130t水煤漿鍋爐規程資料第一編#1鍋爐機組的運行

第一章鍋爐設備及燃料的簡要特性

1．鍋爐結構簡述

#1鍋爐系南通鍋爐廠（南通萬達鍋爐股份有限公司）生產，型號為TG-130/9.8-J,為高溫高壓單鍋筒、集中下降管、自然循環、全懸吊結構、全鋼架π型布置的固態排渣水煤漿鍋爐，室外布置。爐膛四周采納膜式水冷壁，爐膛出口處布置屏式過熱器。水平煙道布置兩級對流過熱器，爐頂、水平煙道兩側及轉向室設置頂棚管和包墻管。尾部交叉布置兩級省煤器及兩級空氣預熱器。

1．1過熱器：

整個過熱器由頂棚管、包墻管、半輻射屏式過熱器和兩級對流過熱器四部分組成，其中有兩級噴水減溫。屏式過熱器位于爐膛折焰角前上部，兩級對流過熱器勻稱分布在水平煙道中。

過熱蒸汽流程：

汽包飽和蒸汽頂棚管進口集箱頂棚管后包墻管下集箱

側包墻下集箱(后)側包墻管側包墻上集箱側包墻管

側包墻下集箱(前)其次級過熱器進口集箱其次級過熱器

其次級過熱器中間集箱其次級過熱器其次級過熱器出口集箱一級噴水減溫屏式過熱器進口集箱屏式過熱器

屏式過熱器出口集箱第一級過熱器進口集箱二級噴水減溫

第一級過熱器第一級過熱器出口集箱集汽集箱鍋爐主汽門進人主蒸汽管道。（簡述：低溫過熱器即其次級過熱器一級噴水減溫屏式過熱器二級噴水減溫高溫過熱器即第一級過熱器鍋爐主汽門。

兩級噴水減溫：

兩級減溫水調整均采納噴水減溫器，第一級作為粗調,其次級作為細調，第一級噴水可以用來掌握屏式過熱器管的壁溫不超過允許值，第一級噴水減溫器處于蒸汽進屏式過熱器之前，分作兩點(兩個一級噴水減溫器)左右兩側噴水，其次級噴水減溫器處于第一級對流過熱器的冷熱段之間，亦為兩點(兩個二級噴水減溫器)

噴水。經二次噴水調溫，保證了過熱器出口蒸汽溫度的穩定。噴水減溫器由笛形噴管、混合套管和外殼組成，具有良好的結構性能和阻力特性。噴水水源取自給水操作臺前鍋爐給水。噴水減溫器減溫力量約為10t/h噴水量。

全部過熱器蛇形管、頂棚管、包墻管，都通過吊桿懸吊在頂板梁上。

1．2省煤器

省煤器設在尾部豎井中，與空氣預熱器呈交叉雙級布置，工質與煙氣呈逆流方式，上、下兩級省煤器均為錯列布置，省煤器的進出口集箱僅裝于尾部豎井的右側（另一側設置人孔）。給水由給水管道引入下級省煤器入口集箱（φ219×20），兩級省煤器之間用6根φ76×6管子交叉連接，被省煤器加熱后的給水由上級省煤器出口集箱引出，用8根φ76×6管子連接至汽包。

上、下級省煤器均采納支承結構，蛇形管束通過空心支承梁穿過爐墻支承在爐板上，為降低支撐梁的溫度，需通風冷卻。

為了減輕煙氣中飛灰對受熱面管子的磨損，在每級省煤器入口的前兩排直管上和彎頭迎風面處均裝設了防磨蓋板。

1．3空氣預熱器

空氣預熱器采納立式管箱結構，與省煤器交叉分兩級布置，上級一個行程，下級三個行程。考慮低溫引起的局部腐蝕，將下級最下面的一個行程作成單獨管箱，以便于檢修更換，而其次、三個行程作成一個管箱，中間用隔板隔開。各行程之間以連同箱連接，構成一個連續的密封的空氣通道。預熱器裝有脹縮接頭，用于補償熱態下的膨脹。

