众所周知,锅炉热效率中较大的热损失是排烟热损失,占总输入热量的6%一7%。要减少排烟热损失,有效的方法之一就是提高磨煤机出口温度,即提高磨煤机入口热风温度。该方法不需要任何运行成本和设备投入,经济效益十分显著。磨煤机出口温度与锅炉经济性和安全性密切相关。提高煤粉机出口温度,即增加空气预热器中烟气与一次风之间的换热量,降低了排烟热损失,提高了锅炉经济性;但磨煤机进口温度的提高,可能降低锅炉制粉系统运行的安全性。虽然较低的磨煤机出口温度保证了磨煤机运行的安全,但经济性较差。因此有必要对实际煤种进行具体分析,以确定较佳的磨煤机出口温度。
磨煤机出口温度被限制后,由于空预器出口热风温度较高(320~340℃),为达到所要求的磨煤机出口温度,要在磨煤机入口加入一定量的冷风,特别是低水分煤种,需要加入的冷风率可达到50%以上,使得热风利用率降低,即空预器的热利用率降低,导致锅炉的排烟温度上升,影响锅炉运行的经济性。
煤中水分不同,煤粉燃烧器的干燥出力就不同,所需要的磨煤机入口风温也不同;其次,由于煤中外在水分的存在,外在水分首先气化会吸收大量的热量,使得热风温度迅速下降,煤粉颗粒所能达到的温度一般远小于磨煤机入口的热风温度。
因此,从安全性的角度出发,磨煤机的出口温度应根据实际煤种的挥发分(可燃 气体的析出温度)和水分来综合确定,只要磨煤机入口热风温度不高于煤中可燃 气体的析出温度,则可认为磨煤机的运行是安全的(从防爆角度),并且尚有一定的安全余量。
燃烧器配风分为一次风、内二次风和外二次风,分别通过一次风管,燃烧器内同心的内二次风、外二次风环形通道在燃烧的不同阶段分别送入炉膛。其中内二次风为直流,外二次风为旋流。设计一次风率23%,燃尽风率20%,燃尽风量633t/h。
为保证磨煤机安全运行,首先在一台磨煤机上进行提高出口温度试验,试验选择C磨煤机,试验期间磨煤机给煤量50t/h,风煤比1.82,环境温度15℃。
调整磨煤机出口温度到预定值后稳定1h,然后在一次风管道内测量一次风中的CO浓度,磨煤机出口温度较高提高到110℃,所有工况下测得的CO浓度均为0mL/m³,说明磨煤机出口温度在110℃以内时,磨煤机入口风温在270℃以下,煤粉中没有CO析出,从可燃 气体防爆的角度可以认为磨煤机是安全的。
出口温度提高后会导致磨煤机内整体温度水平升高,磨煤机干燥出力增加,因此磨煤机电耗会有所下降。磨煤机电耗率的变化情况,磨煤机出口温度由80℃提高到90℃,电耗率没有变化,其后出口温度提高10℃,电耗率下降约30kWh/h。
磨煤机出口温度调整期间,炉膛负压在正常范围内波动,说明磨煤机出口温度的提高对炉内燃烧的稳定性没有明显的影响。
磨煤机出口温度调整期间,主蒸汽、再热蒸汽温度都在正常范围内波动,其减温水量也在正常范围内波动,没有大幅变化。
空预器进口温度随磨煤机出口温度的提高略有升高,锅炉用喷煤机出口温度从80℃提高到100℃,空预器进口烟温增加了约5℃。空预器出口温度(排烟温度)随磨煤机出口温度的升高呈线性下降趋势。为使数据尽可能代表稳定工况,并避免排烟温度波动的误差,取各工况较后0.5h的排烟温度求平均,得到排烟温度与磨煤机出口温度的关系。磨煤机出口温度从80℃提高到100℃,排烟温度下降了6.1℃。
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