电站锅炉燃料输送系统升级
任何燃煤机组的一个重要部分是它的燃煤供给系统(FDS)。美国机械工程师协会成立了一个新的关于能源、环境、损耗的小组，它对三种类型500-MW的墙式、四角切式和旋风燃烧锅炉的燃料输送系统升级有一个潜在的调查。该委员会产生了一系列建议升级,用一个简单的不超过两年的回报。
By Robert E.Sommerlad，顾问；Donald B.pearson复审委员会煤炭用户组；Grant E Grothen，伯恩斯；Steven McCaffrey, Greenbank 能源解决方案公司.
美国机械工程师学会的研究委员会在能源、环境、在(RC EEW)40多年前成立,专注于工业和市政固体废物。燃料输送系统小组委员会最近扩大工程师们的研究委员会形成最初的特许,包括所有的燃料,这些燃料的包括能源和环境方面。第一个项目由这个委员会,2011年9月开始,对一个潜在升级的燃煤电厂的各个系统可行性和经济分析。委员会的工作成果的总结到目前为止。
识别工厂种类
小组委员会的第一步是分析燃油供给系统(FDS)，它对识别工厂的类别有利。最近发表的 (“预测美国煤电厂退休。”2011年5月 powermag.com网站 可用的电力档案) 指出,美国燃 煤舰队由1105单位总铭牌容量342千瓦组成。大多数的工厂都是在20-80年之间；在过去的 作为一个群体,50岁及以上的单位构成约53 gw总运力的20%和40%的燃煤发电机组,其中许多可能是由于正常的商业决策或退休的成本均要求对新的空气质量控制系统(AQCSs)。下一个年龄组,30-to45-years-olds单位,代表216千瓦和63%的当前燃煤舰队。这些建于1960年代,更可能邀请投资工厂升级(图1）
30到45年龄组锅炉的单位主要是墙式、四角切式、旋风式，配置平均容量因素从61.8%到73.3%不等,如图2所示。2011年美国，这个锅炉年龄段组，大约有226个墙式锅炉，143个四角切向燃烧锅炉，大约15个旋风燃烧锅炉运行。
这些单位——基本负载燃煤工厂的支柱——将承担的负担通常是确保高标准的电网性能、可用性和可靠性在未来得到满足。虽然这些单位大部分高档空气质量控制系统,他们需要升级遵守最大可实现的控制技术,但成本的无法预测会对在长期的单位发电成本竞争力产生不利影响。所需的额外空气质量控制系统升级环境合规将添加额外的复杂性对于工厂现在竭力维护单位可用性和容量的因素。
任何燃煤机组的一个重要部分是它的燃油供给系统,如图3所示。小组委员会的分析的目的, 给煤燃料输送系统包括送粉器、磨煤机(工厂),分类器,煤炭管道和燃烧器。这些系统是至关 重要的,有效的和可靠的工厂操作,由于研磨煤的性质，还需要大量的沉积物。
识别可能的燃料系统升级
近年来,监测设备的提高导致了燃料输送系统设备显著的性能改进,也提高了工厂的可用性 和可靠性。这些测流设备一直在加强控制的燃料(如馈线煤和煤粉流煤管道)和气流(包括初和二级空气,粉碎机预热空气,煤管空气,风室的空气,和个人燃烧器空气,
二、三级)。
在正确检测系统中,煤和空气的数量发送到单个燃烧器低的氮氧化物至关重要,可以测量和监控和作,确良好的燃烧。请注意,旋风锅炉利用不同的燃料输送系统,由送粉器,破碎机,旋风燃烧器。这些差异将会解决本文中的工程经济学部分。