為了削減低溫腐蝕的影響，防止堵灰，夏季空氣預熱器的最下層管箱冷風入口處1/3管子采納φ50×1.5管子，其余采納φ40×1.5管子，材料為09CuPCrNi-A。其余管箱均采納φ40×1.5有縫鋼管制造，管子材料為Q235－A.F。在上級空氣預熱器及下級空氣預熱器（上部）每只管箱的煙氣入口處安裝防磨套管，在下級空氣預熱器（下部）每只管箱的上管板處設有防磨短管，在防磨短管間應在現場以耐火澆注料填充。

1．4燃燒器

本鍋爐采納浙江高校熱能工程討論所研制的水煤漿專用燃燒器，燃燒器布置

在爐膛的正四角，爐內假想切圓直徑Ф600mm。為有利于水煤漿的著火，在水煤漿燃燒器標高區段的四周增設衛燃帶，衛燃帶面積為30m2。

燃燒器示意圖

外視圖內視圖

上二次風⑦

⑥

中上二次風

④噴嘴

中二次風③下一次風

②噴嘴

下二次風①點火油槍說明：①---⑦表示燃燒器層次，共七層。

二次風和水煤漿燃燒器編號表

編號說明：（#1-4）表示#1角、#2角、#3角、#4角燃燒器，即人面對鍋爐，從右順時針方向起數，#1角表示東北角，#2角表示東南角，#3角表示西南角，#4角表示西北角。下二次風表示第一層二次風，中二次風表示第三層二次風，依次類推。

下噴嘴表示其次層水煤漿燃燒器，中噴嘴表示第四層水煤漿燃燒器，依次類推。

在燃燒水煤漿時，投用10支噴槍（總共12支噴槍）就能滿意100%負荷。

水煤漿噴嘴使用浙江高校熱能動力工程討論所的撞擊式多級霧化型噴嘴，設計容量每支為2.4t/h，容量調整范圍為1.2～2.4t/h，采納蒸汽霧化。噴嘴易磨處采納了耐磨材料，噴嘴使用壽命達1200小時以上。

采納二級點火，高能點火裝置布置在下二次風對角位置，先點燃油槍，按輕柴油設計，在粘度2～4°E的狀況下，每小時的噴油量約為1150Kg/h，（單只），爐前油壓為2.5MPa。當油噴嘴停運后，應當用蒸汽進行吹掃。鍋爐達到30%～50%負荷時，再投入水煤漿燃燒器。

燃燒器通過密封殼體焊在水冷壁上，上端由恒力彈簧吊架固定在梁柱上。當鍋爐水冷壁受熱后向下膨脹時，燃燒器隨著水冷壁一起向下移動，其位移量由恒力彈簧吊架補償。

在燃燒器四周設有打焦孔。當燃燒器噴口停運時應當有適當的冷風通過，以保證燃燒器噴口不被燒壞。

水煤漿工藝流程圖：

水煤漿由特地水煤漿制漿廠按要求配制成合格的水煤漿，由專用罐車送至電廠卸入卸漿槽內，再由卸漿泵（G105-1A，Q=37m3/h,P=0.6MPa,n=207r/min15KW2臺）打入貯漿罐內(φ17mH=14mV=3000m3氣力攪拌，1臺)儲存,當需要用的時候,再由輸漿泵(G105-1A，Q=20m3/h,P=0.6MPa,n=138r/min,N=11KW，2臺)打入攪拌桶(φ4.25mH=4.5mV=60m3，2臺)內攪拌,然后由供漿泵(G105-4A，Q=2-20m3/h,P=1.8MPa,n=11-107r/min,N=22KW，2臺)打到在線過濾器(ZGS-1130,P=1.8MPa,Q=31.5t/h,介溫0-40℃，2臺)通過水煤漿加熱器(DN600,P=1.8MPa，2臺)輸送到鍋爐水煤漿噴管,進入爐膛內燃燒。

