第4章 燃烧设备及运行-1.ppt

第四章第四章 燃烧设备及运行燃烧设备及运行重要性重要性燃烧系统对火力发电机组安全经济运行的影响燃烧系统对火力发电机组安全经济运行的影响1 1、安全、安全四管爆漏灭火四管爆漏灭火2 2、经济、经济事故的影响、燃烧效率事故的影响、燃烧效率 少油少油/无油无油3 3、污染、污染火电的缺点烟尘火电的缺点烟尘SOxSOx NOxNOx CO2CO2运行人员的操作水平运行人员的操作水平(上述三大目标上述三大目标)q掌握直流燃烧器结构布置及运行特性q四角切圆燃烧方式的特点及火焰偏斜q稳燃技术q水冷壁结渣、高温腐蚀的问题q低NOx燃烧技术本章重点第一节直流燃烧器第一节直流燃烧器一般是矩形，也可以是圆形一般是矩形，也可以是圆形四角切圆燃烧技术四角切圆燃烧技术ABBCE公司公司空气动力学特性：空气动力学特性：刚性、卷吸能力强、配风方式、一、二次风动刚性、卷吸能力强、配风方式、一、二次风动量矩比、喷口高宽比、风速大小、角度量矩比、喷口高宽比、风速大小、角度一、射流的动力学特性一、射流的动力学特性1 1、卷吸与扩散、卷吸与扩散由由射流边界卷吸周围烟气，发生热量、质量交换，最射流边界卷吸周围烟气，发生热量、质量交换，最终射流横截面扩大、速度降低终射流横截面扩大、速度降低煤粉气流煤粉气流卷吸卷吸(P(P7171)的高温烟气是着火热量的主要来源的高温烟气是着火热量的主要来源（7090%），另，另1030%来源于炉膛四壁及高温火焰的来源于炉膛四壁及高温火焰的辐射辐射增加边界面可以加强卷吸作用增加边界面可以加强卷吸作用增加宽高比，面积未变，周长变大增加宽高比，面积未变，周长变大2 2、射程：、射程：轴向速度降到初速的轴向速度降到初速的0.050.05倍时；穿透能力倍时；穿透能力射程太大：使邻角射流发生偏斜射程太大：使邻角射流发生偏斜射程太小：对邻角射流的加热作用差射程太小：对邻角射流的加热作用差影响射程大小的因素：影响射程大小的因素：1 1）喷口面积一定）喷口面积一定,速度越高越远速度越高越远2 2）速度一定，喷口越大，射程越大）速度一定，喷口越大，射程越大二、四角布置切圆燃烧的主要特点二、四角布置切圆燃烧的主要特点每每一层的四个角喷口中心线相切一层的四个角喷口中心线相切于一个或两个假想切圆，直径于一个或两个假想切圆，直径800mm800mm左右左右1 1、上游邻角气流的加热作用、上游邻角气流的加热作用(自自点燃点燃)，加之本身卷吸，着火，加之本身卷吸，着火条件优越，着火稳定性好条件优越，着火稳定性好向火侧背火侧向火侧背火侧2 2、在整个炉内形成强烈的旋转，、在整个炉内形成强烈的旋转，扰动混合好，利于燃烧及燃尽扰动混合好，利于燃烧及燃尽3 3、强烈的湍流扩散和良好的炉内、强烈的湍流扩散和良好的炉内空气动力结构，烟气在炉内充空气动力结构，烟气在炉内充满程度好，炉内热负荷分布均满程度好，炉内热负荷分布均匀匀f960f820整个炉内形整个炉内形成一个强烈成一个强烈的旋转的旋转4 4、负荷的调节灵活，对煤种的适应性强，控制和调节的手段、负荷的调节灵活，对煤种的适应性强，控制和调节的手段也较多也较多5 5、炉膛结构简单，便于大容量锅炉的布置、炉膛结构简单，便于大容量锅炉的布置6 6、采用摆动式燃烧器时，可通过上下摆动调节汽温、采用摆动式燃烧器时，可通过上下摆动调节汽温7 7、便于实现分段送风，组织分级燃烧，从而抑制、便于实现分段送风，组织分级燃烧，从而抑制NOx生成生成第一阶段低过量空气系数，还原性气氛第一阶段低过量空气系数，还原性气氛抑制抑制NOx生成生成第二阶段高过量空气系数，保证燃烧的完全燃尽第二阶段高过量空气系数，保证燃烧的完全燃尽8 8、炉膛出口处的残余旋转、炉膛出口处的残余旋转烟温左右偏差烟温左右偏差9 9、如何确保四个角的风粉均匀性也是一个重要问题、如何确保四个角的风粉均匀性也是一个重要问题若管长不同，可用节流孔板来调，或在线监测风粉流量若管长不同，可用节流孔板来调，或在线监测风粉流量三、直流燃烧器的配风方式三、直流燃烧器的配风方式(均等、分级均等、分级)1 1、均等配风、均等配风一、二次风一、二次风相间布置相间布置P70 P70 概念概念一次风之间隔一次风之间隔1 12 2层二次风层二次风一次风的背火侧布置二次风一次风的背火侧布置二次风参考图参考图5 51 1为何燃烧器分上下两组？为何燃烧器分上下两组？