襄樊#4锅炉燃烧器火嘴部分及小油枪改造情况介绍
襄樊#4锅炉燃烧器火嘴部分及小油枪改造情况介绍 [转]
#4锅炉燃烧器火嘴部分及小油枪改造情况介绍
因锅炉实际燃烧煤种与设计煤种存在差异，为解决锅炉燃烧过程中易出现的火嘴烧坏、喷燃器积粉自燃、下层二次风偏小等异常情况及燃烧低负荷稳燃用油量较大问题，2003年#4锅炉大修过程中，依照2003年技术改造项目，对#4锅炉燃烧器火嘴部分及小油枪进行改造。
改造主要内容为：
1、更换20只一次风喷嘴喷口，将A、B、C层燃烧器风箱内一次风管做相应修改，与一次风管相匹配。
2、更换并加大下层AA层二次风喷口，并增加A层煤粉喷嘴周界风面积
3、在B层一次风燃烧器中间增加点火助燃用小油枪。每支小油枪配有单独的点火器，燃油压力按照0.4MPa设计，油枪容量为250―300kg/h，油枪形式采用空气雾化方式，增加一层点火油系统（BC层小油枪）及控制装置。
改造后运行操作按照《锅炉运行规程》执行，详细改造方案见附件，改造部分详细设备图纸请在资料室查阅。
附件：湖北襄樊发电有限责任公司#4锅炉燃烧设备改造技术方案
2003年2月13日，襄樊发电有限责任公司、无锡市电站锅炉设备有限公司、上海锅炉厂有限公司设计处就#4锅炉燃烧设备改造进行协商，主要依据2002年4月4日改造专题会会议精神和5月11日上海锅炉厂有限公司设计处提交的1025t/h锅炉燃烧设备改造方案内容及#3炉改造后的运行情况，并在此基础上进行了方案优化。具体如下：
1. 煤种
主要指标
符号/单位
指标值及变化范围
空气干燥基水份
Wad（%）
1.0
收到基含碳量
Car（%）
58.6
收到基含硫量
Sar（%）
<0.6
干燥基挥发份
Vad（%）
20～24
空干基灰份
Aad（%）
30.0
收到基低位热值
Qnet.ar（MJ/kg）
17.8～20.9
2. 原始条件
襄樊发电有限责任公司1025t/h锅炉配有四套中间储仓式制粉系统，选用四台洛阳中信重型机械公司生产的滚筒式钢球磨煤机，型号为MT3500/7000型，采用热风送粉。
燃烧设备采用上海锅炉厂有限公司从CE公司引进技术的四角切向燃烧技术，每角燃烧器由8层二次风喷嘴，（其中三层布置有点火启动油枪），5层一次风喷嘴和二层三次风喷嘴组成，一次风喷嘴采用CE典型的WR燃烧器。
原设计煤种为混煤 Vdaf=22.62% Aar=23.52% Qnet.ar=22190MJ/kg
校核煤种A： Vdaf=14.22% Aar=24.55% Qnet.ar=22302MJ/kg
校核煤种B： Vdaf=35.46% Aar=19.95% Qnet.ar=23865MJ/kg
锅炉按带基本负荷定压运行设计，亦可用于调峰及定―滑―定的运行方式，在保证锅炉热效率的前提下，不投油的最低稳燃负荷设计煤种为40%BMCR，校核煤种A为50%BMCR，校核煤种B为35%BMCR。锅炉设计已考虑了设计煤种和校核煤种的适用性，在额定负荷锅炉燃用设计燃料时的锅炉热效率保证值为91.7%，锅炉运行总的情况尚好。
3. 燃烧器烧坏、大渣含碳量高原因分析
在投运初期，锅炉运行存在燃用烟煤时，一次风喷嘴，煤粉管道中的膨胀节烧坏，大渣含碳量高等问题，分析原因如下：
1. 由于设计煤种为混煤，燃用烟煤后，存在问题分析。
1）一次风喷嘴出口面积与一次风管面积比值不合理，具体如下：
一次风喷嘴出口面积：0.520×0.430=0.224m2
一次风管面积：
原设计一次风率为20%，锅炉总风量为333kg/s，一次风温为160°，根据以上条件，一次风总体积流量为：
锅炉额定负荷时，4层（16只）一次风喷嘴运行时
一次风管流速：
一次风喷嘴出口速度：
一般来说，锅炉运行时，各角层一次风管流速存在偏差，假如一次风量的偏差为10%，造成的结果是，最低的D层一次风管流速为Vgmin=27.7m/s，一次风喷嘴最小出口流速Vpmin=20.4m/s，所以燃用烟煤时按设计参数运行，一次风出口流速偏低，会造成一次风煤粉着火离喷口太近，引起回火。
