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水平浓缩燃烧器在65t/h煤粉炉上的应用

黄激文 郭志明

（广东国营紫坭糖厂热电分厂 广东广州 511487 电话：020-84743408）

[内容摘要] 广东国营紫坭糖厂热电分厂#7号65t/h煤粉炉燃用煤种为烟煤，无烟煤和贫

煤互相搭配的混合煤，因为煤种变化频繁，运行中主要存在锅炉峰期出力不足、低负荷稳燃能力差和结渣等问题，为此采用水平浓缩煤粉燃烧器对原燃烧器进行改造。改造达到了预期的目的：提高了锅炉燃烧效率和出力，在低负荷（40～50%）运行时不投油稳燃，增强了锅炉对煤种和负荷的适应性，经济效益显著。

[关 键 词] 煤粉炉；水平浓缩煤粉燃烧器；百叶窗浓缩器。

1. #7号炉基本概况

紫坭糖厂热电分厂#7号锅炉系由北京锅炉厂（现北京巴威公司）设计制造，炉型为BG-65/39-M型的自然循环式煤粉炉，1986年7月投入运行至今。主要设计参数：额定蒸发量65t/h；过热蒸汽压力3.82MPa；过热蒸汽温度450℃；给水温度104℃；排烟温度158℃；锅炉效率为88.09%。

锅炉按无烟煤设计，采用热风送粉钢球磨煤机中间贮仓式制粉系统。炉膛断面为5450×5450mm正方形结构。锅炉燃烧器采用直流煤粉燃烧器，四角布置。燃烧器由上至下布置为：Ⅲ-Ⅱ-Ⅱ-Ⅰ-Ⅰ-Ⅱ，油枪置于下二次风道内。

我厂#7号锅炉设计煤种为无烟煤，但实际燃烧煤种与设计煤种相差较大，由烟煤，无烟煤和贫煤互相按一定比例搭配燃烧，而且煤种变化频繁，随之带来以下几个主要问题：（1）锅炉燃烧效率不高，燃烧调整困难，锅炉出力长期不足；（2）锅炉低负荷运行时，燃烧不稳定，遇到煤质较差时，经常出现炉膛黑火现象，甚至有时熄火，因而需要投油助燃；（3）经常出现结渣现象，影响炉膛吸热，有时落渣又影响炉膛燃烧。我分厂担负着向广州市供电及向全厂供电和供热任务，锅炉安全可靠性要求很高，还要参与电网调峰，锅炉昼夜负荷变化较大。针对#7号锅炉存在问题，我们与北京巴威公司讨论改造该炉的燃烧系统。我们要求改造

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要达到以下目的：（1）提高锅炉燃烧效率和出力；（2）低负荷（40～50%）运行时不投油稳定燃烧；（3）解决炉膛结渣问题。北京巴威公司提出用水平浓缩煤粉燃烧器对直流煤粉燃烧器进行改造的方案，水平浓缩煤粉燃烧技术能全面解决#7号锅炉存在问题，该技术属哈尔滨工业大学专利技术，已在国内多台煤粉炉上应用，取得了较好的效果。经过比较，我们决定采用北京巴威公司的改造方案。我厂是广东省第一家采用此技术改造锅炉燃烧器的厂家。

2. 水平浓缩煤粉燃烧技术的原理和优点

其原理如图1所示，在四角切向燃烧煤粉锅炉中，通过安装于燃烧器前一次风送粉管道上的高浓度比煤粉浓缩器，把一次风在水平方向上分成浓淡两股，其中一股为高浓度煤粉气流，含一次风粉中大部分煤粉，另一股的煤粉浓度很低，以空气为主。浓煤粉气流在向火侧切向喷入炉膛内，形成内侧假想切圆；淡煤粉气

12α 图1.水平浓缩煤粉燃烧原理图1--一次风管 2--煤粉浓缩器3--浓煤粉气流火嘴 4--淡煤粉气流火嘴 5--内侧假想切圆 6--外侧假想切圆7--水冷壁 8--氧化性气氛区 218 流在背火侧切向喷入炉膛内，形成外侧假想切圆，浓淡煤粉气流之间形成一定的夹角α。这样，在向火侧着火区域形成高温、高浓度区域，有利于稳燃；浓煤粉气流中煤粉燃烧处于偏离化学当量比燃烧，有利于抑制NOx的生成；浓煤粉气流着火后，淡煤粉气流逐渐混入，符合随燃烧进行供风的原则，有利煤粉燃烬。淡煤粉气流在背火侧喷入，从而在炉膛水冷壁附近形成氧化性气氛，提高了灰的熔化温度，可以防止结渣，并避免高温腐蚀。因此，水平浓缩煤粉燃烧可以同时实现高效、稳燃、防结渣与高温腐蚀的低污染燃烧。该燃烧器具有浓缩比高、阻力适中，浓缩比可调、磨损问题容易解决，不占额外空间，安装方便等优点。 3. 设备改造方案的制定和实施

合同要求下组一次风煤粉直流燃烧器改为水平浓缩煤粉燃烧器，在40%及以上负荷运行时燃烧稳定，不投助燃油枪，改造后锅炉效率要有所提高。为适应煤种变化，水平浓缩燃烧器要有一定的调节范围。于2002年1月进行具体的改造实施。

3．1 只对下一次风燃烧器改为水平浓缩燃烧器，采用百叶窗式煤粉浓缩器。具体理由为：（1）锅炉在谷期出力为40～50%时，一般以下组燃烧器燃烧为主；（2）根据燃烧原理，炉内有一层一次风着火稳定，将改善整个炉膛的着火稳定状态。因而只改下一组燃烧器，可达到预期的稳燃目的。并将下一组燃烧器从原来标高8940mm下移到8735mm。煤粉浓淡分离的方法主要有：（1）弯管的惯性分离作用（垂直或水平）；（2）百叶窗式浓缩器；（3）偏置钝体（挡块）的绕流作用；（4）旋流叶片煤粉浓缩器；（5）旋风分离器等。百叶窗式煤粉浓缩器具有结构简单、紧凑，档板角度可调整和更换方便等优点。

3．2 根据水平浓缩煤粉燃烧技术原理，在高浓度煤粉一侧形成缺氧区，为避免煤粉燃烧滞后，燃烧中心升高，在上下组燃烧器之间加装一组二次风补风管，每一组由两条风管组成，作为补充二次风。并将下二次风喷口截面扩大，与下组燃烧器之间的距离由原来的500mm缩短为320mm。改造后整个燃烧器布置为：Ⅲ-Ⅱ-Ⅱ-Ⅰ-Ⅱ-Ⅰ-Ⅱ，油枪置于下二次风道内。

3．3 为均衡整个炉膛的风量，同时将上、中二次风喷口截面缩小。

3．4 重新敷设卫燃带，采用品字形打法，主要目的是为了防止结渣。

4. 调试与运行 4.1冷态调平试验

#7号锅炉燃烧器于2002年1月22日完成。1月25日进行炉内冷态空气动力

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