组合式浓淡分离煤粉燃烧技术(阳煤科技)

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1、组合式浓淡分离煤粉燃烧技术在 DG9.8/150 1 型煤粉锅炉中的应用李升明 王智丽摘要山西国阳新能股份有限公司（简称国阳）发供电分公司第三热电厂锅炉是东方锅 炉厂生产的 DG9.8/1501 型煤粉锅炉，设计适用为无烟煤。国阳发供电第三热电厂从 2002年起承担起了阳泉煤业集团公司约 300 万平方米的集中供热的任务。天气气温的变 化及供热的要求会造成三台炉随时调整负荷运行,这就要求锅炉燃烧器的调节负荷的能 力较强，但第三热电厂锅炉在现有条件下难以实现，只能从燃烧器的改进上来实现。为了实现这一目的，第三热电厂锅炉应用了组合式浓淡分离煤粉燃烧技术。在煤粉 燃烧器喷口前部设置特殊的分离元件，把

2、进入喷口段的一次风煤粉气流分成上下淡、中 心浓的气流结构，并恰当组织回流预热空间。可大量卷吸炉内高温烟气，满足中心浓煤 粉气流着火热需求，对中心的浓粉气流有效加热，使其稳定着火、燃烧，所以稳燃能力 较强。通过对锅炉燃烧器技术改造，取得了预期效果，锅炉燃烧器稳燃负荷范围由原来的 70%100%扩大到了 40%100%，大大降低了燃油消耗，节油率达到60%90%,同 时炉膛燃烧状况得到了明显改善，机械不完全损失大大降低，节能效果明显。关键词】电站锅炉 双稳燃 可调 浓淡燃烧器Separation of pulverized coal combustiontechnology combined Bi

3、as In DG9.8/150-1Pulverized Coal BoilerAbstractShanxi Guoyang New Energy Co., Ltd. (for short Guoyang) made the third power plant boiler power supply branch of the East boiler factory production DG9.8/150-1 type pulverized coal boilers, designed for the anthracite. Yang made the country the third po

4、wer plant supply from 2002 to assume the Yangquan Coal Industry Group, about 300 million square meters of heating tasks. Weather temperature change and heating requirements will cause three furnaces running at any time adjust the load, which requires the regulation of the boiler burner load ability,

5、 but the third power plant boiler difficult to achieve under current conditions, can only burn An improvement up to achieve.To achieve this, the third application of the combined thermal power plant boiler pulverized coal combustion technology Bias separation. Burner nozzle in the front set of speci

6、al discrete components, to enter the nozzle section of a pulverized coal flow into the upper and lower light, the center concentrated airflow structures and appropriate return of warm space organization. Entrainment may be a large number of high-temperature gas furnace, central concentrated pulveriz

7、ed coal to meet demand with hot, dense powder flow to the center of effective heating, to stabilize ignition, combustion, so stable combustion ability.Burner through technological innovation, to achieve the desired results, Boiler Burners load range from 70% to 100% expanded to 40% to 100%, signific

8、antly reducing fuel consumption, fuel-saving rate of 60% to 90 %, while the furnace combustion conditions were improved, significantly reduced mechanical losses are not entirely energy-saving effect is obvious.Key words： The boiler burns the adjustable shade burner bistable【目 录】摘要 1Abstract 2 目录 3 第

9、一章 绪论 41.1 选题目的 41.2 选题意义41.3 主要工作 4第二章 锅炉运行存的的问题 52.1 锅炉基本简介52.2 燃烧系统目前存在的主要问题及原因分析6第三章 组合式浓淡分离燃烧器煤粉燃烧技应用73.1 燃烧器技术原理 73.2 燃烧器有关数据 73.3 浓淡燃烧技术方案 83.4 燃烧器使用规程 93.5 风包粉煤粉燃烧方式对燃烧的影响 113.6 改造后的调试试验 133.8 锅炉燃烧器改造后的试验及运行状况 133.9 锅炉燃烧器改造后的技术效益 173.10 锅炉燃烧器改造后的经济效益 183.11 锅炉燃烧器改造后的不足 18 第四章 结论 19 致谢 20 参考文

10、献 21第一章 绪 论1.1 选题目的国阳发供电第三热电厂锅炉是由东方锅炉厂制造生产的 DG150/9.8-1 型锅炉。该锅 炉为单锅筒、自然循环。露天。高温高压。煤粉锅炉。设计适用为无烟煤。第三热电厂 从 2002 年起承担起了集团公司集中供热的任务，面临着三台炉母管运行，天气气温的 变化及供热的要求会造成三台炉随时调整负荷运行，在每年的供热初期及末期由于供热 量小会造成三炉低负荷运行，这就要求锅炉燃烧器的调节负荷的能力较强，才能适应调 负荷运行，但第三热电厂锅炉在现有条件下难以实现。锅炉本身的设计不足，而且应用 无烟煤，在低负荷下，由于炉膛温度低，着火及稳燃成了关键性的问题，当然投油枪可