在在高度方向的配风方案：高度方向的配风方案：提高燃烧效率提高燃烧效率降低污染物降低污染物NOxNOx一、二次风相邻，易于较早的混合，适应煤种：烟煤、褐一、二次风相邻，易于较早的混合，适应煤种：烟煤、褐煤；煤；CECE公司则更广公司则更广(Vdaf13%)1)1)上下相隔布置：上下相隔布置：最上层二次风：给未燃尽的煤粉供氧最上层二次风：给未燃尽的煤粉供氧最下层二次风：把粗煤粉浮托起来最下层二次风：把粗煤粉浮托起来2)2)侧二次风：侧二次风：一次风一次风向火侧卷吸高温烟气向火侧卷吸高温烟气邻角气流的加热邻角气流的加热炉中间的热辐射炉中间的热辐射二次风二次风背火侧防止火炬刷墙背火侧防止火炬刷墙氧化性气氛防止结渣、高温腐蚀氧化性气氛防止结渣、高温腐蚀2 2、分级配风、分级配风二次风二次风分段、分级送入（布置于上方）分段、分级送入（布置于上方）一次风集中布置，燃烧放热集中，利于一次风集中布置，燃烧放热集中，利于着火燃烧；高煤粉浓度着火燃烧；高煤粉浓度着火热小着火热小一、二次风离得远，混合晚一、二次风离得远，混合晚由上可知，适用于无烟煤、贫煤、劣质由上可知，适用于无烟煤、贫煤、劣质烟煤烟煤问题：问题：着火区供氧不足；烧喷口着火区供氧不足；烧喷口周界风周界风不多见不多见 W W 形炉形炉 四四、一次风煤粉气流的偏斜、一次风煤粉气流的偏斜一次风射流贴附或冲击炉墙，是一次风射流贴附或冲击炉墙，是水冷壁结渣水冷壁结渣的主要原因的主要原因f960f820火焰贴墙火焰贴墙影响一次风射流偏斜的主要因素：影响一次风射流偏斜的主要因素：1 1、邻角气流的横向推力、邻角气流的横向推力由炉内的整体旋转强度决定的，旋转强由炉内的整体旋转强度决定的，旋转强推力大推力大炉内气流的旋转强度主要由二次风的动量矩决定炉内气流的旋转强度主要由二次风的动量矩决定二次风的动量二次风的动量(矩矩)太大太大旋转强度太大旋转强度太大横向推力太大横向推力太大旋转太强旋转太强炉膛出口残余旋转炉膛出口残余旋转出口烟温左右偏差出口烟温左右偏差增加增加一次风动量、减小二次风动量即增加一二次风的动量比，一次风动量、减小二次风动量即增加一二次风的动量比，可以减轻偏斜，但一次风的流速受制约可以减轻偏斜，但一次风的流速受制约一次风一次风扁口扁口增加刚性增加刚性2 2、四角布风不均、四角布风不均某个角速度太小，某个角速度太小，则刚性不足，易被则刚性不足，易被吹斜吹斜太大，吹下游邻角太大，吹下游邻角发生四角不均时，发生四角不均时，实际切圆会偏心实际切圆会偏心3 3、假想切圆直径、假想切圆直径直接影响实际切圆直径（数倍于假想直径）的大小直接影响实际切圆直径（数倍于假想直径）的大小太太大大：水冷壁结渣；烧喷口；残余旋转；过热器结渣：水冷壁结渣；烧喷口；残余旋转；过热器结渣太太小小：动力场不稳定；充满度不好；自点燃作用减弱；：动力场不稳定；充满度不好；自点燃作用减弱；燃烧不稳定；着火推迟，炉出口烟温升高燃烧不稳定；着火推迟，炉出口烟温升高综合考虑：充满度、着火条件、结渣、残余旋转综合考虑：充满度、着火条件、结渣、残余旋转f960f820一二次风可采取不同的切圆大小，一二次风可采取不同的切圆大小，或不同旋转方向：或不同旋转方向：小切圆小切圆一次风反切；一次风反切；二次风反切；二次风反切；对冲；对冲；消旋风消旋风区别水冷壁区域的结渣现象：区别水冷壁区域的结渣现象：局部局部四周都有四周都有1#2#3#4#结渣思考思考4 4、补气条件补气条件向火侧与背火侧的向火侧与背火侧的补气条件补气条件不同不同静压差静压差偏斜偏斜大容量锅炉可将每个角燃烧器分为上下大容量锅炉可将每个角燃烧器分为上下 2 23 3 组，组，两组之间的间距相当于压力平衡孔两组之间的间距相当于压力平衡孔a ab b炉膛横截面的形状：矩形或炉膛横截面的形状：矩形或正方形，也会影响补气条件正方形，也会影响补气条件要求炉膛的设计尽可能要求炉膛的设计尽可能接近正方形接近正方形一、二风喷口一、二风喷口间距间距不能太小不能太小见图见图5 51 15 5、燃烧器的结构特性高、燃烧器的结构特性高宽比宽比不能太大不能太大瘦高形的刚性差瘦高形的刚性差矮胖形的刚性强矮胖形的刚性强一个工程实例一个工程实例丰泰丰泰发电厂发电厂670t/h670t/h1 1、过热器超温、过热器超温对流过热器前左右两侧烟温偏差大对流过热器前左右两侧烟温偏差大(达到达到200-260)200-260)2 2、排烟温度低、排烟温度低3 3、多次结渣，导致落焦故障、多次结渣，导致落焦故障 