四角切圓燃燒鍋爐燃燒器改造的技術(shù)探討

張興竹

（重慶電力建設(shè)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(xiàn)結(jié)焦以及超溫的情況，并且在燃燒器運(yùn)行過程中汽溫時(shí)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(diào)整，例如將噴嘴角度調(diào)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(jī)特性試驗(yàn)

由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)各個(gè)給粉機(jī)的轉(zhuǎn)速相同時(shí)，不同的給粉機(jī)所能達(dá)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(jī)在全速轉(zhuǎn)動時(shí)仍然具有較小的下粉量，那么在造成機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)就容易造成其他給粉機(jī)給粉量過大的情況，這樣很容易造成堵管現(xiàn)象，并且由于參與壓力自動調(diào)節(jié)的給粉機(jī)的數(shù)量不足，就容易造成爐內(nèi)局部煤粉量波動大的情況，會導(dǎo)致飛灰可燃物的含量大大提高。

2 燃燒機(jī)噴嘴的著火情況

下排一次風(fēng)噴嘴的噴嘴帶火情況普遍較為嚴(yán)重，而實(shí)施增加一次風(fēng)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(xiàn)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(gòu)造，下排的噴嘴內(nèi)具有呈現(xiàn)鋸齒狀的鈍體，這些鈍體使得噴嘴出現(xiàn)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(xiàn)帶狀?？梢源_定噴燃器的結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致噴嘴帶火的主要決定因素。并且可以通過給粉機(jī)特性的試驗(yàn)證明：煤粉混合器結(jié)構(gòu)不夠合理而導(dǎo)致的下粉量不均的情況也會導(dǎo)致噴嘴出現(xiàn)著火不穩(wěn)定的情況。

3飛灰可燃物過高

通過進(jìn)行不同煤種的燃燒試驗(yàn)可以知道，當(dāng)燃用混煤時(shí)飛灰可燃物的含量可以達(dá)到6%~9%，燃用富動39煤時(shí)含量可達(dá)1.5%~4%。并且，當(dāng)爐膛內(nèi)的氧量波動較為劇烈、給粉機(jī)下粉較為不暢時(shí)，會導(dǎo)致噴嘴附近的濃度出現(xiàn)較大的波動情況，這可能導(dǎo)致局部缺氧現(xiàn)象，使得飛灰可燃物的含量出現(xiàn)較大幅度的提高。在滿負(fù)荷時(shí)，氧含量通常較小，就容易出現(xiàn)飛灰可燃物偏大的情況，并且當(dāng)在進(jìn)行大混煤的燃用時(shí)，為了增加一次風(fēng)壓往往要減少送風(fēng)量，這就會出現(xiàn)氧含量過低的情況，從而導(dǎo)致飛灰可燃物的含量出現(xiàn)上升。

4 CO濃度測量試驗(yàn)

進(jìn)行燃燒時(shí)爐膛內(nèi)部的CO的濃度是十分不均勻的，CO含量超標(biāo)可能會導(dǎo)致燃燒鍋爐內(nèi)部的結(jié)焦特性差別大，而爐膛的氣流可能會出現(xiàn)刷壁現(xiàn)象。CO含量超標(biāo)的原因可能有二次風(fēng)速度不夠均勻以及噴燃器自身的結(jié)構(gòu)不夠合理等。

5 旁路煙道擋板試驗(yàn)

當(dāng)煙道的擋板開度增加時(shí)，再熱汽溫就會出現(xiàn)下降，鍋爐要維持原有的出力情況就要增加蒸發(fā)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(cè)煙氣的流速會出現(xiàn)一定程度的下降，會使得低溫再熱器吸熱量出現(xiàn)很大程度的下降。由此可知，當(dāng)對煙道擋板開度進(jìn)行增加時(shí)，就會使得排煙溫度升高。

二、對燃燒器以及低溫再熱器進(jìn)行的改造

1 將下排的一次風(fēng)噴嘴改造為濃稀相燃燒器，并且將其按照上淡下濃的結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置。濃稀相分離是通過爐前彎管將爐內(nèi)的粉和氣進(jìn)行分離，并且運(yùn)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(fēng)。對于下排濃稀相噴嘴應(yīng)當(dāng)采取擺動的方式來進(jìn)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(jìn)行布置，對于一次風(fēng)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(fēng)噴口改造為正切的15°，位于上部的二次風(fēng)噴口則改造為反切的11°，對于其他部位的二次風(fēng)噴口保持原樣不變。對于一、二次風(fēng)進(jìn)行同心反切布置能夠十分有效的降低爐內(nèi)存在的氣流的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度，還能在爐膛出口進(jìn)行殘余旋轉(zhuǎn)，并且能夠在爐壁區(qū)域形成一定范圍的富氧區(qū)，這能夠十分有效的減少水冷壁的結(jié)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(fēng)的風(fēng)門操作運(yùn)用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這能夠使得對周界風(fēng)進(jìn)行更好的控制調(diào)整。周界風(fēng)能夠調(diào)整一次風(fēng)煤粉氣流所需要的著火點(diǎn)，所以應(yīng)當(dāng)依據(jù)燃燒器的符合大小以及所燃燒的煤種的好壞來對周界風(fēng)的大小進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。由試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，周界風(fēng)的大小對于噴口的著火點(diǎn)具有很大程度的影響，當(dāng)不同噴口之間的著火距離過近時(shí)，對周界風(fēng)進(jìn)行增大就會出現(xiàn)著火明顯推遲的情況。對于周界風(fēng)的大小應(yīng)當(dāng)以噴口不帶火為原則。

4 由旁路煙氣擋板試驗(yàn)可知，當(dāng)旁路煙氣擋板處于全部關(guān)閉的情況時(shí)，低溫再熱器的側(cè)煙氣流速能夠增加39%，這會導(dǎo)致低溫再熱器出現(xiàn)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(diào)節(jié)性，應(yīng)當(dāng)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(shí)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(xiàn)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(jìn)行分析

1 鍋爐的燃燒工況能夠得到較好的改善，爐內(nèi)的飛灰可燃物的含量也會出現(xiàn)一定程度的降低，由固體未完全燃燒而導(dǎo)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(yù)器的漏風(fēng)情況得到了較為有效的控制，漏風(fēng)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(jié)語

當(dāng)燃燒鍋爐的燃煤情況無法達(dá)到原有的設(shè)計(jì)要求時(shí)，就可能使得燃燒器噴口出現(xiàn)帶火從而導(dǎo)致噴口結(jié)焦燒壞，燃燒器附近的水冷壁也可能出現(xiàn)結(jié)焦超溫等問題。通過對燃燒切圓直徑進(jìn)行減小、下層一次風(fēng)噴口進(jìn)行重新布置以及對一次周界風(fēng)進(jìn)行調(diào)整等措施，能夠較為有效的減少水冷壁的結(jié)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(jìn)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(yàn)研究[J].熱力發(fā)電，2003，32（06）：31-35.

[2]浙江電力試驗(yàn)研究所.臺州發(fā)電廠4號機(jī)組大修后空預(yù)器性能考核、鍋爐效率及機(jī)組散熱試驗(yàn)報(bào)告[R].2004.