集了三种典型W火焰炉炉膛选型和燃烧组织的热力特征参数、燃烧方式设计及其运行特征和优缺点的资料,十几年来国内各大锅炉厂对W火焰炉改进的资料,全国50余台W火焰炉改造(包括改后的效果及其存在的问题)的有关资料。烟台龙源W火焰炉改造技术团队对这些资料进行学习、分析、总结,采用数学模拟的方法分析各种燃烧方式,摸索出这几种锅炉的优缺点与炉膛选型之间的关系,并有针对性地提出改进的措施和方案,研发了适应于W火焰炉的燃烧器。在此基础上,总共完成了15台300~600MW机组W火焰炉各种炉型的改造,取得了一定的经验。编者将这些经过实践检验的经验做了分类总结,撰写了这部技术专著——《W火焰炉运行特性及改造技术》,以期对W火焰炉炉膛特征参数的选择、炉膛设计,以及W火焰炉改造和运行有所裨益。此外,制粉系统与燃烧系统密不可分。在国内已投运的150余台W火焰炉中,除了上安电厂2台W火焰炉的制粉系统采用中速磨煤机,鸭河口电厂、阳光电厂各有2台,以及珞璜电厂4台W火焰炉采用的是中间贮仓式制粉系统以外,其他都采用双进双出磨煤机直吹式制粉系统。双进双出磨煤机直吹式制粉系统的运行特性与中速磨煤机、风扇磨煤机、中间贮仓式制粉系统的运行特性有较大的不同,而且国内尚无有关双进双出磨煤机直吹式制粉系统运行特性的技术专著。2006年,在中国电机工程学会的支持下,编者组织对国内双进双出磨煤机进行了调研,并编写了关于双进双出磨煤机运行特性的专题报告。因此,在本书中也编写了双进双出磨煤机直吹式制粉系统的有关技术内容。本书共有9章。第1章主要介绍了W火焰炉的发展概况,存在的主要问题,改造的必要性,改造的难度和方向。第2章主要介绍了双进双出磨煤机直吹式制粉系统的构成、运行特性、改造的方向和效果。第3~8章分别阐述了三种技术流派W火焰炉的特点、改造范例和效果。其中,除改造结果评价之外的部分,都尽可能按照改造方的设计思想加以阐述,并不代表编者的意见。只有改造结果评价这一部分内容,才以“有关问题的思考和建议”的形式,阐述编者的意见。第9章是对这些改造经验和有关问题的思考和建议,是对上述内容的综合分析和评价,包括W火焰炉轮廓选型的参考意见,各种类型W火焰炉不同改造方式的优缺点,有关改造中的注意事项和建议等。在编写过程中,编者力求书中列出的数据准确无误。但是这些资料的收集来自不同渠道,有制造厂、技术支持方的,也有来自于电厂的,由于资料来源庞杂,一些资料莫衷一是,我们也无法逐一去核实求证。为此,对汇总表中的一些数据,只能要求参加编写的人员根据大型炉膛选型导则的有关规定,以及收集到的炉膛的轮廓尺寸进行计算而得。因此,这些参数很难确保准确无误,只能作为定性而不是定量地体现不同风格的锅炉的特点。在此,我们表示由衷的歉意。全书由刘武成牵头主编;第1章、第2章、第9章由张超群、刘鹏飞、李明负责编写;第3章、第4章由张超群、刘鹏飞、张文振、王家兴负责编写;第5章、第6章由张超群、刘鹏飞、王西伦、李保亮负责编写;第7章、第8章由张超群、张文振、刘鹏飞、王西伦、赖金平负责编写。书中数值模拟内容的整理和编写,由刘武成、张超群、刘欣指导,张文振、刘鹏飞、赖金平、李驰等负责和完成;锅炉改造结构设计部分内容的整理和编写由秦学堂、于强负责。全书由刘武成、刘鹏飞和李驰统稿。在编写过程中,得到教授级高级工程师张经武的悉心指导,教授级高级工程师杨家驹在结构设计方面给予指导,具有丰富数值模拟经验的天津大学教授王赫阳也给予指导。本书成稿后由西安热工研究院教授级高级工程师许传凯主审。在现场进行W火焰炉改造施工、运行和调试,以及资料收集中,感谢有关电厂、锅炉厂和各有关专家给予的鼎力支持,在此致以衷心感谢!科学的发展是永无止境的,对于书中的不妥之处,敬请读者批评指正。
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