DTDT15001500存在的问题存在的问题原因分析原因分析热力计算热力计算冷态试验火花拍摄冷态试验火花拍摄数值模拟数值模拟采取方法采取方法拟拟采取的措施采取的措施小切小切圆圆同心反切同心反切消旋风，上二次风反切消旋风，上二次风反切炉后屏出口截面温度分布炉后屏出口截面温度分布 五、一次风与二次风（切圆燃烧方式的主要热力参数）五、一次风与二次风（切圆燃烧方式的主要热力参数）1 1、一次风层数：、一次风层数：300MW57层（利港层（利港6 6）随着锅炉容量增大，若只增大单个一次风喷口的随着锅炉容量增大，若只增大单个一次风喷口的热负荷，会导致结渣、热负荷，会导致结渣、NOx增加增加2 2、一次风率：决定于煤种的、一次风率：决定于煤种的Vdaf值，和值，和着火着火条件、制粉系条件、制粉系统情况统情况3 3、一次风速、一次风速一次风速过一次风速过高高燃烧不稳，甚至灭火（火焰的传播速度）燃烧不稳，甚至灭火（火焰的传播速度）对面墙结渣对面墙结渣一次风速过一次风速过低低刚性、扰动、卷吸、回火、堵管、浓度不均刚性、扰动、卷吸、回火、堵管、浓度不均石洞口二厂曾出现一次风不足石洞口二厂曾出现一次风不足烧喷口、出力受限烧喷口、出力受限一次风速取决于着火性能，直吹式、乏气送粉取下限；热风送一次风速取决于着火性能，直吹式、乏气送粉取下限；热风送粉取上限。粉取上限。4 4、一次风温、一次风温与煤种与煤种有关，风温有关，风温高高：优优易着火，燃烧稳定：无烟煤易着火，燃烧稳定：无烟煤近近300300度度利港利港7777度度缺缺制粉系统的安全性制粉系统的安全性5 5、二次风量及二次风速、二次风量及二次风速二次风穿透火焰的能力二次风穿透火焰的能力着火后的稳定性燃尽着火后的稳定性燃尽喷口面积不变，风速由风量决定喷口面积不变，风速由风量决定二次风的配风方式二次风的配风方式二次风的配风方式二次风的配风方式在炉膛高度方向各层二次风风量的配置在炉膛高度方向各层二次风风量的配置正塔型正塔型适合烟煤的燃烧适合烟煤的燃烧对对粗煤粉的浮托粗煤粉的浮托能力能力减少减少灰渣含碳量灰渣含碳量燃用烟煤时，较燃用烟煤时，较倒塔型倒塔型炉膛出口烟温炉膛出口烟温低低倒塔倒塔型型适用于无烟煤、贫煤适用于无烟煤、贫煤着火稳定、燃烧效率高着火稳定、燃烧效率高缩腰型缩腰型改善由于气流偏斜导致的结渣问题改善由于气流偏斜导致的结渣问题停用中部二次风，相当于开了一个大的平衡孔停用中部二次风，相当于开了一个大的平衡孔总之，可以通过各层二次风的风量配置，实现总之，可以通过各层二次风的风量配置，实现燃烧的优化燃烧的优化6 6、二次风温、二次风温风温高风温高利于燃烧，但受利于燃烧，但受空预器空预器传热面积的限制传热面积的限制故：煤质差时，设计较高的热风温度故：煤质差时，设计较高的热风温度六、三次风、周界风、夹心风六、三次风、周界风、夹心风1 1、三次风：中储式制粉系统、三次风：中储式制粉系统、热风送粉热风送粉乏气乏气直接送入炉内直接送入炉内10%10%的细煤粉的细煤粉特点：风温低、水分大、煤粉细、风速大特点：风温低、水分大、煤粉细、风速大不利影响：不利影响：降低火焰温度，燃烧不稳降低火焰温度，燃烧不稳炉膛出口烟温升高炉膛出口烟温升高过热、再热汽温升高过热、再热汽温升高加大残余旋转加大残余旋转飞灰可燃物增加飞灰可燃物增加影响空气动力场，火焰贴墙影响空气动力场，火焰贴墙合理布置：合理布置：向下压火向下压火下倾角下倾角上下两段上下两段2 2、周界风、周界风：q冷却作用，防止烧喷口停运时冷却风冷却作用，防止烧喷口停运时冷却风q当煤质、负荷变化时，可通过调节它来改变着火距离当煤质、负荷变化时，可通过调节它来改变着火距离q当燃用高挥发分煤时，可及时补氧，强化后期着火当燃用高挥发分煤时，可及时补氧，强化后期着火q加强卷吸、加强湍流脉动改善着火条件加强卷吸、加强湍流脉动改善着火条件q增加刚性增加刚性 防止刷墙防止刷墙q当燃用劣质煤时：当燃用劣质煤时：1 1、阻止煤粉与高温空气的接触；、阻止煤粉与高温空气的接触；2 2、与一次风混合过早，对着火不利、与一次风混合过早，对着火不利所以：周界风一般只用于烟煤型燃烧器所以：周界风一般只用于烟煤型燃烧器煤质差时，减少周界风量煤质差时，减少周界风量周界周界风量占二次风总量的风量占二次风总量的10%或稍多或稍多风速风速45-60m/s风层厚度风层厚度15-25mm补充中心的氧气补充中心的氧气燃尽加强燃尽加强炉温升高炉温升高刚度、气流内部扰动刚度、气流内部扰动变煤种、变负荷变煤种、变负荷时的调节手段时的调节手段周界周界风、夹心风风、夹心风,使用不当会产生不利影响使用不当会产生不利影响对称型不对称型对称型不对称型不不对称型，靠近背火侧：对称型，靠近背火侧：避免与向火侧一次风的过早混合避免与向火侧一次风的过早混合增加背火侧的刚性，防止贴墙增加背火侧的刚性，防止贴墙3 