1000 MW机组制粉系统MPS235HP-Ⅱ型中速磨煤机运行优化研究

针对某电厂1 000 MW机组制粉系统MPS235HP-Ⅱ型中速磨煤机在运行过程中存在堵磨、煤粉细度不合格以及磨煤机振动等问题,分析磨煤机入口一次风量、磨辊加载力以及磨煤机出口动态分离器转速对磨煤机运行参数的影响,并与设计参数进行对比,找出合适的风煤比、加载力以及分离器转速。通过分析得出,磨煤机实际风煤比与设计曲线匹配,且在设计风煤比下,不存在堵磨情况;同时,随着分离器转速增加,磨煤机出口煤粉细度变细,当分离器转速在65～70 r/min时,磨煤机电流和煤粉细度较合适,煤粉经济细度最好;同时,提高磨煤机加载力可以使煤粉细度更细,而且加载力降低会导致磨煤机碾磨出力下降,石子煤量增加,严重会导致堵磨。     

动静态转子煤粉分离器的试验研究

介绍了研究动静态转子分离器性能的试验装置,使用煤粉为物料,对分离器在不同风量和不同转子转速的条件下进行了试验研究.转子转速增加和风量降低均使分离器出口煤粉变细,分离器出口煤粉R45的值最低为0;综合分离效率随着转子转速增加有极大值,随风量增加而下降,试验中综合分离效率最大值为85.55%;气固两相阻力损失随转子转速增加有极小值,与风量成正比关系.     

基于取样-光脉动法的电站锅炉煤粉细度在线测量方法研究

针对电站锅炉稳定浓度工况下煤粉粒径分布测量需求,设计了取样装置,对高浓度气固两相流颗粒进行取样,并稀释形成稀疏气固两相流,同时基于单一颗粒光脉动法粒径测量原理统计分析获得颗粒粒径及分布,将该方法应用于电站锅炉煤粉细度参数测量,实时获得煤粉细度R_(75)、R_(90)和R_(200)等参数,并与筛分法进行对比,R_(75)相对偏差为13.2%。此外,改变制粉系统运行工况,该方法能够快速获得细度变化情况,为电站锅炉运行优化调整提供重要数据支撑。     

布尔台煤燃烧特性试验研究

采用西安热工研究院的1 MW半工业性试验炉,对布尔台煤进行燃烧试验研究,分析其燃烧特性。试验结果表明:由于布尔台煤的挥发份较高,着火稳定性较好。运行氧量在2.5%时,布尔台煤燃尽率相对较低;随着氧量的增加,炉膛出口温度增加,对屏区结渣不利,运行氧量控制在3.5%左右合适。煤粉细度R90在9-36%范围内对布尔台煤燃尽率影响较小,煤粉细度R90增加时,NO_x排放增大,炉膛出口温度较高,对机组燃烧不利,建议煤粉细度R_(90)控制在18%。     

旋转煤粉分离器特性的数值研究

旋转煤粉分离器是制粉系统的重要组成部分,其主要性能指标有分离器出口煤粉细度、综合分离效率及通风阻力等,直接影响制粉系统和锅炉的经济性。用Fluent软件对旋转煤粉分离器的内部流场进行数值模拟研究,得到了分离器的流场分布规律及各性能指标随转子转速的变化趋势,对进一步了解旋转煤粉分离器的特性提供了一定的理论基础。     

不同动态叶片倾角下动静态分离器的试验研究

介绍了研究动静态分离器性能的试验装置,使用煤粉为物料,对分离器在不同动态叶片倾角和不同转子转速下进行了试验研究。通过对试验结果的整理分析,发现动态叶片倾角为45°时分离器的综合性能最好,R45可以达到3.95%,此时综合分离效率为55.32%,阻力损失为846 Pa。动态叶片倾角和转子转速增加都会使分离器出口煤粉变细,而综合分离效率存在最高值,阻力损失则存在着最低值。     

MPS型中速磨煤机制粉系统机理建模与仿真

为了对MPS型中速磨煤机运行进行快速有效的评价与控制,建立了综合磨煤机研磨与干燥过程、煤粉分离过程以及返料过程的数学模型,将MPS型中速磨煤机分为磨盘区、研磨区、初步分离区、分离器和磨煤机外壁5个部分,建立了煤粉质量平衡、热量平衡和水平衡方程,并利用Matlab软件对该磨煤机动态模型进行计算与仿真.结果表明:在磨煤机给定运行工况下,当一次风温、一次风量、给煤量阶跃扰动时,磨煤机出力、磨煤机出口温度和外壁温度变化仿真曲线与实际运行相符;在不同干燥剂量和分离器转速下,煤粉细度变化与实际运行相符.     