11、以解决，但成本太高，不能采取这种方法，因此只能从燃烧器的改进上来实现。同时由 于第三热电厂锅炉燃烧器稳燃负荷变化能力弱，稳燃范围为：70%100%，节能效果与 先进的燃烧器相比差距也较明显，先进燃烧器节油率达到：60%90%。因此锅炉燃烧 器必须进行技术改造。为保证锅炉设备正常运行生产，减少运行费用，现选定本课题进行研究。1.2 选题意义本论文通过对第三热电厂锅炉燃烧特性等进行研究，总结国内各电厂兄弟单位的设 备运行改造特点，提出锅炉运行、设计等方面的建议，以提高锅炉运行的经济性，为国 阳其它热电厂锅炉设备运行整体技术水平的提高提供一定的参考。1.3 主要工作本论文将分析总结国内沸腾炉的燃烧特

12、性及其存在的问题，针对它们的共性问题， 依据前人的研究成果及理论知识提出针对性的解决措施。 以国阳发供电第三热电厂锅 炉是为例，针对其目前存在的问题，提出相应的改造方案，并将其付诸实践，以降低运 行费用。对运行调整和改造实验进行总结，能够提出其在设计、调试、运行等方面的建 议，以提高锅炉运行的安全经济性、可靠性。第二章 锅炉运行存在的问题2.1 锅炉简介国阳发供电第三热电厂锅炉是由东方锅炉厂制造生产的 DG150/9.8-1 型锅炉。该锅 炉为单锅筒、自然循环、露天、高温高压、煤粉锅炉。锅炉本体呈n型布置，炉膛四周 由膜式水冷壁组成。炉膛出布置屏式过热器。在水平烟道及尾部中，依次布置高温过热

13、器、低温过热器、尾部烟道内布置由省煤器及管式空气预热器。表 1:锅炉基本数据序号项 目单位表/值1#炉2#炉3#炉1炉膛宽度（两侧水 冷壁中心线距）mm6624662466242炉膛深度（前面水 冷壁中心线距）mm6624662466243汽包中心线标高mm3275032750327504锅炉运转层标高mm8000800080005锅炉宽度（左右两 柱中心线距）mm8200082000820006锅炉深度（前后两 柱中心线距）mm1720017200172007锅炉宽度（顶棚管 至炉底距）mm225002250022500锅炉炉膛采用6624mmX6624mm，大切角正方形炉膛，切角宽度为72

14、4mm，炉膛截面 为43.9平方米，炉膛顶棚标高33.3m，水冷壁集箱标高4.7m，炉膛总高度为25.5m，炉 膛容积882立方米，屏下标高25.4m，距上排燃烧器12.33m，火焰长度L=20.92m，在炉 膛上部设有1900mm深的折焰角。炉膛四角切圆处布置燃烧器，气流在炉内中心形成408mm的假想切圆。4只燃烧 器分布在四个切角上，每只有两层一次风喷口、四层二次风喷口和一层三次风喷口，按 上二次风、三次风、上中二次风。下中二次风、上一次风、下一次风、下二次风由上至 下顺序布置，点火油枪在下二次风喷口布置。表2：、三次风基本参数风率风速m/s风温。C一次风1926223二次风63.3503

15、90三次风13.75080炉膛漏风率42.2 存在的主要问题及原因分析：存在问题：现行锅炉燃烧器稳燃负荷变化能力弱，稳燃范围为：70%100% ；节 能效果与先进的燃烧器相比差距明显，先进燃烧器节油率达到：60%90%。原因分析：锅炉燃烧煤种发热量低位发热量Qnet,ar=18500 kJ/kg，挥发分Vy=9.26%。由此可知：该煤种发热量和挥发份较 低（低于10%），而灰份却高达30%的劣质煤，这些对煤燃烧都十分不利。针对劣质煤的稳燃问题，一般锅炉设计制造厂家会设计瘦高型炉膛。现在锅炉炉膛 顶部标高 33.3 米，宽 6.64 米，深 6.64 米，与同类型锅炉比较，该炉膛断面偏大，不 属

16、于瘦高型炉膛。在燃烧劣质煤粉时，因煤粉颗粒运行行程较短，燃烧不完全，飞灰含 碳量较高。第三章 组合式浓淡分离煤粉燃烧技术的应用3.1 燃烧器技术原理应用了组合式浓淡分离煤粉燃烧技术。原理如图1 所示：图 1 直流燃烧器原理图直流燃烧器原理图在煤粉燃烧器喷口前部设置特殊的分离元件，把进入喷口段的一次风煤粉气流分成 上下淡、中心浓的气流结构，并恰当组织回流预热空间。可大量卷吸炉内高温烟气，满 足中心浓煤粉气流着火热需求，对中心的浓粉气流有效加热，使其稳定着火、燃烧，所 以稳燃能力较强。通过对锅炉燃烧器技术改造，取得了预期效果，锅炉燃烧器稳燃负荷范围由原来的 70%100%扩大到了 40%100%，