2）煤粉管道中布置的膨胀节由于自身的原因，造成积粉后自燃，烧坏膨胀节。
2．发生以上情况后，为了防止烧坏一次风喷嘴和煤粉膨胀节，采取了在一次风中大量掺入冷风的方法，降低一次风温，以降低一次风煤粉混合温度，同时保证一定的一次风风管的流速，导致了进入炉膛的一、二、三次风风量发生了与设计值的偏离，按原设计是较高温度的二次风进入炉膛的一部分风量改变为较低温度的一次风进入，就是通过空气预热器的风量减少了，按锅炉性能计算得知，一次风率每增加1%，排烟温度将高～2℃，一次风风粉混合温度每降低5℃，排烟温度将升高～1℃，如燃用烟煤时，一次风混合温度是120℃，一次风率为24%，锅炉排烟温度计算值为156℃，如将一次风混合温度提高到160℃，一次风率控制在20%，理论计算的排温温度将为143℃；一次风风粉混合温度为140℃，一次风率控制在22%时，因此计算温度为148.5℃。排烟温度分别可下降13℃和7.5℃，锅炉效率分别可提高0.6%和0.3%，经济效率明显。
3．锅炉在投运后，锅炉大渣含碳量偏高，造成原因为底部二次风风量偏小并且偏斜，托不住煤粉所产生的。
4. 改造内容
1. 将20只一次风喷嘴出口面积从原0.224m2缩小到0.200m2，以提高一次风速度，从原理论值22.8m/s提高到25.5m/s。
2. 将A、B、C层燃烧器风箱内一次风管做相应修改，与一次风管相匹配。
3．将下层二次风喷嘴面积由原来0.144m2增加到0.195m2，8°偏转角取消，同时增加A层煤粉喷嘴周界风面积。
4、在B层一次风喷嘴中增加点火、助燃用小油枪，每支小油枪配有单独的点火器，燃油压力按照0.4MPa设计，油枪容量为250―300kg/h，油枪形式采用空气雾化方式，增加一层点火油系统（含控制装置）。
小油枪控制系统接受机组DCS信号中点火允许信号后，具备点火条件，当锅炉MFT时，点火系统阀门关闭。小油枪控制系统与DCS系统的接口由热工专业参照原油枪控制方式进行相应的改造。
五、改造后的目标值
1. 按照给定煤种要求，不出现危及燃烧器安全的现象（烧损火嘴等）发生。减轻管道膨胀节烧损的情况。
2. 不投油稳燃负荷40%BMCR～45%BMCR（按给定的改造煤种）。
3. 排烟温度在燃用同样烟煤时下降7℃左右。
4.在锅炉小于40%BMCR～45%BMCR负荷时，用300kg/h的小油枪稳燃，节约稳燃用油，在冷炉启动时，也可适量使用小油枪，以进一步节约燃油。
5.进一步减少炉底大渣含碳量。
六、双方分工
1．无锡市电站锅炉设备有限公司、上海锅炉厂有限公司设计处负责以下设备改造的设计现场安装服务和供货、清单如下：
1）一次风喷嘴（D、E层） 8只
2）一次风喷嘴（A、C层） 8只
3）一次喷嘴（B层） 4只
4）一次风喷管组件（A、C层） 8只
4）一次风喷管组件（B层） 4只
4）二次风喷嘴（底部） 4只
5）燃烧器进口中弯头 4只
6）B层防磨套管组件（耐热耐磨合金钢） 4套
7）油枪、点火器及其气动进退机构 4套
8）炉前油系统：其中不含系统连接用管道，阀门选用国产优质产品。 1套
其中：油枪快关阀 DN15 PN40 12只
截止阀 DN15 PN40 8只
止回阀 DN15 PN40 12只
压力表（量积2.5MPa） 9只
截止阀 DN6 PN40 9只
截止阀 DN25 PN25 1只
手动调节阀 DN25 PN40 4只
金属软管 8根(空气、油)
9）点火系统就地操作箱(包含点火装置内部电缆，不含其他电缆)4台
10）提供点火装置集中控制要求，并作好与控制系统单位的配合工作。
2．上海锅炉有限公司设计处提供改造用安装图和相应的说明文件6套。
3. 襄樊发电有限责任公司负责现场安装，调试，并负责控制系统中的电缆、压缩空气管路，
4. 油前油系统管道、附件及布置，负责提供控制箱所需的电源和热工信号。无锡电站锅炉有限公司、上海锅炉厂有限公司设计处根据设计方案图纸提供改造设备的安装指导，提供电缆、管道的规格和接口要求。