某厂660MW超超临界锅炉一次风量特性试验研究

对于大型燃煤机组,制粉系统直接关系到锅炉燃烧的好坏,一次风量大小对炉膛煤粉的燃烧有较大的影响。以某电厂660 MW超超临界锅炉为研究对象,分析一次风量对锅炉燃烧特性的影响,通过研究表明:不同磨煤机出力下,一次风量增大,煤粉细度呈现非线性增加,当磨煤机出口一次风量大于90 t/h时,煤粉细度增加的幅度较大;在磨煤机出力45 t/h时,随着一次风量的增大,磨煤机电流减小,分离器电流增大;当一次风量的减小时,锅炉排烟温度降低,锅炉效率增加。     

煤粉细度对四角切圆锅炉炉内燃烧影响的数值模拟

采用数值模拟方法研究了煤粉细度对某630 MW四角切圆锅炉炉内煤粉着火、燃烧和燃尽情况的影响,并通过现场试验测试了不同煤粉细度下的锅炉效率、制粉系统电耗和供电煤耗。结果表明:随着煤粉变粗,烟气温度沿一次风气流方向迅速上升的位置逐渐推后,即着火距离增加,煤粉初期燃烧速率逐渐下降,冷灰斗区域温度升高,主燃区温度明显下降,但燃烧中心位置基本不变;煤粉的停留时间及燃尽率主要取决于最下层燃烧器喷出煤粉的细度;当煤粉较粗时,锅炉效率和制粉系统电耗明显下降,但供电煤耗增加;当下层磨煤机的煤粉较细时,锅炉排渣量减小。     

动静态转子分离器的试验研究

研究动静态转子分离器性能的试验装置;以煤粉为物料,对分离器在不同风量、不同转子转速和不同给粉浓度的务件下进行了试验。通过对试验结果的整理分析,减小风量、提高转速和降低给粉浓度可使出口煤粉变细,‰可以达到5．43％,此时综合分离效率为52．46％。若调整这3个参数时会对分离效率和阻力产生利弊两方面的影响,所以这两个指标的变化情况需要通过详细的分析比较和具体试验来确定。     

330 MW机组紧凑型分离器改造研究及性能试验分析

某公司#5炉磨煤机配套的径向挡板型分离器存在严重堵塞问题,影响机组带负荷能力,将原有的分离器改造为国内首台紧凑型双级轴向分离器,实现了粗煤粉分离及煤粉细度和均匀性控制、多通道煤粉浓度均匀性控制以及杂物的在线分离与清除。经过冷热态一次风调平试验、热态煤粉细度调整试验、A、B磨分离器对比试验以及最大出力试验等一系列性能试验后得到:磨煤机分离器各粉管风速偏差均控制在±5%,分离器阻力均在245～600 Pa之间,煤粉细度更加合适,磨煤机出力平均提高了4.8 t/h,即7.4%。     

新型弯扭叶片旋转煤粉分离器分离性能的冷态数值研究

根据MPS89k中速磨煤机直叶片旋转煤粉分离器结构,提出了一种新型变截面弯扭动叶的旋转煤粉分离器.利用Fluent软件对该分离器的综合性能进行了数值模拟,分析了不同叶片结构的综合性能,获得了转子动叶的最佳结构参数.结果表明:新型变截面弯扭动叶旋转煤粉分离器转子动叶的最佳扭转角度为25°,转子动叶最佳结构下的流场分布比较均匀,静叶两端气流回流减少,静叶底部冲刷和磨损程度减小,使用寿命延长;转子动叶最佳结构下的出口煤粉细度为1.39％,综合分离效率为95.83％,该分离器内部气固两相流场的通风阻力为1 174 Pa,能够满足工程要求.     

MPS磨旋转煤粉分离器分离特性模化试验研究

本文提出了旋转煤粉分离器内气固两相流动近似模化原理,并根据这一原理设计了模化试验台,对三种具有不同结构型式的转子的旋转煤粉分离器进行了分离特性试验研究,根据试验结果确立了分离器叶片设计和运行过程控制的原则,结果表明,旋转煤粉分离器分离效果好,能在变负荷条件下获得稳定的煤粉细度,为MPS磨的广泛应用提供了广阔的发展前景.     

国产引进型300MW“W”型锅炉煤粉分离器改造

为了解决某电厂2#锅炉自投产以来存在的煤粉偏粗、飞灰可燃物含量偏高等问题,从改善入炉煤粉细度,获取细煤粉（R90≤5％）入手,对原双蜗壳心型煤粉分离器进行技术改造,采用旋转式动静结合型分离器,配合燃烧调整手段,改造后锅炉效率提高1.28％,供电煤耗降低4.532g/kW·h.证明对于燃用低挥发分劣质无烟煤的“W”型锅炉,通过采用旋转式煤粉分离器,可以有效改善煤粉细度,降低飞灰和灰渣可燃物含量,有利于锅炉燃烧稳定性和经济性的提高.     