17、大大降低了燃油消耗，节油率达到60%90%，同 时炉膛燃烧状况得到了明显改善，机械不完全损失大大降低，节能效果明显。四角燃烧 器的结构尺寸和一、二次风喷咀布置位置对于燃烧福建无烟煤尤为敏感。410%t/h炉， 一般都设置两层一次风煤粉喷咀，在其上下布置二次风喷咀。布置原则主要使一次风煤 粉射流能卷吸炉膛中高温烟气回流，提高着火区温度，以利稳定燃烧。为此二次风不宜 过早与一次风混合，使着火区处于缺氧状态，亦有利于减少 NOx 的生成。一、二次风速与射流方向亦为重要，一般视炉膛大小（不同容量）有所不同。对于 410t/h 炉，为提高一次风刚性，减少贴墙现象，把一次风风速（热态）提高到 3035m/

18、s。 二次风分配时，要注意到使下二次风能起到托起上层一次风煤粉，减少掉粉作用。在热 态状况下，下二次风速可提高到60m/s以上，增强了燃烧室下部气流旋转能力，减少四 周弱风区，扩大炉膛中心弱风区，延长煤粉在燃烧中心的停留时间，提高燃尽度，提高 锅炉效率。3.2 燃烧器有关数据图 2:炉内切圆四角平面图（俯视图）刖后图 3: 燃烧器结构尺寸详图3.3 浓淡燃烧技术方案3.3.1 采用浓淡燃烧 采用多煤种、变负荷、可调煤粉浓淡稳燃技术，其要点为：在一次风管道内加装接 击式连续可调的煤粉气流分离导向装置，实现煤粉左右浓淡，浓淡比在 1：17：1 之 间连续可调；通过导向装置使高浓度煤粉导向向火侧，低

19、浓度煤粉导向背火侧，达到稳 燃和防止结渣的目的；一次风喷口采用水平翻边波纹钝体结构，并使钝体水平放置，促 使高温烟气与煤粉气流的接触面增加，提高煤粉的稳燃性能；在钝体内设置回流区调节 装置，达到回流区可控的目的，防止喷口饶坏和结渣。具体方案是将上、下一次风改为 可调浓淡燃烧器。在下一次风喷口，装有小钝体。如下图所示。3.3.2 煤粉浓淡分离燃烧技术 撞击式惯性煤粉浓淡分离装置的基本设计思想是利用三角形挡环对煤粉颗粒的惯 性导向作用，实现煤粉气流的浓缩和分流，达到煤粉浓淡分离目的。如图 1 所示。该分离装置由原一次风管道、撞击块、弯曲板及分隔板组成。撞击块安装在一次风 管道壁面上，当煤粉气流流经

20、时，由于挡块的导向作用，一部分煤粉气流改变流动方向， 在这部分气流中，由于煤粒颗粒的运动惯性远大于空气的惯性，经与挡块碰撞后大部分 反弹至浓侧气流通道，同时，由于导流作用在挡块后形成一个低压区，小部分煤粉颗粒 随空气在压差作用下绕流挡块进入淡侧气流通道。这样，在挡块作用下，煤粉气流被浓 缩，形成了浓淡分离。就浓淡燃烧技术而言，光实现了煤粉浓淡分离还是不够的，必须 把这两股浓淡偏差气流保持到燃烧器出口，因此，在挡环后面还设置了分离隔板。浓度的连续可调是通过改变挡块位置来实现的。当挡块向来流方向 （离开浓淡分离 隔板方向）移动时，随着挡块与分离隔板及浓、淡气流通道距离增加，被改变方向的煤 粉气流中

21、的部分颗粒在压差及管壁反弹作用下，重新回到淡侧气流通道，从而降低浓淡 分离效果，达到煤粉浓度连续可调目的。3.3.3 其余尺寸保持不变在本方案中，由于燃烧器高度没有进行调整，因而主汽温度和过热器温度基本不受 影响。并且，由于使用了浓淡燃烧器，煤粉颗粒着火提前，有助于加强低负荷稳燃效果， 降低飞灰含碳量。3.4 燃烧器使用规程3.4.1 燃烧器冷风门的调节本燃烧器设计为节油稳燃型，对于劣质煤有明显的低负荷稳燃功能，但是对于发热 量比较高的煤，由于燃烧器喷口中心火焰温度比较高，容易形成结焦。为了防止这种情 况的发生，本燃烧器在设计时特别加了冷却风调节系统。在煤质比较好或满负荷运行时， 适当开启此冷

