内容发布更新时间 : 2024/12/24 1:41:50星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
贵州金元集团纳雍二厂锅炉燃烧器改造
中电投贵州金元集团纳雍发电总厂 敖勇
一、 锅炉设备简介
二厂锅炉为哈尔滨锅炉厂引进英国BEL公司技术制造的HG-1025/17.3-WM18型“W”型火焰锅炉。锅炉为单炉膛平衡通风、露天布置、全钢架结构，一次中间再热、亚临界参数、自然循环单汽包锅炉。采用沈阳重型机械厂生产的双进双出磨煤机，正压直吹式制粉系统，“W”型火焰燃烧方式。并配置BEL公司专门用于燃用低挥发份燃料的旋风分离缝隙式燃烧器。尾部设置分烟道，采用烟气挡板调节再热器出口汽温。锅炉本体采用露天戴帽布置，固态连续排渣。在尾部竖井下设置两台哈尔滨锅炉厂有限公司生产的三分仓容克式空气预热器。
锅炉容量及主要参数如下： 名 称 单位 BMCR ECR 过热蒸汽流量 t/h 1025 976 过热器出口蒸汽压力 MPa 17.40 17.33 过热器出口蒸汽温度 ℃ 540.0 540.0 再热蒸汽流量 t/h 837 795 再热器进口蒸汽压力 MPa 3.831 3.647 再热器出口蒸汽压力 MPa 3.655 3.481 再热器进口蒸汽温度 ℃ 323.7 318.9 再热器出口蒸汽温度 ℃ 540.0 540.0 省煤器进口给水温度 ℃ 281.0 277.8 锅炉设计技术特点 炉膛为上、下炉膛，下炉膛使用大面积的卫燃带，将热量辐射到进入下炉膛的高温燃料空气混合物。在炉膛肩部产生一个循环区域，使高温烟气进入火焰根部，有助于初期点火。下炉膛提供了极长的高温停留时间，有利于燃烬。燃烧器为缝隙式燃烧器，并采用高速、无湍流二次风。扁焰布置使尽可能多的空气引向炉膛拱部，有助于增加动量。高速二次风提供煤粉初期燃烧所需的空气，并使火焰充分向下延伸，保证形成良好的空气动力场。一小部分热空气作为三次风引向灰斗结合处，提供煤粉燃烧后期所需的氧气，确保煤粉的充分燃烬，并实现分级配风，抑制NOX生成，但
其流量不得干扰火焰的穿透性。
燃烧器布置在前、后墙拱上，一次风粉混合物可以以较低的速度引入炉膛。在到达燃烧器之前，通过旋风分离器一次风粉混合物得以浓缩，以减少着火前需要的着火热量。富集的煤粉混合物以低速进入炉膛，有较长时间通过炉膛的高温区。炉膛的肩部能够使热烟气集中在火焰的根部，从而在剪切和扩散作用将煤粉送入二次风内之前促进煤粉释放出挥发分并着火。
二、改造前存在的主要问题 （一）、燃烧稳定性差
表现为燃烧不稳定、火焰晃动、炉膛负压波动大、炉膛温度偏低、煤种适应性差。 （二）、下炉膛前后墙火焰偏烧严重
下炉膛前后墙火焰对称性差，有较严重的偏烧现象。 （三）、燃烧经济性差
锅炉飞灰含碳量大，锅炉效率低。 （四）、炉膛结焦严重
机组运行后频繁发生炉内垮焦灭火事故。 三、改造方案：
（一）、将乏气风火嘴移至靠炉膛中心相邻的两条二次风处，面积与乏气喷口相同。原乏气喷口通二次风。如下图。
设计燃烧器
燃烧器改造方案
原燃烧器设计采用均等配风方式，一次风离开喷口后很快与二次风混合，被二次风稀释的一次风着火距离长，燃烧稳定性差，不利于无烟煤的燃烧。
改造方案将乏气风移至靠炉膛中心的二次风处，一方面减少了一次风相间处的二次风，乏气煤粉相对集中布置，整体增加了向火面的煤粉浓度，另一方面原乏气喷口处通入二次风，有效防止前后墙结渣，改造方案不影响二次风的整体下冲动量。由于乏气煤粉细度较小，靠近高温区域的乏气煤粉很容易着火燃烧，可弥补乏气风温度较低对主燃烧气流的影响。计算机数值模拟计算显示，改造后效果良好，如下图示：
从燃烧模拟图可看出，改造前前后墙火焰对称性差，下炉膛有较明显的偏烧现象，燃烧器区域低温区域较大，着火距离长，乏气煤粉未能及时着火燃烧，但在前后墙三次风上区域有较明显的贴墙的高温区域。
改造后前后墙火焰对称性好，下炉膛充满度好，燃烧器区域着火温度高，着火距离短，前后墙有二次风形成的防止水冷壁结渣的贴壁风。由于乏气煤粉靠近炉膛中心，且与浓相煤粉相邻，乏气煤粉能很快着火燃烧。
此外，二次风配风方式建议采取两边大、中间小的方式，模拟计算和实践都证明这种配风方式有利于燃烧稳定和燃尽。
此种改造方案简单易行，改造后锅炉燃烧效果好。 （二）、三次风与水平方向成55°下倾。
三次风下倾对锅炉火焰的燃烧对称性有重要影响。从冷态试验流场可看出，原设计三次风风道虽然是55°下倾的，但出口实际上基本呈水平方向进入炉膛。这样就导致冷态下前后墙流场的不对称，而在保证实际三次风下倾55度喷入后，对称性明显改善，如下图示：
三次风改前流场
三次风改后流场
实际三次风下倾角度大幅度衰减的根本原因在于三次风喷口宽度比三次风风室宽度要小得多，在三次风喷口处（此处已没有叶片或风道的导向作用），三次风向前流动速度大幅度增加，而向下的分速度并没有变，根据速度合成原理，三次风喷口出口三次风倾角就明显变小了。而不是像有的