升级燃料输送系统改善工厂操作经济学有很多,通常是网站和特定的锅炉（表1).每个燃料输送系统组件升级都有好处,其中大部分可以量化。一个例子是一个动态分类器的改造,提高了煤的细度和几乎消除了煤的细度和几乎消除了粗煤颗粒(> 50网)粗粒子是污染的主要原因和沉积炉和锅炉的对流部分。他们也阻碍底的氮氧化物燃烧器性能好。提高粉煤灰的细度也会降低燃烧的碳,从而提高燃烧和锅炉效率。
额外的假设
小组委员会的成员决定,三种类型的锅炉,代表35到50岁电站工厂,将选择:反向墙、切向和旋风燃烧锅炉。小组还决定：尽管工厂本身是无名的，但它将代表锅炉系统升级的基础分析。这个年份的锅炉之间共享的一个共同因素是,他们通常用来燃烧东部或伊利诺斯州东部盆地煤和已经或正在考虑转换到亚烟煤的复审委员会煤炭减排。大多数锅炉燃烧器修改其操作,和新修改会被认为比减排性能更加改进。在关注燃料输送系统时进一步认为,空气污染改型不会是燃料输送系统升级的一部分。
也认为任何燃料输送系统升级不会对其原始设计等级增加热输入,就没有增加排放,避免新来源审查的必要性。此外,个别污染物排放量将会低于100吨/年，从而不会引发严重恶化过程的预防。假设反对墙和旋风燃烧锅炉选择性催化还原(SCR)系统安装氮氧化物控制,但切圆燃烧锅炉的设计因其固有的低排放的特点，不需要安装一个可控硅。
进一步分析认为，这次研究的工厂生产能力因素是80%(7008小时/年)。在目前天然气价格较低的环境中,这个能力因素是80%，高于许多单位目前的操作。低灵敏度分析是使用一系列的执行能力的因素。该委员会认为,能力因素可能会使天然气价格上涨缓慢但稳步上升。
确定升级、利益和成本
对于每个案例研究,燃料输送系统组件被确定和提出了升级。接下来,讨论了升级的潜在益处和评估。提出升级的名单是讨论小组委员会成员的来源,虽然总是达成共识,但是反映了集体成员的专业知识和多样化的经验。
对于每个案例研究,升级中定义的范围是足够详细的,这样可以准备可靠的估算成本。幸运的是,不同的供应商和咨询工程师小组委员会上的安排提供估了计为每个升级已安装的成本被认为是基于经验的。
评估产生的储蓄升级也在几次小组会议中达成共识。当独自升级一个经济效益组件是困难的也是不可能的,因为一些升级取决于其他升级。另外,有难以量化的升级之间的交互。储蓄积累并不总是仅仅是经济学评价的总和在锅炉控制系统中使用神经网络产生锅炉性能改善,但大部分的燃烧器修改都需要神经网络系统。
三个案例研究
每个案例研究小组相信500 兆瓦锅炉必须是锅炉设计类的代表。选择的案例研究在很大程度上是根据目前锅炉类型构成的光谱。电站锅炉工厂,如图4所示。在考虑的~ 500 兆瓦机组35到45年的年龄范围中,垂直和墙式锅炉基本上上很少被淘汰,如果有的话,应该也是500 兆瓦锅炉大小。
旋风锅炉为评估本研究提供一个有趣的机会。旋风锅炉在1980年代失去了有利时具有高的发射器和不服从燃烧的修改。据说,他们也不会顺从复审委员会煤炭的燃烧。今天大约有60个旋风燃烧炉还在操作,其中10个是在400- -罗伯特E.Sommerlad(rsommerl@aol.com)是一个顾问委员会主席。Donald B。皮尔森是复审委员会的秘书组煤炭用户。格兰特E.Grothen是校长,&McDonnell燃烧。史蒂文•麦与Greenbank能源解决方案公司委员会的其他成员罗伯特追逐,Terrasource全球;作为请愿Jurko,兄弟。菲佛公司;大卫J。Stopek,顾问,Sargent&Lundy LLC;草木犀浆绿色,CPS E nergy;理查德•他EPRL;托尼·利卡塔利卡塔工程咨询和椅子RC EEW;和托德·梅里克,副总裁Promecon美国。