22、风门，可有效防止结焦的形成。风门的具体开度可根据煤的发热量结合锅 炉实际运行状况而定，一般煤质可将风门开到 30%左右，如果煤质好，低位热量值在 20000KJ/KG以上时，风门开度开到50%以上，煤质特别差（低位发热值低于16000KJ/KG）或低负荷运行时，可根据实际情况逐渐关小冷风门直至完全关闭。因为影响结焦的因素比较多，实际操作时可结合配风情况等方面情况灵活控制。3.4.2 关于点火系统 本点火系统是高能点火系统，在点火中必须注意以下几个问题： 点火前必须对管道进行蒸汽吹扫，吹扫压力应大于 0.6MPA；点火顺序：油枪进f点火枪进f吹扫阀开一吹扫阀关f点火器点一火油阀开f点火 成功f点

23、火枪自动退出；原则上对于过滤器以及油枪头要 3 个月进行 1 次清洗；点火完毕或试验电磁阀时必须及时检查点火枪是否退出，若没有将点火枪退出，及 时退出，防止烧毁点火枪。3.4.3 现在锅炉燃烧器存在的问题第三热电厂锅炉现有的燃烧器为带有船形稳燃器的直流燃烧器，在锅炉设计时这种 燃烧器适用于燃烧无烟煤，其原理为：使煤粉经过稳燃船时均匀分散形成三高区，在三 高区内，由于煤粉浓度较高而容易点燃及稳燃。这种燃烧器的缺点是， 1、在较高负荷 时（80%90%）可起到稳定燃烧的作用，但在低负荷时（60%70%）就难以实现稳定燃 烧，经常会发生炉膛灭火，也就是调节负荷能力较差。2、这种稳燃器从另一方面说是

24、通过增加燃烧煤粉量来稳定燃烧的，因此燃煤消耗量较大。 3、这种稳燃船防磨损能力 太差，从目前来看使用周期为一年，也就是说每年都得更换。 4、这种稳燃船是固定在 一次风喷口上的无法调整角度，只可以微调，因此无法根据实际来调整燃烧切圆。以上四种缺点不仅严重影响着锅炉的负荷调节能力，无法适应供热初期及末期的要 求，而且还影响着锅炉的经济性。因此如果能通过改进燃烧器的稳燃器，既能使锅炉在 低负荷时，能够不投油枪，就能达到着火及稳燃条件，又能降低煤粉消耗量，那三台炉 低负荷运行的难题迎刃而解，从而能保证供热和供电的稳定，使锅炉经济稳定运行。3.4.4 风包粉煤粉燃烧原理的内容图 4: 水平浓缩煤粉燃烧器

25、L之回i啊爲3.牺H期口4握商幻融口图 5 ：径向浓淡旋流煤粉燃烧器1.炉墙 2.直流二次风通道 3.旋流器 4.旋流二次风通道 5.一次风通道 6.中心管 7.点火装置 8. 直流二次风挡板 9.煤粉浓缩器 10.淡一次风通道 11.浓一次风通道3.5 风包粉煤粉燃烧方式对燃烧的影响3.5.1对NOx形成的影响NOX按其生成机理，包括空气中的N2经高温氧化生成的热力型NOX,以及燃料中氮 化合物通过挥发分的气相反应和焦炭的多相反应生成的燃料型NOX。研究表明，在煤粉 燃烧的温度范围内(低于2000K),主要是燃料型NOX,约占NOX总生成量的75%80%。 在生成的燃料型NOX当中，煤受热分

26、解，挥发分中的的氮化合物主要是HCN、NHi (i=0, 1, 2, 3)，它们会与氧反应生成NOX，约占燃料型NOX总量的60%80%，其余的为焦炭 中燃料 N 在燃烧时转变成的 NOX。浓煤粉气流是富燃料燃烧，由于着火稳定性得到改善，使挥发分析出速度加快，更 造成挥发分析出区缺氧，使已形成的NOX与NHi反应生成N2,并使NHi相互反应，从而 达到降低NOX排放的目的。另外由于贫氧燃烧，燃烧温度低，也降低了热力型NOX的生 成量。淡煤粉气流是贫燃料燃烧，使燃烧温度降低，也抑制了 NOX 的形成。3.5.2 对火焰稳定性的影响水平浓缩、浓淡风煤粉燃烧器在向火侧形成了高温、高煤粉浓度区域，在1

