彭國文

（廣東粵瀧發(fā)電有限責(zé)任公司廣東羅定 527217）

鍋爐無煙煤改燒煙煤的燃燒器改造

彭國文

（廣東粵瀧發(fā)電有限責(zé)任公司廣東羅定 527217）

根據(jù)羅定電廠鍋爐無煙煤改燒煙煤對燃燒器的要求，詳細(xì)討論分析了水平濃淡分離直流燃燒器的濃縮器結(jié)構(gòu)、噴口結(jié)構(gòu)、燃燒器的層距、降NOx技術(shù)的改進(jìn)和運(yùn)行監(jiān)測、控制措施等方面的內(nèi)容，改造完成后，運(yùn)行情況表明，完全達(dá)到改造前的要求。

煙煤；燃燒器；改造

1 設(shè)備概述

羅定電廠2×135MW機(jī)組鍋爐為東方鍋爐廠設(shè)計(jì)制造的DG420／13.7-Ⅱ2型鍋爐，為一次中間再熱Π型布置、超高壓自然循環(huán)汽包爐，平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、采用管式空氣預(yù)熱器、鋼筋混凝土構(gòu)架(單排柱)。燃燒器為百葉窗水平濃淡直流燃燒器，一次風(fēng)噴嘴出口形狀為矩形，出口截面已固定，四角布置，切向燃燒；假想切園直徑為Φ500mm～Φ700mm左右。鍋爐原設(shè)計(jì)煤為Vdaf＝10.6%的貧煤，校核煤種為Vdaf＝8.4%的無煙煤。原設(shè)計(jì)燒無煙煤時(shí)為提高穩(wěn)燃性能燃燒器區(qū)敷設(shè)其面積為246m2，厚度60mm的衛(wèi)燃帶；因無煙煤市場上采購困難，而且燃用無煙煤煤耗相對較高，為降低電廠成本和供電煤耗，2012年公司利用A級檢修的機(jī)會(huì)，將兩臺(tái)鍋爐設(shè)計(jì)煤種改為Vdaf＝40.66%的山西煙煤，鍋爐改造前后設(shè)計(jì)煤種資料如表1所示。

2 燃燒器改造要達(dá)到的要求

根據(jù)煙煤的普遍特性和電廠的需求，燃燒器改造需達(dá)到以下幾個(gè)方面的要求（1）增強(qiáng)燃燒器對煙煤的適應(yīng)能力，提高燃燒煙煤的安全性和經(jīng)濟(jì)性；（2）滿足鍋爐最低不投油穩(wěn)燃負(fù)荷≤50%額定負(fù)荷要求；（3）防止燃燒器提前著火，防止噴口被燒損；（4）降低NOx排放，排放濃度不超430Nm3；（5）鍋爐不產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)焦和高溫腐蝕。

3 燒器的改造措施

（1）燃燒器的選擇和布置。根據(jù)現(xiàn)場條件，和原來一樣，燃燒器為四角布置、切向燃燒、噴嘴固定、仍采用百頁窗式水平濃淡燃燒器，組織濃淡偏差燃燒，雙切圓布置方式，假想切圓直徑為Φ500mm～Φ700mm左右。燃燒器與角部水冷壁之間采用高強(qiáng)螺栓連接，并隨水冷壁一起膨脹。保留原來每角燃燒器布置的兩層輕油槍，全爐8只輕油槍總出力約為20%BMCR輸入熱量，單只油槍出力約為800kg/h，采用原來燃油和油壓。燃燒器設(shè)計(jì)參數(shù)如表2：

表2 燃燒器設(shè)計(jì)參數(shù)

（2）燃燒器一次風(fēng)粉濃縮器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。煙煤比無煙煤的揮發(fā)分高，容易著火，必須防止煤粉在一次風(fēng)管或燃燒器內(nèi)提前著火和結(jié)焦，具體改進(jìn)方法是a)調(diào)整濃縮器的橫截面積，使其在燃燒實(shí)際煤種時(shí)濃縮器內(nèi)的速度保持在20m/s左右；在燃燒器內(nèi)，通過增加濃縮器內(nèi)葉片間距、減小葉片長度、減小葉片傾角等措施降低燃燒器的濃淡比到燃燒煙煤需要的值；以便使燃燒器噴口濃淡兩側(cè)在較小的濃淡風(fēng)量偏差下實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)拿悍蹪舛缺?，防止鍋爐的燃燒器燒壞及結(jié)焦、降低NOx生成、防止?fàn)t膛結(jié)焦。b)改進(jìn)燃燒器內(nèi)的葉片結(jié)構(gòu)，主要是為了消除葉片后因氣流的繞流作用而形成的回流區(qū)，防止煤粉沉積，避免煤粉在燃燒器內(nèi)提前著火和結(jié)焦，另外改進(jìn)燃燒器內(nèi)的葉片結(jié)構(gòu)還有減小燃燒器阻力的作用；濃縮器原結(jié)構(gòu)如圖1。改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖2。c）改進(jìn)濃縮器的耐磨性能。在濃縮器內(nèi)表面、楔形體表面、檔板的兩面都進(jìn)行貼防磨陶瓷內(nèi)襯處理，提高這些易磨損表面的表面硬度。

圖1 原設(shè)計(jì)燃燒器一次風(fēng)濃縮器結(jié)構(gòu)

圖2 改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)

