電廠鍋爐燃料與燃燒研究

王占東　高衍建

[摘要]文章基于對河北華電石家莊鹿華熱電有限公司2*330MW空冷供熱機組鍋爐設備工程實例的分析，探討電廠鍋爐燃料特性以及關鍵參數，并就低氮燃燒技術在鍋爐燃料燃燒中的應用問題進行了簡要介紹，望能夠引起同行人員的關注與重視。

[關鍵詞]熱電廠 鍋爐 燃料 燃燒

大量實踐經驗表明，對鍋爐燃料的合理選擇以及相應燃燒技術的科學應用能夠使鍋爐運行更加高效與優質，對提高資源利用效率有重要意義，同時也是緩解日益緊張的電力資源供需矛盾，實現火力發電廠熱能動力工程科學發展的重要思路之一。本文即結合河北華電石家莊鹿華熱電有限公司2"330MW空冷供熱機組鍋爐設備工程實例，對鍋爐燃料特性以及燃燒技術進行分析與論述，望引起重視。

一、工程概況

河北華電石家莊鹿華熱電有限公司2*330MW空冷供熱機組采用1170t/h亞臨界壓力、自然循環、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風、干式排渣、半露天布置、全鋼構架的汽包鍋爐。鍋爐采用水平濃淡寬調節比（WR）燃燒器，四角布置切向燃燒方式，二層三次風，頂部布置。燃燒器每角共裝設十六只噴嘴，由六只煤粉噴嘴，八只二次風噴嘴（一只OFA噴嘴）和二只三次風噴嘴組成。在每個煤粉噴嘴布置二次風組成的周界風，在燃燒器二次風室中配置三層共12支油槍，按鍋爐30%MCR工況設計，每只油槍的最大出力1.75t/h。另外#2爐配置一套少油點火裝置，4支小油槍安裝在每個角的燃燒器最下層一次風口內，每只出力0.25t/h。

二、鍋爐燃料特性分析

本工程中鍋爐燃料特性如下：煤質方面，鍋爐燃燒過程中設計煤種為50.0%晉中貧煤和50.0%晉中無煙煤的混煤。煤質特性關鍵參數如下表（見表1）所示；灰成分方面，設計煤種SiO2為49.98%，校核煤種Al2O3為32.80%，設計煤種SiO2為49.98%，校核煤種SiO2為32.78%，設計煤種Fe2O3為6.006%，校核煤種Fe2O3為6.109%，設計煤種CaO為1.319%，校核煤種CaO為1.32%，設計煤種MgO為0.447%，校核煤種MgO為0.453%，設計煤種K2O為1.037%，校核煤種K2O為1.046%，設計煤種Na2O為0.462%，校核煤種Na2O為0.355%，設計煤種TiO2為1.08%，校核煤種TiO2為1.058%；點火及助燃用油方面，鍋爐燃燒使用油種為0#輕柴油，20.0℃條件下的恩氏粘度為1.2～1.67OE，運動粘度為3.0厘沱～8.0厘沱，灰分比例≤0.025%，水分比例<0.03痕跡，硫分比例<0.2%，無機械雜質，凝固點≤0.0℃，比重在0.80t/m³～0.83t/m³范圍內，閉口閃點≥55.0℃，燃燒過程中低位發熱值為41.863MJ/kg。

三、鍋爐燃燒技術分析

本工程中鍋爐燃燒燃燒采用雙尺度低氮燃燒技術，此項技術可通過改變鍋爐內燃燒射流組合的方式，使其在空間尺度上相關區域三場特性實現差異化，并配合分區優化調試的方式，在燃燒過程中避免鍋爐內部出現結渣問題，同時對提高燃盡效率，降低氮氧化物排放量也有重要意義。本工程中所選用雙尺度低氮燃燒器采用垂直性大鈍體濃淡煤粉分離技術，在燃燒器出口部位形成回流區，可有效提高燃燒器出口區域溫度。同時，整套工藝系統中采用低氮氧化物燃燒器、一次風噴口集中且濃淡組合，以及接力熱回流環渦穩燃等相關技術手段，使三種動渦在鍋爐內部燃料燃燒過程中連續巷口，優化鍋爐燃燒噴口部位煤粉熱解著火反應下碳著火燃燒區段的三場特性，更有利于實現與鍋爐中心復合射流大渦的可靠連接。環渦內碳粒的停留時間因內回流率提升而明顯延長，環渦內碳燃燒發熱量也有顯著提高，對燃料燃燒熱量的累積有重要作用。除此以外，雙尺度低氮燃燒技術作用下能夠在鍋爐爐膛近壁區內形成較低且穩定溫度，避免灰例大量附壁區域，燃料燃燒中火焰邊部可進行有效調節與控制，強化對水冷壁的保護，避免了爐膛結渣的問題，綜合效果確切。

結束語：本文針對河北華電石家莊鹿華熱電有限公司2*330MW空冷供熱機組鍋爐設備燃燒期間所選用燃燒的基本特性進行分析，從煤質特性、灰成分、以及點火助燃用油對燃料關鍵特性參數進行總結，然后研究了雙尺度低氮燃燒技術在鍋爐燃料燃燒中的應用，驗證了該技術方案對避免爐膛結渣，提高燃盡效率，降低氮氧化物排放量的重要價值。