27、MW燃烧 试验台上的试验表明：随着浓缩比的增加，煤粉气流的温度水平升高，升温曲线上拐点 温度亦更高，且距燃烧器喷口距离更近，有利于火焰的稳定。径向浓淡旋流煤粉燃烧器 在高温回流区边缘附近形成了高温、高煤粉浓度区域，除了可以降低着火温度、缩短着 火时间、提高火焰传播速度、降低煤粉气流的着火热外，随着煤粉浓度的提高，煤粉气 流的黑度增加，浓煤粉气流吸收的高温回流区及炉内高温火焰的辐射热量增加，温升加 快，有利于稳燃。旋流燃烧器依靠高温回流区做为稳定的热源，使煤粉气流及时着火并 稳定燃烧。某电厂一台670t/h锅炉，原采用轴向可调直叶片一蜗壳型旋流燃烧器， 分上、下两层布置，后将下层改为了径向浓淡燃

28、烧器，两种燃烧器最外层扩喷口直径相 同，为比较这两种燃烧器射流的结构，在一、二次风量相同的情况下，分别对上、下层 燃烧器的流场利用飘带进行了示踪，结果见图 7，蜗壳燃烧器射流的扩展角为90 ， 中心回流区直径为1400mm，长度为2700mm，径向浓淡燃烧器在直流二次风挡板全关时, 射流的扩展角为99 ，中心回流区直径为1300mm，长度为2000mm，因此，蜗壳型燃烧 器与径向浓淡型燃烧器射流的扩展角及中心回流区直径相差较小，前者中心回流区的长 度较大，但两种燃烧器的稳燃性能差别较大，这从另一个侧面证明高温、高浓度区域对 火焰稳燃的作用。图 6：径向浓淡（#5）及蜗壳（#13）燃烧器射流及回

29、流区边界-_=*-?工芒.3.5.3 对煤粉燃烧效率的影响风包粉煤粉燃烧方式使较多的颗粒集中在向火侧或燃烧器中心区域燃烧，此区域温 度高，而煤粉燃烧的初期为动力燃烧区域或过渡燃烧区，因而有利于煤粉燃尽；良好的 稳燃性能保证了煤粉的燃烧时间，为煤粉燃尽创造了条件；在高温、高浓度区域的外侧 为淡煤粉气流等形成的富氧区域，随煤粉的燃烧可以不断混入，保证了燃烧需要的氧， 在采用水平浓缩煤粉燃烧器的一台35t/h锅炉上单角燃烧器轴线上的温度及气氛分布测 量结果说明了这一点，因而保证了煤粉的高效燃烧， 1MW 热态试验台的试验表明：随着 浓缩比由1：1 增至 5：1，飞灰可燃物含量呈下降趋势。蜗壳燃烧器及

30、垂直浓淡燃烧器 分别在低温的二次风、背火侧集聚了较多的颗粒，温度低，降低了煤粉的燃烧速度，不 利于煤粉的燃尽。垂直浓淡燃烧器浓、淡一次风喷口上、下布置，不能保证浓煤粉气流 燃烧所需要的氧，不利于煤粉燃尽。3.5.4 对高温腐蚀及结渣的影响大部分颗粒集中在向火侧或燃烧器中心燃烧，在水冷壁附近的颗粒较少，从而在水 冷壁附近形成了较强的氧化性气氛，提高了灰的熔点，有利于防止结渣及高温腐蚀。黄 岛电厂一台670t/h锅炉原采用蜗壳式旋流燃烧器，前墙燃烧器区水冷壁高温腐蚀严重， 采用径向浓淡旋流燃烧器以后，对高温腐蚀区的氧量进行了测量，与改造前相比含氧量 明显增加，氧量高于 2.7%，长时间运行表明高温

31、腐蚀问题得到了解决，青岛电厂 1025t/h 锅炉燃用煤的含硫量高于 2%，在燃烧器及气流下游区域的高温腐蚀严重，采用浓淡风煤 粉燃烧器后，燃烧器区域水冷壁区的氧量由改造前的 0%上升到 3%左右，形成了较强的 氧化性气氛区域，有效抑制了高温腐蚀。3.6 改造后的调试试验3.6.1 冷态调平试验试验主要目的验证燃烧器改后炉内空气动力情况，同时达到一、二次风风速和风量 的调平，通过试验得知底层一次风口装浓淡分离器后浓淡两相风速差基本均衡，甲、乙 角的浓淡侧风速差由于一次风管弯头与分离器的作用而较大，在热态调试中通过降低挡 块高度的方法使风速差基本均衡，调节喷口中心风能有效地破坏回流区，达到保护喷