#4锅炉燃烧器火嘴部分及小油枪改造情况介绍
因锅炉实际燃烧煤种与设计煤种存在差异，为解决锅炉燃烧过程中易出现的火嘴烧坏、喷燃器积粉自燃、下层二次风偏小等异常情况及燃烧低负荷稳燃用油量较大问题，2003年#4锅炉大修过程中，依照2003年技术改造项目，对#4锅炉燃烧器火嘴部分及小油枪进行改造。
改造主要内容为：
1、更换20只一次风喷嘴喷口，将A、B、C层燃烧器风箱内一次风管做相应修改，与一次风管相匹配。
2、更换并加大下层AA层二次风喷口，并增加A层煤粉喷嘴周界风面积
3、在B层一次风燃烧器中间增加点火助燃用小油枪。每支小油枪配有单独的点火器，燃油压力按照0.4MPa设计，油枪容量为250―300kg/h，油枪形式采用空气雾化方式，增加一层点火油系统（BC层小油枪）及控制装置。
改造后运行操作按照《锅炉运行规程》执行，详细改造方案见附件，改造部分详细设备图纸请在资料室查阅。
附件：湖北襄樊发电有限责任公司#4锅炉燃烧设备改造技术方案
2003年2月13日，襄樊发电有限责任公司、无锡市电站锅炉设备有限公司、上海锅炉厂有限公司设计处就#4锅炉燃烧设备改造进行协商，主要依据2002年4月4日改造专题会会议精神和5月11日上海锅炉厂有限公司设计处提交的1025t/h锅炉燃烧设备改造方案内容及#3炉改造后的运行情况，并在此基础上进行了方案优化。具体如下：
1. 煤种
主要指标
符号/单位
指标值及变化范围
空气干燥基水份
Wad（%）
1.0
收到基含碳量
Car（%）
58.6
收到基含硫量
Sar（%）
<0.6
干燥基挥发份
Vad（%）
20～24
空干基灰份
Aad（%）
30.0
收到基低位热值
Qnet.ar（MJ/kg）
17.8～20.9
2. 原始条件
襄樊发电有限责任公司1025t/h锅炉配有四套中间储仓式制粉系统，选用四台洛阳中信重型机械公司生产的滚筒式钢球磨煤机，型号为MT3500/7000型，采用热风送粉。
燃烧设备采用上海锅炉厂有限公司从CE公司引进技术的四角切向燃烧技术，每角燃烧器由8层二次风喷嘴，（其中三层布置有点火启动油枪），5层一次风喷嘴和二层三次风喷嘴组成，一次风喷嘴采用CE典型的WR燃烧器。
原设计煤种为混煤 Vdaf=22.62% Aar=23.52% Qnet.ar=22190MJ/kg
校核煤种A： Vdaf=14.22% Aar=24.55% Qnet.ar=22302MJ/kg
校核煤种B： Vdaf=35.46% Aar=19.95% Qnet.ar=23865MJ/kg
锅炉按带基本负荷定压运行设计，亦可用于调峰及定―滑―定的运行方式，在保证锅炉热效率的前提下，不投油的最低稳燃负荷设计煤种为40%BMCR，校核煤种A为50%BMCR，校核煤种B为35%BMCR。锅炉设计已考虑了设计煤种和校核煤种的适用性，在额定负荷锅炉燃用设计燃料时的锅炉热效率保证值为91.7%，锅炉运行总的情况尚好。
3. 燃烧器烧坏、大渣含碳量高原因分析
在投运初期，锅炉运行存在燃用烟煤时，一次风喷嘴，煤粉管道中的膨胀节烧坏，大渣含碳量高等问题，分析原因如下：
1. 由于设计煤种为混煤，燃用烟煤后，存在问题分析。
1）一次风喷嘴出口面积与一次风管面积比值不合理，具体如下：
一次风喷嘴出口面积：0.520×0.430=0.224m2
一次风管面积：
原设计一次风率为20%，锅炉总风量为333kg/s，一次风温为160°，根据以上条件，一次风总体积流量为：
锅炉额定负荷时，4层（16只）一次风喷嘴运行时
一次风管流速：
一次风喷嘴出口速度：
一般来说，锅炉运行时，各角层一次风管流速存在偏差，假如一次风量的偏差为10%，造成的结果是，最低的D层一次风管流速为Vgmin=27.7m/s，一次风喷嘴最小出口流速Vpmin=20.4m/s，所以燃用烟煤时按设计参数运行，一次风出口流速偏低，会造成一次风煤粉着火离喷口太近，引起回火。