3、夹心风、夹心风风量不宜大于二次风总量的风量不宜大于二次风总量的10-15%风速高于风速高于50m/s七、摆动式燃烧器七、摆动式燃烧器各喷口同步上、下摆动各喷口同步上、下摆动20203030度，改变火焰中心位置，度，改变火焰中心位置，调节再热汽温调节再热汽温大容量锅炉常用，角度大容量锅炉常用，角度20203030度，汽温辐度度，汽温辐度40405050度度控制炉膛出口烟温，避免结渣控制炉膛出口烟温，避免结渣或者：一次风固定，二、三次风摆动或者：一次风固定，二、三次风摆动适应煤质的变化，调节混合的早晚适应煤质的变化，调节混合的早晚容易被烧变形，而不能摆动容易被烧变形，而不能摆动不适用于难着火的煤：上摆时，自点燃作用减弱不适用于难着火的煤：上摆时，自点燃作用减弱燃烧器上摆时，残余旋转减小燃烧器上摆时，残余旋转减小长期下摆时，冷灰斗易结渣长期下摆时，冷灰斗易结渣八、大容量锅炉的典型燃烧器结构八、大容量锅炉的典型燃烧器结构九、切圆燃烧方式的燃烧器的布置方式九、切圆燃烧方式的燃烧器的布置方式正四角与正四角与补气条件补气条件 大切角与切角形水冷壁大切角与切角形水冷壁大小切圆大小切圆(或反切或反切)：矩形矩形减小椭圆度减小椭圆度两角对冲：减弱旋转两角对冲：减弱旋转不偏不偏斜、充满度、热负荷均匀斜、充满度、热负荷均匀几种典型的切圆方式几种典型的切圆方式1 1、二次风反切、二次风反切一次风一次风二次风二次风一次风被二次风包裹一次风被二次风包裹“风包火风包火”还可以实现水平方向的分级送风还可以实现水平方向的分级送风低低NOx消弱残余旋转消弱残余旋转部分二次风反切部分二次风反切容易造成主燃区旋转过弱，影响着火容易造成主燃区旋转过弱，影响着火2 2、二次风外切、二次风外切一次风一次风二次风二次风“风包火风包火”增加实际切圆直径增加实际切圆直径对着火有利对着火有利易结渣易结渣残余旋转加大残余旋转加大偏转二次风偏转二次风2 2、一次风反切、一次风反切部分一次风反切部分一次风反切1、一次风实际切圆直径降低，对着火不利、一次风实际切圆直径降低，对着火不利2、一次会发生偏转，在偏转处惯性分离，、一次会发生偏转，在偏转处惯性分离，煤粉浓度高，易着火煤粉浓度高，易着火3、风包火一次风实际的切圆直径会变、风包火一次风实际的切圆直径会变小，有利于防止水冷壁结焦及高温腐蚀小，有利于防止水冷壁结焦及高温腐蚀4、一二次风的混合推迟、一二次风的混合推迟5、实现水平方向分级供风，有利于降、实现水平方向分级供风，有利于降NOx对着火是否有利，关键在于合适的对着火是否有利，关键在于合适的反切角度反切角度及动量及动量图图十、四角切圆锅炉的残余旋转十、四角切圆锅炉的残余旋转从上往下看，气流逆时针旋转时，炉膛出口处存在从上往下看，气流逆时针旋转时，炉膛出口处存在烟温和烟速的烟温和烟速的左右偏差左右偏差;烟温高烟速高烟温高烟速高？一般偏差可达一般偏差可达100100度度利港利港燃烧器布置燃烧器布置349193302731135292432735125459六层一次风喷口六层一次风喷口WR燃烧器燃烧器三层油喷口三层油喷口冷却风冷却风CCOFA端部风端部风端部风端部风火下风火下风冷却风冷却风CFS辅助风辅助风CFSCFS油风油风室室CFS燃料风燃料风Concentric Firing SystemCFSCCOFA与大风箱连在一起与大风箱连在一起SOFA与大风箱分开与大风箱分开4839双切圆双切圆前前后后48188161769683002031255349193302731135292432735125459SOFA45910440994228871850503050645具有具有V V形扩流锥的形扩流锥的WRWR燃烧器燃烧器 (CE公司公司)1 1）上部煤粉浓度）上部煤粉浓度高，利于着火，还高，利于着火，还可降低可降低NOx生成生成2)2)扩流锥形成回流扩流锥形成回流区：回流高温烟气区：回流高温烟气3 3）可以降低不投可以降低不投油稳燃负荷油稳燃负荷WRWR燃烧器燃烧器主要目的是主要目的是稳定燃烧稳定燃烧锅锅炉炉在在燃燃用用设设计计煤煤种种或或校校核核煤煤种种时时，能能满满足足负负荷荷在在不不大大于于锅锅炉炉的的30%B-MCR30%B-MCR时时，不不投投油油长长期期安安全全稳稳定定运运行行，并并在在最最低低稳稳燃燃负负荷荷及及以以上上范范围围内内满满足足自自动动化化投投入入率率100%100%的的要要求求。