煤粉细度对NO_x生成的影响

利用平面携带流反应器模拟煤粉在炉膛中燃烧的高温环境,研究了不同煤粉细度下NO_x的沿程分布,并研究了煤粉体积分数对NO_x生成的影响.研究结果显示,对于相同细度的煤粉,NO_x体积分数随着高度的增加呈现先增加后下降的趋势.煤粉细度的减小明显降低了NO_x体积分数,而煤粉体积分数的增加会导致NO_x体积分数增加.基于实验中得到的煤粉细度与NO_x排放的关系,对减小煤粉细度进行了经济分析,并对传统的煤粉经济细度定义进行了讨论和修正.     

煤粉浓度对火焰温度影响的试验研究

根据质量作用定律及燃烧基本理论,本文提出采用较高的煤粉锅炉入炉的煤粉浓度以使提高着火区火焰温度,从而使燃烧更加稳定,在单火嘴热态试验台上,用黄石电厂和汉川电厂的两个煤种,分别采用多个不同的煤粉浓度进行了燃烧试验。     

火力发电厂四角切圆锅炉燃烧优化调整研究

某电厂300 MW四角切圆锅炉热效率偏低,炉膛出口烟温偏差较大。为解决此锅炉燃烧问题,进行一次风调平、煤粉细度调整、燃尽风运行及配风调整、二次风配风调整和运行体积浓度的调整试验。调整后磨煤机各粉管风速偏差小于5%,各台磨煤粉细度R_(90)在24%左右,基本接近推荐值,锅炉炉膛出口烟温偏差减少22℃,排烟温度降低3℃,炉渣可燃物含量降低1.8%,锅炉热效率较调整前提高0.6%。     

1000 MW超超临界二次再热锅炉汽温运行特性试验研究

根据1 000 MW超超临界二次再热锅炉设计特点,通过现场试验,分析了运行方式对锅炉主、再热蒸汽温度的影响。研究表明:提高运行O_2体积分数是抬升主、再热蒸汽温度的有效方式;配动态分离器的磨煤机,动态分离器转速升高后,煤粉变细且更加均匀,对提高主、再热蒸汽温度有利,控制煤粉细度R_(90)在20%是最优选择;减小一次风量对提高主、再热蒸汽温度无益处;适度的燃尽风(Air-Grade Part,AGP)水平摆角对消除汽温偏差有利,可提高主、再热蒸汽温度;增加各层AGP风量有利于提高主、再热蒸汽温度,但锅炉热效率将下降,需对二者进行平衡,1 000 MW负荷时各层AGP风门开度设置在80%效果较佳;增大偏置辅助风(Concentric Firing System,CFS)风量将增加汽温偏差,不利于主、再热蒸汽温度的提升,但对减弱水冷壁高温腐蚀风险有利,二者也需进行平衡;燃烧器垂直摆角度数增加对提升主、再热蒸汽温度有利,但对汽温偏差有影响,因此需对燃烧器最高垂直摆角度数进行限制,1 000 MW负荷时燃烧器最高垂直摆角宜在70%左右。     

HP型中速磨煤机气-固2相流动数值模拟研究

对1台HP型中速磨煤机建立了完整的几何模型,模拟了内部气-固2相流动情况。模拟结果表明,磨煤机内最高风速和最大阻力均出现在风环叶片区域,因此该叶片角度是重要的设计参数;随着动态分离器转速的提高,磨煤机阻力略有提高,但幅度很小,而一次风量对磨煤机阻力的影响更大。模拟再现了煤粉颗粒粗细分离过程,粗颗粒被分离下来,重新进行研磨,而粒径合格的煤粉则被气流带出磨煤机。煤粉的分离效率主要受动态分离器转速影响,转速越高,磨煤机出口的煤粉粒径越小。模拟得到的煤粉分离效率曲线与设计值非常吻合,表明计算模型可靠,能够为磨煤机变工况运行特性及设备改造等提供依据。     

超临界四角切圆燃烧锅炉运行方式对水冷壁高温腐蚀影响的试验研究

针对某630 MW超临界四角切圆燃烧锅炉水冷壁存在的高温腐蚀问题,对水冷壁近壁面烟气成分(O2、CO及H2S)进行了测试,分析了运行O2体积分数、煤粉细度、入炉煤含硫量、紧凑燃尽风(CCOFA)风量、分离燃尽风(SOFA)风量及周界风量等因素对水冷壁高温腐蚀及NOx排放特性的影响.结果表明:高温腐蚀发生区域表现出明显的强还原性气氛;增大运行O2体积分数,同时保证风量沿炉膛高度方向上的合理分配可减弱水冷壁近壁面还原性气氛;煤粉细度对水冷壁近壁面还原性气氛的影响较小;随着入炉煤含硫量的增加,水冷壁近壁面H2S体积分数增大,O2和CO体积分数则变化不大;较小的CCOFA风量及适当的SOFA风量有利于减轻水冷壁高温腐蚀;周界风量对主燃烧区下部壁面区域还原性气氛的影响较大,运行时应适当减少周界风量.