火电厂燃煤锅炉低负荷稳燃技术解剖.doc

目 录 绪 论 1 1低负荷稳燃技术的重要性 2 2煤粉气流燃烧的基本原理 3 2.1 煤粉颗粒的燃烧过程 3 2.2 煤粉气流的燃烧过程 4 2.3 强化煤粉气流燃烧的措施 5 3各类煤粉低负荷稳定燃烧技术的分析 10 3.1 概述 10 3.2 新型结构的煤粉燃烧器 12 3.2.1浓淡型煤粉燃烧器 12 3.2.2 钝体燃烧器 13 3.2.3 火焰稳燃船燃烧器 14 3.3 W型火焰燃烧方式 15 3.3.1 W形火焰燃烧方式的结构 15 3.3.2 W形火焰燃烧方式的工作原理 15 3.3.3 W型火焰燃烧方式的应用 16 3.4 点火系统在煤粉气流低负荷稳燃中的应用 16 3.4.1 锅炉等离子点火系统的机理 17 3.4.2 等离子点火系统的组成 17 3.4.3 等离子燃烧器及工作原理 18 3.4.4 等离子点火系统的优缺点 18 结 束 语 20 参考文献 21 绪 论 随着我国国民经济的迅速发展，用电峰谷差越来越大，迫切需要大容量发电机组参与调峰，使得大型燃煤锅炉稳燃问题日益突出。从20世纪70年代起，我国电力工作者为保证低负荷稳燃和节约燃油，对低负荷稳燃机理的研究和应用技术的开展进行了卓有成效的工作，取得了巨大的经济效益和社会效益。 1978年改革开放到2000年，我国发电装机和发电量先后超过法国、英国、加拿大、德国、俄罗斯和日本，居世界第2位。1987年发电装机突破1亿千瓦，1995年超过了2亿千瓦，2000年跨上了3亿千瓦台阶。进入新世纪，电力工业进入历史上的高速发展阶段，2004年全国发电装机突破4亿千瓦，2005年超过了5亿千瓦，用电峰谷差也越来越大，因此大容量发电机组参与调峰变得非常普遍，加之电厂燃煤锅炉使用的是劣质煤且煤质越来越差从而使得大型燃煤锅炉低负荷稳燃问题日益突出。 本文首先从机理上阐述了低负荷稳燃的措施，如新型的燃烧器，并对国内外电力工作者所开发的这种稳燃技术成果进行了有条理的综述，如W型火焰燃烧方式、等离子点火系统，对新世纪我国电站燃煤锅炉低负荷稳燃技术的科研开发和应用具有重要的指导意义。 1低负荷稳燃技术的重要性 近几年来，我国电力工业持续发展，每年投产的的新机组已连续保持10GW以上，大容量火电机组日益增多。随着发电机组日益向大容量、大机组发展，以及环境保护的要求和意识的增强，电力工业对煤粉燃烧提出了越来越高的要求，概括起来主要有：燃烧的高效率、燃烧的稳定性、以及良好的煤种的适应性和快速负荷变化适应性。其中快速负荷变化适应性是工农业生产的季节性等因素，对电力生产提出的要求，这种变化程度可用“电网负荷峰谷比”表示。西方国家的峰谷比一般都较大（美国为1:0.25～0.30，德国为1:0.20～0.50），我国一般为1:0.70左右。电网调峰的方法是多种多样的，有专用的调峰机组，也有采用频繁的起停方式，更多的又是更方便经济的调峰方式是维持原有机组在低负荷下运行，其中的关键技术是锅炉低负荷燃烧的强化和火焰稳定性。 电站锅炉在解决由于负荷峰谷或煤质变化引起的燃烧不稳定主要采用投油助燃的方法保持炉内稳定燃烧，避免锅炉在运行中灭火，影响发电生产。多数电站锅炉在其负荷降低到额定负荷的70％左右时就需投油助燃。当煤质变差时，需投助燃油。由于锅炉的低负荷稳燃和煤质变差就需投入大量的燃油，使得发电成本增加较大，但是就目前理论和技术状况而言，能过同时满足上述要求的燃烧技术目前尚不多见，现行诸多问题的突破是难以实现的。因此，研究和发展各种稳定煤粉火炬的方法是当前和今后的重要任务。2煤粉气流燃烧的基本原理 2.1 煤粉颗粒的燃烧过程 燃料燃烧是指燃料中的可燃质与空气中的氧进行的剧烈化学反应，反应过程中放出大量的热量。在此过程中，燃料和氧化剂可以是同一物态（如气体燃料在空气中的燃烧），也可以是不同形态（如固体燃料或液体燃料在空气中的燃烧）。前者称为均相燃烧，后者称为多相燃烧。 电站锅炉中煤粉的燃烧属于多相燃烧，反应是在燃料固体表面进行的。发生在固相表面的多相燃烧是一个复杂的物理化学过程，主要包括以下几个过程：参加燃烧的氧气从周围环境扩散到反应表面；氧气被燃料表面吸附；在燃料表面进行燃烧化学反应；燃烧产物被燃料表面解吸附；燃烧产物离开燃料表面扩散到周围环境中。 多相燃烧速度就取决于上述过程中进行得最慢的过程，即氧向燃料表面的扩散和在表面上进行的燃烧化学反应两个过程。 所以，煤粉迅速完全燃烧必须在一定的条件下进行。 (1)相当高的炉内温度 炉温越高，可使燃烧速度加快，有利于可燃物在炉内迅速燃烧、完全燃烬，所以应维持相当高的炉温。但对固态排渣煤粉炉而言，炉温也不宜过高，过高不仅会引起炉膛结渣、蒸发管传热恶化，同时还可能会导致较多燃烧产物离解，燃烧产物的离解同样等于燃烧不完全。通过