锅锅炉炉的的最最低低稳稳燃燃负负荷荷应应经过至少四小时的验收试验。经过至少四小时的验收试验。WR燃烧器是燃烧器是Wide range tip 燃烧器的简称。燃烧器的简称。它是美国它是美国CE公司于公司于70年代后期研制出来的。年代后期研制出来的。经不断改进，锅炉不投油助燃的最低负荷经不断改进，锅炉不投油助燃的最低负荷可达到额定负荷的可达到额定负荷的20%。当然，这与煤质。当然，这与煤质有关，随着煤质变差最低负荷也会相应提有关，随着煤质变差最低负荷也会相应提高。高。WRWR燃烧器的喷口可以做成整体摆动的形燃烧器的喷口可以做成整体摆动的形式，也可以做成上、下分别摆动的两部式，也可以做成上、下分别摆动的两部分分 扩流锥的尺寸如图扩流锥的尺寸如图，锥角锥角2=20 25，挥发，挥发分低的煤种取上限，相对高度分低的煤种取上限，相对高度h/b=2。由于扩由于扩流锥受到煤粉的冲刷磨蚀和炉内高温辐射的作流锥受到煤粉的冲刷磨蚀和炉内高温辐射的作用，应该采用耐高温氧化的金属材料或陶瓷制用，应该采用耐高温氧化的金属材料或陶瓷制造。造。一一次次风风喷喷嘴嘴是是一一个个锥锥形形的的气气流流加加速速管管，喉喉部部截截面面积积与与进进口口截截面面积积之之比比A A0 0/A/A1 1=0.95=0.95，出出口口面面积积与与进进口口面面积积之之比比A/AA/A1 1=1.3=1.3。采采用用渐渐缩缩管管段段是是使使煤煤粉粉气气流流加加速速，防防止止煤煤粉粉在在水水平平管管中中沉沉积积，让让煤煤粉粉颗颗粒粒向向中中间间集集中中，提提高高扩扩流流锥锥后后回回流流区区边边缘缘的的煤煤粉粉浓浓度度，有有利利于于煤煤粉粉着火。扩大出口截面的目的是降低一次风速，使着火较为稳定。着火。扩大出口截面的目的是降低一次风速，使着火较为稳定。喷嘴端板向外扩张角喷嘴端板向外扩张角=30306060，低挥发分煤种取上限（图低挥发分煤种取上限（图2-2-1 1d d）。）。这是为了推迟周界风与煤扮气流的混合，有利于贫煤和无这是为了推迟周界风与煤扮气流的混合，有利于贫煤和无烟煤的稳定燃烧。烟煤的稳定燃烧。q这种燃烧器由于改善了着火条件，故可提高锅这种燃烧器由于改善了着火条件，故可提高锅炉的燃烧效率。炉的燃烧效率。q与普通的直流燃烧器相比，当过量空气系数为与普通的直流燃烧器相比，当过量空气系数为1.151.151.401.40时，锅炉在最大负荷下的燃烧效率时，锅炉在最大负荷下的燃烧效率可提高约可提高约1 1；q当过量空气系数降到当过量空气系数降到1.101.10以下时，普通直流燃以下时，普通直流燃烧器的燃烧效率降低较多，而烧器的燃烧效率降低较多，而WRWR燃烧器的燃烧燃烧器的燃烧效率几乎不发生变化；效率几乎不发生变化；q锅炉负荷降到锅炉负荷降到5050额定负荷时，额定负荷时，WRWR燃烧器的燃燃烧器的燃烧效率要比普通直流煤粉燃烧器高烧效率要比普通直流煤粉燃烧器高5 5左右。左右。利利港港燃燃烧烧器器相相关关的的技技术术参参数数q切圆布置直流燃烧器喷嘴的使用寿命不低于切圆布置直流燃烧器喷嘴的使用寿命不低于6000060000小时。小时。q一次风喷口宜采用防止烧坏和磨损的新型合金材料制造，一次风喷口宜采用防止烧坏和磨损的新型合金材料制造，q燃燃烧烧器器的的结结构构应应考考虑虑当当检检修修时时能能够够从从外外部部进进行行拆拆装装的的条条件。件。利港利港燃烧器的设计要求燃烧器的设计要求q四四角角切切向向布布置置的的摆摆动动燃燃烧烧器器，在在热热态态运运行行中中一一、二二次次风应均可上下摆动，摆动角度能达到设计值风应均可上下摆动，摆动角度能达到设计值q一一次次风风喷喷嘴嘴摆摆动动角角度度上上下下摆摆动动2020度度，二二次次风风喷喷嘴嘴摆摆动动角度上下摆动角度上下摆动3030度。度。q喷喷口口的的摆摆动动由由能能反反馈馈电电信信号号（420mA420mA）的的执执行行机机构构来来实实现现。执执行行机机构构应应有有足足够够的的力力矩矩，能能使使燃燃烧烧器器摆摆动动灵灵活活，四四角角同同步步，燃燃烧烧器器上上设设有有摆摆动动角角度度指指示示标标志志，所所选用执行机构的制造厂家应征得买方的认可。选用执行机构的制造厂家应征得买方的认可。