32、口 的作用。3.6.2 热态调平试验调平四角风量，确定最佳炉内工况，为运行人员组织燃烧提供依据，试验进行了 140MW 和 160MW2 种工况，根据测量结果，炉内温度均匀性比改造前有所改善，试验确定 了试验工况下的推荐风速、浓度和风门开度。3.6.3 热效率试验为比较改造前后的锅炉效率，试验测定了满负荷和中等负荷下的效率，结果表明， 改造前后2 种工况下的效率分别为 89.80%、91.88%和89.33%、91.89%，分别提高了 2.08% 和 2.56% ，均达到锅炉设计热效率。试验表明，为保证喷口使用寿命，喷口部分采用耐热合金铸钢，厚度为15mm，可调 部分易损面和稳燃器迎风面贴防磨

33、陶瓷，这次大修一、二、三次火嘴计 48 只全部要更 新重装，近几年火嘴烧坏较多，这次重新安装，对角度位置等进行了标定调整，从而保 证了安装质量，为减少火焰中心偏差创造了条件。根据设计煤质设计和计算喷口出口面 积，通过计算，将下层二次风喷口加高80mm，施工时由于位置不移，加高了 60mm。在 50%额定负荷时，锅炉工作正常，燃烧室负压稳定，火检指示明亮不闪动，汽压汽温稳 定，未发生一次风堵管、结焦等，但毕竟炉内热负荷大大降低炉内火焰比投油助燃稍稍 拉长一些也是正常的，已经满足了机组50%负荷不投助燃油的需要，改造是成功的。3.7 锅炉燃烧器改造后的试验及运行状况第三热电厂锅炉浓淡分离燃烧器改造

34、自2009年10月1日开始至12月25日完毕。 具体情况如下:3.7.1 锅炉冷态试验结果与分析：3.7.1.1 锅炉在带小油枪浓淡分离装置改造安装后，通过飘带试验，在不同的情况下，用长飘带在上层一次风、下层一次风喷口中心示踪射流情况见附图 1，由图可见， 在工况一时，下层一次风切圆直径为 3200，上层为 4800；在工况二下，下层一次风切 圆直径为 2600，上层为 3500。切圆大小合适，位置居中，呈上大下小规律分布，试验 中未发现射流有明显刷墙或倾斜现象，一次风燃烧器安装位置、角度正确。（以 1锅炉 冷态调试为例）图 7 ：不同工况下，一次风喷口射流飘带示踪切圆图肝 I ifI J.:

35、* I I 3.7.1.2 烟火试验，下层一次风、上层一次风的烟火示踪情况见附图 8。图 8 下层一次风烟火示踪情况图 9 ：上层一次风烟火示踪情况3.7.2锅炉18月26日Z别于2005年9月1225日10月15日技术指标三热电厂应用小油枪直接点进行了冷态调试;佥验改造效果，分2005年10月18日对2锅炉进行热态和低负荷调试； 2005年11月15日对2锅炉 进行了冷态调试， 11月16日进行了热态调试和低负荷脱油稳燃试验正常后停炉备用。为了检验锅炉改造后的效果由宁夏电力科技教育工程院组织流量 100负荷， 70 负荷以及50负荷热态试验，在100负荷下分别进行了变磨组运行方式（单磨、双磨

36、）、 变配风（正塔形、倒塔形、腰鼓形、均等配风）、变一次风压和变排烟氧量共 8 个工况 的燃烧调整试验，试验以减少燃烧调整为核心，并进行了不同工况下的锅炉效率试验， 通过试验验证第三热电厂锅炉在改造后，锅炉的低负荷稳燃能力大大加强， 100-50 负荷下可以不投油安全稳定运行，同时节能效果显著，节油率相比提高 60-90，而 且锅炉飞灰可燃物与原来运行时的飞灰可燃物相比明显降低。3.7.3 锅炉效率锅炉燃烧器给造后效率明显提高，在100负荷下各工况 1 锅炉平均效率为89.71比设计效率 88.24提高 1.47。在单磨运行，二次风均等配风方式工况下， 锅炉效率高达 90.75，高出设计效率

37、2.52，在 70%负荷下锅炉 89.87，比设计效 率88.24高出 1.63。在 100负荷下各工况 2锅炉平均效率为 89.68比设计效率 88.24提高 1.44。在单磨运行，二次风均等配风方式工况下，锅炉效率高达 89.75，高出设计 效率1.51，在 70%负荷下锅炉 89.53，比设计效率 88.24高出1.29。在 100负荷下各工况 3锅炉平均效率为 89.80比设计效率 88.24提高1.56。在单磨运行，二次风均等配风方式工况下，锅炉效率高达 89.93，高出设计 效率1.69，在 70%负荷下锅炉 89.53，比设计效率 88.24高出1.29。3.7.4 飞灰及炉渣可