依據熱力計算，爐膛容積熱負荷和截面熱負荷分別為119900kcal/(m3h)和1939200kcal/(m2h)。設計水煤漿專用燃燒器，采納四角切圓布置，具有強化著火和穩定燃燒的特點。每組燃燒器沿高度方向共分7層，最下一層為1二次風，并在該噴口設置點火油槍，自下而上其次、四、六層為水煤漿燃燒器，第三、五、七層依次為2次風、3二次風和4二次風噴口。在燃燒水煤漿100%負荷時，投用10支噴槍就能滿意要求。

四角燃燒器的三層一次風以及下二次風、中二次風和中上二次風都采納逆時針切向旋轉，假想切圓直徑選取Φ600，足以保證水煤漿穩定燃燒，又能保證水煤漿火焰不沖刷水冷壁，避開水冷壁結焦。最上一層的上二次風采納順時針切向旋轉，假想切圓直徑也取為Φ600，以消退爐膛出口的扭轉殘余，避開過熱器處的煙溫偏差。

采納二級點火，點火油槍和高能點火裝置布置在四個下二次風噴口中，油槍容量按鍋爐額定負荷的50%設計。鍋爐點火啟動時，高能電子點火裝置發出的電火花引燃輕柴油，按鍋爐的點火啟動程序，當鍋爐達到30~50%負荷時，再逐步投入水煤漿燃燒器。

為了實現水煤漿的順當著火和低負荷穩燃，在點火和低負荷時選擇較低的一次風速和一次風率，以削減著火所需要的著熱量。水煤漿的著火距離以不燒壞噴嘴和燃燒器為原則，同時考慮水煤漿的快速著火和完全燃燒。一般著火點距離槍頭或燃燒器300mm左右。可通過調整漿槍插入深度和配風來達到要求。

在一次風燃燒器中設計了中心風，其作用是依據煤漿種類等參數變化來調整著火距離。一般在燃燒設計水煤漿時中心風關閉，當水煤漿揮發分上升或某個噴口的著火距離太近時，可打開中心風有利于推遲著火。運行時中心

風門的開度應依據噴嘴著火狀況（火焰離噴嘴或燃燒器300mm左右）來調整，原則是既不燒壞噴嘴和燃燒器，又能獲得較抱負的著火距離和燃燒條件。

由于水煤漿著火后的燃燒速度取決于爐內的空氣混合狀況，應選擇較高的二次風速，以加強后期擾動，準時補充水煤漿燃燒所需的氧氣，使水煤漿在爐內能完全燃燒。另外，在爐膛燃燒器區域的水冷壁處布置30m2的衛燃帶來強化著火，能保證水煤漿的順當點燃和低負荷穩燃特性。

在燃燒器運行時，因負荷發生較大變化或燃料發生變化而需要停用某一層燃燒器時，應有肯定的風量通過以冷卻燃燒器。

依據熱力計算結果，該130t/h鍋爐在100%負荷時燃用設計水煤漿的消耗量為24.6t/h。按10支水煤漿槍帶滿負荷計算，每支槍帶水煤漿負荷2.46t/h。浙江高校熱能所研制的ZD2400B型撞擊式多級霧化型水煤漿噴槍。設計每支水煤漿槍的容量為2.4t/h，容量調整范圍為1.2~2.4t/h，采納蒸汽霧化。水煤漿噴嘴主要由霧化頭，內混件和撞擊件等組成，在易磨損處采納了耐磨材料，噴嘴使用壽命達1200小時以上。水煤漿從煤漿連接管進入噴槍中心管后，從內混件中心孔噴入內混室；而霧化蒸汽從汽連接管進入噴槍的環形通道，然后進入噴嘴的汽室。水煤漿槍的有效長度為2250mm，煤漿和蒸汽軟管的接口通徑均為32mm，羅紋尺寸均為M48×2。