qSOFASOFA喷嘴可水平摆动喷嘴可水平摆动1515度。度。q燃燃烧烧器器四四角角处处水水冷冷壁壁鳍鳍片片的的连连接接有有防防止止因因热热负负荷荷及及管管子长度不同而拉裂水冷壁管的措施。子长度不同而拉裂水冷壁管的措施。q燃烧器的布置、设计应通过模化试验来确定，且尽可燃烧器的布置、设计应通过模化试验来确定，且尽可能采用对称燃烧。能采用对称燃烧。q炉膛空气动力场良好，炉膛出口温度场均匀。受热面炉膛空气动力场良好，炉膛出口温度场均匀。受热面不产生高温腐蚀。不产生高温腐蚀。q不允许有火焰直接冲刷水冷壁和明显结焦现象，不允不允许有火焰直接冲刷水冷壁和明显结焦现象，不允许燃烧器出口及附近水冷壁有结焦现象，以保证锅炉许燃烧器出口及附近水冷壁有结焦现象，以保证锅炉安全经济运行。安全经济运行。q燃烧器的设计、布置考虑降低燃烧产物中燃烧器的设计、布置考虑降低燃烧产物中NOxNOx的措施和的措施和实现不投油稳燃最低负荷的措施实现不投油稳燃最低负荷的措施 q炉膛出口炉膛出口NOxNOx排放浓度不超过排放浓度不超过400mg/Nm400mg/Nm3 3（O O2 2=6%=6%，干基）干基）q锅炉不投油最低稳燃负荷不大于锅炉不投油最低稳燃负荷不大于30%B-MCR30%B-MCR。q燃烧器的二次风挡板应关闭严密，每个风门能实现自动燃烧器的二次风挡板应关闭严密，每个风门能实现自动调节。调节。q油燃烧器的总输入热量暂按油燃烧器的总输入热量暂按30%B-MCR30%B-MCR计算。点火系统应计算。点火系统应能满足程序控制能满足程序控制q点火方式为高能电火花点燃轻油，然后点燃煤粉。点火方式为高能电火花点燃轻油，然后点燃煤粉。q油枪采用内混式空气雾化方式油枪采用内混式空气雾化方式q喷嘴应保证燃油雾化良好，避免油滴落入炉底或带入尾喷嘴应保证燃油雾化良好，避免油滴落入炉底或带入尾部烟道部烟道q油喷嘴的材质应具有良好的耐高温和耐腐蚀性能。油枪油喷嘴的材质应具有良好的耐高温和耐腐蚀性能。油枪出力应能满足锅炉快速启动曲线的参数要求。出力应能满足锅炉快速启动曲线的参数要求。石石洞口二厂洞口二厂1900t/h1900t/h超临界锅炉燃烧器特点超临界锅炉燃烧器特点三组三组独立结构，上中下三组，每组二个煤独立结构，上中下三组，每组二个煤粉喷口，三个二次风（辅助风）喷口，一、粉喷口，三个二次风（辅助风）喷口，一、二次风相间布置，在中间二次风喷口中配有二次风相间布置，在中间二次风喷口中配有重油枪和相应的轻油点火器重油枪和相应的轻油点火器qWR燃烧器燃烧器q三组结构三组结构q偏转二次风偏转二次风q燃料风燃料风一次风切一次风切圆与圆与偏转二次风偏转二次风假想切圆直径：假想切圆直径：1548（45）mm1744（36）mm辅助风正偏转辅助风正偏转22时时10131（45）mm10290（36）mm燃燃用用煤煤种种的的灰灰熔熔点点比比较较低低，在在燃燃烧烧器器设设计计布布置置中中应应充充分分考考虑虑如如何何防防止止或或减减轻轻水水冷冷壁壁结结渣渣及及炉炉膛出口受热面的结渣问题。膛出口受热面的结渣问题。1 1适应燃用适应燃用低灰熔点低灰熔点煤的要求煤的要求(1)(1)燃烧器分组，使燃烧器燃烧器分组，使燃烧器高宽比高宽比减小，以减小，以减轻一次风煤粉气流的偏斜，防止或减轻水减轻一次风煤粉气流的偏斜，防止或减轻水冷壁的结渣。冷壁的结渣。挥发分含量较大，着火不是主要矛盾挥发分含量较大，着火不是主要矛盾高宽比（高宽比（H/BH/B约等于约等于5 5）刚度刚度分组（组间距分组（组间距1.5m1.5m）压力均衡压力均衡 补气条件补气条件 (2)(2)辅辅助助风风(二二次次风风)射射流流相相对对于于一一次次风风煤煤粉射流，向水冷壁侧偏离粉射流，向水冷壁侧偏离2222“风包火风包火”向火侧一次风向火侧一次风近壁区氧化性气氛近壁区氧化性气氛 (3)(3)应应尽尽可可能能设设计计正正方方形形使使射射流流两两侧侧的的补补气气条条件件相相接接近近，炉炉膛膛宽宽深深比比1.1351.135，属属于于较小值。较小值。炉膛宽深：炉膛宽深：18816mm*16576mm(4)(4)燃燃烧烧器器区区域域壁壁面面热热负负荷荷采采用用较较小小的的数数值值。在在BMCRBMCR时时，燃燃烧烧器器区区域域壁壁面面热热负负荷荷值值1.11.110103 3kW/mkW/m2 2比比较较小小，沿沿炉炉膛膛高高度度方方向向的的热热负负荷荷比较小，燃烧器高度较大比较小，燃烧器高度较大(近近15m)15m)。