38、燃物指标试验发现锅炉在燃烧器改造后 3 台锅炉飞灰以及炉渣可燃物平均含碳量显著降低， 在 100 负荷下各工况平均值为 3.26 、 5.47 ，最小达到 2.92 ， 5.01 ，在 70 负荷下达到 3.56和 5.49。3.7.5 稳燃范围3 台锅炉在 100 -50 额定负荷下，可以长期不投油安全稳定运行。燃烧器着火迅 速，燃烧稳定，各项参数合格，达到了第三热电厂规定的技术参数。3.7.6 运行方式3 台锅炉对单磨运行而言，炉膛出口氧量控制在 3.5 以内：对双磨而言，炉膛出 口氧量控制在 4.5以内。二次风宜采用腰鼓形配风或均等配风方式；腰鼓形配风时， 挡板开度下层为 65，上层为

39、60，中上和中下作为调整用，在地负荷工况下应采用 单磨运行方式，并将一次风中心调节风门全部关闭燃烧器冷风门的调节。本燃烧器设计为节油稳燃型，对于劣质煤有明显的低负荷稳燃功能，但是对于发热 量比较高的煤，由于燃烧器喷口中心火焰温度比较高，容易形成结焦。为了防止这种情 况的发生，本燃烧器在设计时特别加了冷却风调节系统。在煤质比较好或满负荷运行时， 适当开启此冷风门，可有效防止结焦的形成。风门的具体开度可根据煤的发热量结合锅 炉实际运行状况而定，一般煤质可将风门开到 30%左右，如果煤质好，低位热量值在 20000KJ/KG以上时，风门开度开到50%以上，煤质特别差（低位发热值低于16000KJ/K

40、G） 或低负荷运行时，可根据实际情况逐渐关小冷风门直至完全关闭。因为影响结焦的因素比较多，实际操作时可结合配风情况等方面情况灵活控制。3.7.7 关于点火系统 本点火系统是高能点火系统，在点火中必须注意以下几个问题： 点火前必须对管道进行蒸汽吹扫，吹扫压力应大于 0.6MPA； 点火顺序：油枪进一点火枪进一吹扫阀开一吹扫阀关一点火器点一火油阀开一点火 成功f点火枪自动退出；原则上对于过滤器以及油枪头要3个月进行1 次清洗；点火完毕或试验电磁阀时必须及时检查点火枪是否退出，若没有将点火枪退出，及 时退出，防止烧毁点火枪。3.7.8、技术经济效果按照技术协议要求，燃烧器改造后锅炉的稳燃负荷在 50

41、%（连续运行四小时）； 锅炉的飞灰可燃物保持在 5%（100%负荷）；锅炉排烟温度有所降低；锅炉结焦现象明显 减轻。2004 年 12 月 13 日29 日经过山西电力科学研究院的热态考核试验结果为：12 月 29日 12：2016：20 3#锅炉 50%负荷（锅炉主汽流量实际在7981 吨/小时，50%理论流 量为79.2 吨/小时）运行四小时。3#锅炉飞灰可燃物到目前为止不超 5%，最低 3.6%。在 80%以上负荷脱油燃烧期，未 发生掉焦灭火现象。3.7.9、经济效益节油方面每年按400t燃油计算，比原来节油30%计算，每年节油为1201,按4000 元/t,三台炉每年可节约资金48万元

42、。燃烧器改造后锅炉效率提高0.82%每年可节约燃 煤5000吨,直接经济效益在70万元.同时厂用电节约和钢球节约资金810万元，总之, 燃烧器改造后的年经济效益在128万元以上。锅炉负荷最低脱油稳燃为24MW，改造后可达到18MW，锅炉的调峰能力大大增强。3.8 锅炉燃烧器改造后的技术效益半年多的运行实践表明，燃烧器能较好地组织炉内燃烧，提高了锅炉低负荷的稳燃 性能，使锅炉能够在低负荷下长期运行，并能承受切换制粉系统的干扰，抗干扰能力强。燃烧稳定性方面。煤粉着火良好，炉膛负压波动较小，汽温汽压稳定，未出现明显 结焦现象，至今未发生灭火，偶尔还有燃烧不稳现象，这一般发生在煤质突变之际。运行方面。

43、燃烧器改进前，即使投油助燃时，也发生过燃烧波动情况。燃烧器改进 后，调整手段丰富，在低负荷时燃烧也非常稳定。节约燃油方面。燃烧器改进前，调峰时带120MW负荷，在140MW负荷下需投油助燃， 平均调峰用油1.920t/h。改进后调峰时带100MW负荷，不需投油稳燃，平均调峰用油 0.209t/h。节能效果显著，节油率与原燃烧器相比为原用油量的60%70%。稳燃范围。锅炉在低负荷情况下的稳燃能力大大加强，预计稳燃范围在50 %100%。水平浓缩、浓淡风、径向浓淡旋流煤粉燃烧器已在多台锅炉上应用，并用于新炉设 计，燃用煤种为无烟煤、贫煤、烟煤等，在稳燃、燃烧效率、低NOx排放、解决结渣及 高温腐蚀

