四角切圓燃燒鍋爐燃燒器改造的技術探討

張興竹

（重慶電力建設總公司，重慶 400060）

四角切圓鍋爐的燃燒器普遍存在燃燒工況較為不佳的情況，鍋爐對不同煤種容易出現結焦以及超溫的情況，并且在燃燒器運行過程中汽溫時常偏高，再熱器汽溫則偏低，過去嘗試對燃燒器做出的一些調整，例如將噴嘴角度調整為向下等，但效果不夠明顯。

一、四角切圓鍋爐燃燒器燃燒工況的分析

1 給粉機特性試驗

由試驗數據可知，當各個給粉機的轉速相同時，不同的給粉機所能達到的下粉量具有較大的差別，其中最大的可以相差一倍以上。分析可知大約有一半的給粉機在全速轉動時仍然具有較小的下粉量，那么在造成機組滿負荷運行時就容易造成其他給粉機給粉量過大的情況，這樣很容易造成堵管現象，并且由于參與壓力自動調節的給粉機的數量不足，就容易造成爐內局部煤粉量波動大的情況，會導致飛灰可燃物的含量大大提高。

2 燃燒機噴嘴的著火情況

下排一次風噴嘴的噴嘴帶火情況普遍較為嚴重，而實施增加一次風速度以及適量的減少煤粉的濃度等方法都無法使得噴嘴帶火現象得到較為有效的改善。分析其原因，由于下排噴燃器與其他噴燃器具有不同的構造，下排的噴嘴內具有呈現鋸齒狀的鈍體，這些鈍體使得噴嘴出現回火量增加的情況，并且由于局部的煤粉濃度過高，就會使得火炬出現帶狀。可以確定噴燃器的結構是導致噴嘴帶火的主要決定因素。并且可以通過給粉機特性的試驗證明：煤粉混合器結構不夠合理而導致的下粉量不均的情況也會導致噴嘴出現著火不穩定的情況。

3飛灰可燃物過高

通過進行不同煤種的燃燒試驗可以知道，當燃用混煤時飛灰可燃物的含量可以達到6%~9%，燃用富動39煤時含量可達1.5%~4%。并且，當爐膛內的氧量波動較為劇烈、給粉機下粉較為不暢時，會導致噴嘴附近的濃度出現較大的波動情況，這可能導致局部缺氧現象，使得飛灰可燃物的含量出現較大幅度的提高。在滿負荷時，氧含量通常較小，就容易出現飛灰可燃物偏大的情況，并且當在進行大混煤的燃用時，為了增加一次風壓往往要減少送風量，這就會出現氧含量過低的情況，從而導致飛灰可燃物的含量出現上升。

4 CO濃度測量試驗

進行燃燒時爐膛內部的CO的濃度是十分不均勻的，CO含量超標可能會導致燃燒鍋爐內部的結焦特性差別大，而爐膛的氣流可能會出現刷壁現象。CO含量超標的原因可能有二次風速度不夠均勻以及噴燃器自身的結構不夠合理等。

5 旁路煙道擋板試驗

當煙道的擋板開度增加時，再熱汽溫就會出現下降，鍋爐要維持原有的出力情況就要增加蒸發量，使得高溫過熱器以及再熱器對熱量的吸收增加，使得周圍煙氣的溫度得到下降；然而低溫再熱器的側煙氣的流速會出現一定程度的下降，會使得低溫再熱器吸熱量出現很大程度的下降。由此可知，當對煙道擋板開度進行增加時，就會使得排煙溫度升高。

二、對燃燒器以及低溫再熱器進行的改造

1 將下排的一次風噴嘴改造為濃稀相燃燒器，并且將其按照上淡下濃的結構進行布置。濃稀相分離是通過爐前彎管將爐內的粉和氣進行分離，并且運用分叉分離的裝置使得濃稀兩相分開，并在噴嘴的附近布置周界風。對于下排濃稀相噴嘴應當采取擺動的方式來進行安裝。

2 對于改造之后的噴嘴仍然采取大小雙切圓的方式進行布置，對于一次風的切圓直徑假想為由原有的Φ800改為Φ400，將Φ200改為反切Φ200，將中下部的二次風噴口改造為正切的15°，位于上部的二次風噴口則改造為反切的11°，對于其他部位的二次風噴口保持原樣不變。對于一、二次風進行同心反切布置能夠十分有效的降低爐內存在的氣流的旋轉強度，還能在爐膛出口進行殘余旋轉，并且能夠在爐壁區域形成一定范圍的富氧區，這能夠十分有效的減少水冷壁的結渣情況，還能降低爐膛出口附近的煙速以及煙溫的偏差。

3 對于三層一次風的風門操作運用電動執行機構，這能夠使得對周界風進行更好的控制調整。周界風能夠調整一次風煤粉氣流所需要的著火點，所以應當依據燃燒器的符合大小以及所燃燒的煤種的好壞來對周界風的大小進行適當的調整。由試驗可以發現，周界風的大小對于噴口的著火點具有很大程度的影響，當不同噴口之間的著火距離過近時，對周界風進行增大就會出現著火明顯推遲的情況。對于周界風的大小應當以噴口不帶火為原則。

4 由旁路煙氣擋板試驗可知，當旁路煙氣擋板處于全部關閉的情況時，低溫再熱器的側煙氣流速能夠增加39%，這會導致低溫再熱器出現較大的磨損量。要降低低溫再熱器的磨損程度并且兼顧到再熱器自身所具有的汽溫調節性，應當使得旁路煙氣擋板在一般情況下處于30%~50%的開度情況，這時低溫再熱器所具有的汽溫可以下降大約10℃。改造之后的低溫再熱器的面積會增加大概8%，這會使得低溫再熱器出口附近的煙氣溫度出現大約18℃的下降，并且能夠在一定程度上降低排煙溫度。

三、對改造后的效果進行分析

1 鍋爐的燃燒工況能夠得到較好的改善，爐內的飛灰可燃物的含量也會出現一定程度的降低，由固體未完全燃燒而導致的熱損失量較之改造之前下降了0.6%，從改造前的2.47%降到了1.87%。

2 鍋爐的燃燒效率得到了提高，從改造之前的90.44%提升到了91.80%。

3 空預器的漏風情況得到了較為有效的控制，漏風率降低使得排煙所造成的熱損失由改造前的6.49%降低到了5.74%。

結語

當燃燒鍋爐的燃煤情況無法達到原有的設計要求時，就可能使得燃燒器噴口出現帶火從而導致噴口結焦燒壞，燃燒器附近的水冷壁也可能出現結焦超溫等問題。通過對燃燒切圓直徑進行減小、下層一次風噴口進行重新布置以及對一次周界風進行調整等措施，能夠較為有效的減少水冷壁的結渣情況，還能減小爐膛出口附近的煙速以及煙溫差，對低溫再熱器的面積進行增加能夠降低排煙的溫度。

[1]周俊虎，等.四角切圓燃燒鍋爐爐膛煙溫偏差的試驗研究[J].熱力發電，2003，32（06）：31-35.

[2]浙江電力試驗研究所.臺州發電廠4號機組大修后空預器性能考核、鍋爐效率及機組散熱試驗報告[R].2004.