2）煤粉管道中布置的膨胀节由于自身的原因，造成积粉后自燃，烧坏膨胀节。
2．发生以上情况后，为了防止烧坏一次风喷嘴和煤粉膨胀节，采取了在一次风中大量掺入冷风的方法，降低一次风温，以降低一次风煤粉混合温度，同时保证一定的一次风风管的流速，导致了进入炉膛的一、二、三次风风量发生了与设计值的偏离，按原设计是较高温度的二次风进入炉膛的一部分风量改变为较低温度的一次风进入，就是通过空气预热器的风量减少了，按锅炉性能计算得知，一次风率每增加1%，排烟温度将高～2℃，一次风风粉混合温度每降低5℃，排烟温度将升高～1℃，如燃用烟煤时，一次风混合温度是120℃，一次风率为24%，锅炉排烟温度计算值为156℃，如将一次风混合温度提高到160℃，一次风率控制在20%，理论计算的排温温度将为143℃；一次风风粉混合温度为140℃，一次风率控制在22%时，因此计算温度为148.5℃。排烟温度分别可下降13℃和7.5℃，锅炉效率分别可提高0.6%和0.3%，经济效率明显。
3．锅炉在投运后，锅炉大渣含碳量偏高，造成原因为底部二次风风量偏小并且偏斜，托不住煤粉所产生的。
4. 改造内容
1. 将20只一次风喷嘴出口面积从原0.224m2缩小到0.200m2，以提高一次风速度，从原理论值22.8m/s提高到25.5m/s。
2. 将A、B、C层燃烧器风箱内一次风管做相应修改，与一次风管相匹配。
3．将下层二次风喷嘴面积由原来0.144m2增加到0.195m2，8°偏转角取消，同时增加A层煤粉喷嘴周界风面积。
4、在B层一次风喷嘴中增加点火、助燃用小油枪，每支小油枪配有单独的点火器，燃油压力按照0.4MPa设计，油枪容量为250―300kg/h，油枪形式采用空气雾化方式，增加一层点火油系统（含控制装置）。
小油枪控制系统接受机组DCS信号中点火允许信号后，具备点火条件，当锅炉MFT时，点火系统阀门关闭。小油枪控制系统与DCS系统的接口由热工专业参照原油枪控制方式进行相应的改造。
五、改造后的目标值
1. 按照给定煤种要求，不出现危及燃烧器安全的现象（烧损火嘴等）发生。减轻管道膨胀节烧损的情况。
2. 不投油稳燃负荷40%BMCR～45%BMCR（按给定的改造煤种）。
3. 排烟温度在燃用同样烟煤时下降7℃左右。
4.在锅炉小于40%BMCR～45%BMCR负荷时，用300kg/h的小油枪稳燃，节约稳燃用油，在冷炉启动时，也可适量使用小油枪，以进一步节约燃油。
5.进一步减少炉底大渣含碳量。
六、双方分工
1．无锡市电站锅炉设备有限公司、上海锅炉厂有限公司设计处负责以下设备改造的设计现场安装服务和供货、清单如下：
1）一次风喷嘴（D、E层） 8只
2）一次风喷嘴（A、C层） 8只
3）一次喷嘴（B层） 4只
4）一次风喷管组件（A、C层） 8只
4）一次风喷管组件（B层） 4只
4）二次风喷嘴（底部） 4只
5）燃烧器进口中弯头 4只
6）B层防磨套管组件（耐热耐磨合金钢） 4套
7）油枪、点火器及其气动进退机构 4套
8）炉前油系统：其中不含系统连接用管道，阀门选用国产优质产品。 1套
其中：油枪快关阀 DN15 PN40 12只
截止阀 DN15 PN40 8只
止回阀 DN15 PN40 12只
压力表（量积2.5MPa） 9只
截止阀 DN6 PN40 9只
截止阀 DN25 PN25 1只
手动调节阀 DN25 PN40 4只
金属软管 8根(空气、油)
9）点火系统就地操作箱(包含点火装置内部电缆，不含其他电缆)4台
10）提供点火装置集中控制要求，并作好与控制系统单位的配合工作。
2．上海锅炉有限公司设计处提供改造用安装图和相应的说明文件6套。
3. 襄樊发电有限责任公司负责现场安装，调试，并负责控制系统中的电缆、压缩空气管路，
4. 油前油系统管道、附件及布置，负责提供控制箱所需的电源和热工信号。无锡电站锅炉有限公司、上海锅炉厂有限公司设计处根据设计方案图纸提供改造设备的安装指导，提供电缆、管道的规格和接口要求。