44、等方面进行了验证，径向浓淡燃烧器在清河电厂 670t/h 锅炉中，排烟中 NOX 为310mg/Nm3，水平浓淡风煤粉燃烧器在谏壁1025t/h锅炉中，燃用贫煤，NOX排放达 到了 620mg/Nm3左右，均低于国标650mg/Nm3的标准，也低于国外同类型锅炉NOX的排 放量。风包粉煤粉燃烧原理，不仅对燃烧器的开发及设计有指导作用，而且对炉内燃烧的 组织也有指导作用。富拉尔基发电厂#3炉为HG-670/140-6型煤粉炉，采用风扇磨直吹 式制粉系统，6 组直流燃烧器分别布置在前、后墙和两侧墙形成 6 角切圆燃烧，燃用煤 为扎贲诺尔褐煤，为易结渣煤，锅炉结渣严重，特别是在炉膛出口屏区和高温过热

45、器区 结渣严重。一、二次风速分别为：16m/s、50m/s。炉内空气动力场试验及气固两相PDA 试验表明：由于一次风动量小、刚性差，一次风离开喷口后很快向背火侧偏斜，而二次 风偏斜较小，形成二次风切圆小，而一次风切圆大，一、二次风在燃烧器区域分离，形 成粉包风现象。这样，水冷壁附近颗粒浓度较大，形成了易导致结渣的还原性气氛；一 次风粉在低温区燃烧，且一、二次风混合不好，使燃烧过程推迟，火焰中心上移，至炉 膛出口燃尽率下降，出现此处结渣现象。据此，将一次风速提高至22m/s,二次风速降 至45m/s, 、二次风动量比由0.28提高至0.5，将上排二次风的切圆直径由1000mm 加大到1500mm

46、,实验台单相、气固两相PDA试验表明形成了风包粉的燃烧方式，热态运 行表明，结渣问题基本得到了解决。3.9 锅炉燃烧器改造后的经济效益机组在调峰运行时，原机组低谷时，锅炉负荷最低脱油稳燃为24MW，改造后可达到 18MW，锅炉的调峰能力大大增强.节油方面每年按每炉200t燃油计算，节油效率按70% 计算，每年节油为60t,按3000元/t,计算可节约资金18万元/年。由于飞灰和炉渣可 燃物的降低,每年可节约燃煤245 吨,经济价值在 25000元. 总之,燃烧器改造后的年经济 效益在 20 万元。3.10 锅炉燃烧器改造后的不足3.10.1 目前燃烧器改造存在的主要问题在点火系统，点火枪由于布

47、置位置不太合理 发生经常烧坏的问题，需要调整位置。3.10.2 在起炉阶段由于点火枪的位置在燃烧器中间，在油、粉混烧时容易发生结焦 问题，脱油后没有发生此问题，因此也需要调整油枪位置。第四章 结 论浓淡系列煤粉燃烧技术在煤粉着火区域形成高温、高煤粉浓度区域，这一区域外侧 即在近水冷壁区域形成以空气为主的氧化性气氛区域，经过实验室及工业试验验证，可 以实现煤粉的低NOx、高效、稳燃、防结渣及防高温腐蚀燃烧，对组织煤粉燃烧有指导 作用。通过技术经济效益等证明改造。浓淡燃烧技术因具有低负荷稳燃、低NOx排放而 受到广泛应用，衡量其技术性能的主要指标是浓淡比和阻力损失，但它们往往互相矛盾。 要想稳燃性

48、能好，需要较高的浓淡比，而这又会造成较大的阻力损失；反之，则浓缩效 果差，影响低负荷稳燃。在燃烧器改造中，浓淡分离装置阻力过大，不仅要影响燃烧器 四角风粉分配的均匀性，还会使空预器的漏风量增加。因此高浓淡比、低流阻的技术性 能对浓淡分离装置来说是非常重要的。作者简介：李升明（1975-）华北矿业高等专科学校毕业，发供电分公司主任工程师；王智丽（1975-）阳煤煤专毕业，发供电分公司供销部。参考文献1) 朱彤. 直流燃烧器结构与运行参数对炉内空气动力场影响的研究. 哈工大博士 学位论文.2) 孙锐. 径向浓淡旋流煤粉燃烧器流动特性试验研究及数值模拟. 哈工大博士学 位论文.3) 李争起. 径向浓淡旋流燃烧器气固流动特性的实验研究及其对燃烧的影响. 中 国电机工程学报.4) 吴少华等. 水平浓缩煤粉燃烧器关键技术的工业性试验研究. 动力工程.5) 李争起等. 径向浓淡旋流煤粉燃烧器的工业性试验研究. 动力工程.6) 王福元. 670t/h 褐煤锅炉空气动力场的研究. 哈工大硕士论文.