(5)(5)尽尽量量使使同同一一层层的的四四角角一一次次风风煤煤粉粉喷喷口口的的气气流流均均匀匀，大大致致保保持持相相同同的的动动量量比比，避避免免由由于于四四角动量不等，而使火焰偏斜（太弱、太强）角动量不等，而使火焰偏斜（太弱、太强）六六台台HPHP磨磨煤煤机机，一一台台磨磨煤煤机机接接同同一一层层四四角角燃燃烧烧器器喷喷嘴嘴。在在煤煤粉粉管管道道布布置置上上，每每台台磨磨煤煤机机的的引引出出一一次次风风管管长长度度差差异异较较大大，因因此此设设置置节节流流孔孔板板减少管内的流量偏差是重要的均流措施。减少管内的流量偏差是重要的均流措施。由由阻阻力力计计算算来来确确定定。在在直直吹吹式式系系统统中中，管管内内介介质质流流速速一一般般取取27m/s27m/s，以以其其中中一一根根最最长长(或或阻阻力力最最大大)的的节节流流阻阻力力为为零零作作为为其其余余三三根根管管道道阻阻力力计计算算的的基基准准，换换言言之之该该节节流流孔孔板板孔孔径径取取用用管管子子内内径径，其其余余管管子子装装置置节节流流孔孔板板。节节流流孔孔板板处处速速度度不不应应超超过过34m/s34m/s，否否则则该该管管节节流流孔孔板板应再增设一块。应再增设一块。节流孔板的数量、孔径的选取节流孔板的数量、孔径的选取对于四角切圆燃烧来说，四角一次风煤粉喷对于四角切圆燃烧来说，四角一次风煤粉喷口的动量比的大小对水冷壁结渣有很大影响，口的动量比的大小对水冷壁结渣有很大影响，一般要进行一般要进行冷态调平试验冷态调平试验，使之在热态运行，使之在热态运行时，四角的一次风口的煤粉气流尽量均匀。时，四角的一次风口的煤粉气流尽量均匀。当然，在运行时也应注意这个问题，要进行当然，在运行时也应注意这个问题，要进行细致的调整，才能得到较好的效果。在调整细致的调整，才能得到较好的效果。在调整一次风煤粉喷口的同时，也应对一次风煤粉喷口的同时，也应对各燃烧器风各燃烧器风箱的风量分配箱的风量分配用的挡板开度进行调整，使达用的挡板开度进行调整，使达到同一层的各燃烧器的风压风量要大致相等。到同一层的各燃烧器的风压风量要大致相等。运行中风量的调整与四角不均运行中风量的调整与四角不均(l)(l)采用采用WRWR燃烧器燃烧器固固定定分分叉叉式式煤煤粉粉喷喷嘴嘴，它它可可在在燃燃用用设设计计、校校核核煤煤种种，以以及及两两合合磨磨煤煤机机运运行行的的条条件件下下，锅炉负荷低至锅炉负荷低至30%MCR30%MCR不投油能保持稳定燃烧不投油能保持稳定燃烧q浓淡分离浓淡分离q不规则不规则V V 形钝体形钝体回流区回流区2 2低负荷着火稳定性低负荷着火稳定性(2)(2)在一次风煤粉喷嘴的周围设置在一次风煤粉喷嘴的周围设置燃料风燃料风燃烧器对煤种适用范围扩大燃烧器对煤种适用范围扩大在在燃燃用用挥挥发发分分较较高高、易易着着火火的的煤煤种种时时，它它可可以以起起推推迟迟着着火火、悬悬托托煤煤粉粉的的作作用用，补补充充前前期期着着火火所所需需氧氧气气量量，其其燃燃料料风风量量可可以以大大些些当当然然用用挥挥发发分分低低或或不不易易着着火火的的煤煤种种时时，可可以适当以适当减少减少燃料风量，使其着火点提前燃料风量，使其着火点提前q高高速速燃燃料料风风气气流流(一一般般燃燃料料风风速速约约35m/s35m/s左左右右)能增强一次风煤粉气流的能增强一次风煤粉气流的刚性刚性q高高速速的的燃燃料料风风，还还可可增增强强卷卷吸吸高高温温烟烟气气的的能能力力，这这对对着着火火较较困困难难的的煤煤种种(贫贫煤煤;劣劣质质烟煤烟煤)是极为有利是极为有利q燃燃料料风风还还可可以以冷冷却却保保护护一一次次风风煤煤粉粉喷喷嘴嘴，特特别别对对直直吹吹式式制制粉粉系系;，当当喷喷嘴嘴中中停停送送煤煤粉粉时时(停停用用磨磨煤煤机机)，则则用用燃燃料料风风5%5%风风量量)来冷却一吹风煤粉喷嘴。来冷却一吹风煤粉喷嘴。燃料风的其它作用燃料风的其它作用q一一次次风风煤煤粉粉喷喷口口和和辅辅助助风风喷喷口口可可上上下下同同步步摆动，上下摆动摆动，上下摆动3030。q通通过过机机械械传传动动在在气气动动执执行行器器驱驱动动下下，根根据据再热汽温调节需要可作摆动再热汽温调节需要可作摆动q向向上上摆摆动动的的限限幅幅角角度度是是炉炉膛膛出出口口受受热热面面不不结渣为前提结渣为前提q向向下下摆摆的的限限幅幅角角度度以以保保证证冷冷灰灰斗斗不不冲冲火火焰焰、不结渣为前提不结渣为前提3 3摆动式燃烧器作为再热汽温调温手段摆动式燃烧器作为再热汽温调温手段角度调节范围同再热汽温变化有一定关系，通试验来确定角度调节范围同再热汽温变化有一定关系，通试验来确定各层燃烧器可以有不同的倾角，但同一层各层燃烧器可以有不同的倾角，但同一层的的4 4只燃烧器的倾角应相同。