煤漿霧矩的著火：

煤漿通過噴嘴霧化后與一次風混合形成一個錐形的霧矩，這個霧矩在與熱空氣和煙氣混合過程中快速析出水分，并快速升溫而著火。

水煤漿霧矩噴入爐內，水煤漿中的水分首先蒸發。然后揮發分開頭分解析出。假如爐內有足夠高的溫度，并且有氧氣存在，則揮發分首先著火，燃燒，形成火焰，這時氧氣消耗于揮發分的燃燒，不能到達焦碳的表面，揮發份起了阻礙焦碳燃燒的作用。但是另一方面，揮發分在焦碳四周燃燒，焦碳加熱，當揮發分接近燃盡時，氧氣到達焦碳表面，焦碳馬上猛烈燃燒。因此，揮發分能促進焦碳以后的燃燒。也就是說，揮發分和焦碳的燃燒基本上是分階段進行的。

當煤漿氣流獲得足夠的著火熱，溫度達到著火溫度，就可以著火燃燒了。一般盼望在離燃燒器出口約0.5m處著火，著火太遲煤漿可能來不及在爐膛內燒完，造成很大的固體不完全燃燒損失，此外，在燃燒器出口四周，高溫煙氣的回流比較劇烈著火點離燃燒器太遠，往往也意味著火不穩定。但是著火太早，可能使燃燒器因

過熱而損失，也可能使燃燒器四周嚴峻結渣。

水份蒸發增加了著火熱，延遲著火時間，而且噴霧的高速使著火距離大大延長，這給燃燒組織帶來很大困難，理論與實踐的結果表明煤漿著火的重要熱源是高溫煙氣的回流對流加熱，在燃燒組織設計中，必需考慮有足夠的高溫煙氣回流量，保證煤漿霧矩的快速著火。

同時，合理的一次風配風也很重要，一次風配風過高時，要求回流的高溫煙氣量大，且回流煙溫急漸下降，在超過肯定值時，回流煙溫過低而難于穩定著火。另外，熱風風溫對于水煤漿所需回流量影響很大，300℃熱風溫度比20℃的要削減一半。

明顯，需要的著火熱越少，可以供應著火熱的熱源越充分，著火越有利。以下分析影響煤漿氣流著火的一些主要因素。

(1).煤的性質

煤的可燃基揮發分對著火的影響很大，揮發分高，著火溫度低，需要的著火熱少，著火就比較簡單。灰分高也將影響著火溫度。此外，灰分增加將使燃煤量增加，許多不能燃燒的灰分進入爐膛，使著火熱增加，對著火也有影響。明顯，水分加大也將使著火熱增加，不利于著火。

(2).一次風量

水煤漿一次風的配風量對水煤漿所需回流量的影響很大。水煤漿的著火熱主要來源是要依靠高溫煙氣的對流加熱，這就對燃燒配風的組織以獲得使煤漿霧矩能有效地得到加熱，成為水煤漿著火的關鍵。同時，合理的配風還是加強燃燒室內湍動度，提高水煤漿燃燒速度和燃燼度的關鍵。

合理的配風還將影響到污染物的排放，分段送風可以掌握NOx的生成和排放，同時合理地配風還將增加燃燒經濟性。另一方面，一次風量不應影響著火以后燃燒的需要，因此一次風還應將保持肯定的量。因此合理選擇一次風量是很關鍵的。

(3).著火區域的煙氣溫度

提高二次風溫、敷設衛燃帶等措施都可以提高著火區域的煙氣溫度，從而可以向煤粉氣流供應更多的著火熱。

(4).爐內空氣動力場

合理組織爐內空氣動力場，加強回流高溫煙氣對煤粉氣流的加熱，是改善著火的重要措施。

(5).煤漿粒度

煤漿越細，在其它條件相同的狀況下，溫度上升越快，越簡單著火。此外，在前面的分析中，