只燃烧器的倾角应相同。摆动式燃烧器对再热汽温的调节特性曲线摆动式燃烧器对再热汽温的调节特性曲线(a)(a)向上摆动；向上摆动；(b)(b)向下摆动向下摆动 每每个个外外部部调调节节机机构构均均配配有有，当当摆摆动动机机构构卡卡涩涩时时，切切断断销销断断裂裂，以以保保证证不不断断裂裂内内部部零零件件，且且便便于于检检修修拆拆换换。当当切切断断销销切切断断后后，自自锁锁装装置置将将喷喷口口就就地地锁锁紧紧;、防防止止喷喷口口下下倾倾，影影响响正常运行正常运行切断销切断销(安全销安全销)和自锁装置和自锁装置摆动式燃烧器在使用过程中应注意以下几点摆动式燃烧器在使用过程中应注意以下几点:运运行行人人员员应应经经常常监监视视燃燃烧烧器器的的运运行行情情况况，应应保保持持燃燃烧烧设设备备在安全状态在安全状态摆摆动动机机构构的的切切断断销销在在运运行行过过程程中中被被剪剪切切断断裂裂时时，应应立立即即停停止止四四角角同同组组摆摆动动燃燃烧烧器器喷喷口口的的摆摆动动，查查明明情情况况，及及时时进进行行检修，以便能恢复燃烧器摆动调节。检修，以便能恢复燃烧器摆动调节。停停用用燃燃烧烧器器喷喷口口时时，应应开开一一定定量量的的冷冷却却风风进进行行冷冷却却，以以免免烧坏燃烧设备和摆动销轴烧坏燃烧设备和摆动销轴燃燃烧烧器器向向下下摆摆动动大大角角度度时时(过过热热汽汽温温、再再热热汽汽温温均均超超过过额额定定温温度度，燃燃烧烧器器向向下下摆摆动动)要要注注意意冷冷灰灰斗斗结结渣渣，随随时时对对炉炉内内、冷冷灰灰斗斗进进行行严严密密监监视视;另另外外大大角角度度向向下下摆摆动动时时间间过过长长，会会造造成成冷冷灰灰斗斗堆堆渣渣。因因此此在在燃燃烧烧器器摆摆动动角角度度大大或或时时间间长长，要要注意炉内结渣状况，严防由于堆渣造成锅炉严重事故注意炉内结渣状况，严防由于堆渣造成锅炉严重事故石洞口二厂在运行初期出现的问题和解决方案石洞口二厂在运行初期出现的问题和解决方案 q燃烧区域四周的火焰温度是均匀的，说明切燃烧区域四周的火焰温度是均匀的，说明切圆燃烧正常，火焰充满度好圆燃烧正常，火焰充满度好q燃烧区域上部水冷壁各截面灰分析显示、粒燃烧区域上部水冷壁各截面灰分析显示、粒径较均匀，径较均匀，浮灰浮灰为主，说明边界风作用明显为主，说明边界风作用明显q燃烧区域下部及冷灰斗结焦严重燃烧区域下部及冷灰斗结焦严重q锅炉过热器和再热器超温说明炉膛残余旋锅炉过热器和再热器超温说明炉膛残余旋转较大转较大q水冷壁出口温度设计值水冷壁出口温度设计值(中间点温度中间点温度)由由436436改到改到416416运行后只解决了过热器的超温问题、却引运行后只解决了过热器的超温问题、却引发了日后的再热器的超温。发了日后的再热器的超温。在在19971997年二期锅炉谈判中对此间题深入研究得出结年二期锅炉谈判中对此间题深入研究得出结论：论：q炉膛尺寸优化设计应使炉高增加炉膛尺寸优化设计应使炉高增加2m2m到到2.4m(2.4m(炉膛截炉膛截面积不变面积不变)；其中最下层燃烧器之下应增加；其中最下层燃烧器之下应增加1m1m到到1.4m1.4m，最上层燃烧器上方应增加最上层燃烧器上方应增加1m1m。q当采用了优化尺寸后当采用了优化尺寸后,最下层最下层2 2只燃烧器只许向上只燃烧器只许向上摆动。可大大缓解炉膛下部的结焦问题；摆动。可大大缓解炉膛下部的结焦问题；q中间点温度使用中间点温度使用436C436C、锅炉过热器和再热器不超温，锅炉过热器和再热器不超温，锅炉可在最优化锅炉可在最优化条件下运行。条件下运行。q继续掺烧大同煤，防止结焦继续掺烧大同煤，防止结焦q加加强强燃燃料料风风，提提高高一一次次风风粉粉的的刚刚度度；减减少少辅辅助助风风，免免冲冲对对方方的的一一次次风风粉粉。低低负负荷荷调调整整试试验验时时，采采用用限限流流办办法法，解解决决燃燃料料风风现现场场不不可可调调的的问问题题，即即维维持持总总二二次次风风量量不不变变，关关小小辅辅助助风风门门以以提提高高燃料风量。燃料风量。q缩小火焰切圆直径，调整喷嘴水平位置缩小火焰切圆直径，调整喷嘴水平位置,同时减同时减小二次风的偏转角度小二次风的偏转角度 其它其它思考思考1、四角切圆燃烧方式的特