(3)燃燒器一次風(fēng)噴口及周界風(fēng)風(fēng)口結(jié)構(gòu)改進(jìn)。a）噴口內(nèi)布置縱向鈍體，布置的鈍體能夠有效的提高穩(wěn)燃能力。b）將周界風(fēng)偏置（即增大淡側(cè)噴口周界風(fēng)口尺寸、減小濃側(cè)周界風(fēng)口尺寸）使得淡側(cè)的周界風(fēng)起到側(cè)二次風(fēng)的作用，增加淡測一次風(fēng)剛性，進(jìn)一步防范水冷壁高溫腐蝕和結(jié)渣現(xiàn)象的發(fā)生。c)將周界風(fēng)噴口四周做成翻邊結(jié)構(gòu)，適當(dāng)延遲周界風(fēng)與一次風(fēng)的混合，既保留了原有周界風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)—保護(hù)噴口，預(yù)防結(jié)焦，及時(shí)補(bǔ)氧；又能滿足燃燒實(shí)際難燃煤種時(shí)穩(wěn)燃的要求；一次風(fēng)噴口結(jié)構(gòu)示意圖如圖3。

圖3 一次風(fēng)噴口結(jié)構(gòu)示意圖

（4）爐膛衛(wèi)燃帶去除。爐膛內(nèi)246m2的衛(wèi)燃帶和衛(wèi)燃帶所留銷釘一并去除，將原來有銷釘?shù)乃浔诖蚰ス饣?，以防止該部位成為爐膛結(jié)焦源。

（5）噴口面積調(diào)整。根據(jù)煙煤的實(shí)際情況調(diào)整一、二次風(fēng)噴口截面面積，使一、二次風(fēng)速適應(yīng)新煤質(zhì)的要求。

（6）燃燒器層間距調(diào)整。

最下層一次風(fēng)噴口標(biāo)高維持不變，將各層一次風(fēng)噴口平均距離調(diào)整為1375mm左右。適當(dāng)調(diào)整燃燒器各層一、二次風(fēng)之間的距離，降低燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷，尤其對摻混了結(jié)焦性較強(qiáng)的神混煤及印尼煤，以防止和減輕爐膛水冷壁結(jié)焦的風(fēng)險(xiǎn)。

（7）全爐膛區(qū)域采用分級燃燒技術(shù)。為盡量降低NOx的排放，根據(jù)現(xiàn)場鍋爐實(shí)際空間位置及現(xiàn)場條件，在主燃燒器最上層煤粉燃燒器上方標(biāo)高21950mm、22650mm位置增加布置兩層燃盡風(fēng)OFA噴口，從而使?fàn)t內(nèi)燃燒布置大格局形成3個(gè)區(qū)域：初始燃燒區(qū)、還原區(qū)和燃盡區(qū)，從而在下部缺氧燃燒控制NOx排放，上部富氧燃燒控制飛灰含碳量，在降低NOx排放的同時(shí)，可有利于抬高火焰中心位置提高過、再熱汽溫；低NOx燃燒技術(shù)示意見圖1。

（8）熱工溫度測點(diǎn)加裝。

由于燃用煙煤可能會(huì)導(dǎo)致燃燒器噴口處提前著火，為加強(qiáng)監(jiān)視和控制，在噴口上外壁即上部周界風(fēng)的下內(nèi)壁距離出口30cm的位置加裝了燃燒器的溫度測點(diǎn)，在燃燒器一次風(fēng)濃縮器前約1m的一次風(fēng)管內(nèi)加裝一次風(fēng)風(fēng)粉混合溫度測點(diǎn)。

圖1 鍋爐分級高效低NOx燃燒技術(shù)示意

4 運(yùn)行控制措施

鍋爐的燃燒器按上述改造措施利用大修機(jī)會(huì)實(shí)施完成投入運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)當(dāng)混燒揮發(fā)分較高的煤種（如印尼煤）時(shí)，燃燒器噴口存在提前著火現(xiàn)象，經(jīng)過試驗(yàn)，采取以下如下措施后，順利解決了此問題。

（1）正常運(yùn)行應(yīng)維持一次風(fēng)壓在3000～3500Pa左右運(yùn)行，原則上保證一次風(fēng)速在25～28m/s的正常范圍內(nèi)運(yùn)行，防止燒壞噴口及防止一次風(fēng)管堵塞。

（2）控制一次風(fēng)粉混合溫度不超160℃，相應(yīng)的熱風(fēng)溫度約220～250℃；在滿足風(fēng)粉混合溫度的前提下，盡量提高熱風(fēng)溫度，以盡量降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率。

（3）正常運(yùn)行中要保證周介風(fēng)全開狀態(tài)，以保證噴口有適當(dāng)?shù)闹芙顼L(fēng)冷卻。

（4）控制燃燒器溫度不超400℃，如運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)燃燒器溫度升高及著火現(xiàn)象，立即減小落粉量，必要時(shí)，停止對應(yīng)給粉機(jī)運(yùn)行，保留一次風(fēng)量對該一次風(fēng)管子進(jìn)行吹掃冷卻，直到燃燒器溫度降下來和提前著火現(xiàn)象消失，再投入該給粉機(jī)運(yùn)行。

5 改造實(shí)施的效果

羅定電廠兩臺(tái)鍋爐自2012年5月利用大修機(jī)會(huì)全面完成上述改造措施，和實(shí)施上述運(yùn)行控制措施至今，已運(yùn)行近一年，效果良好，完全達(dá)到改造前的預(yù)期效果。

[1]柳成亮，防止鍋爐結(jié)焦及其水平濃淡燃燒器改造[J]．熱力發(fā)電，2005年，第12期：63-65

[2]陳紅，趙寶林，水平濃淡燃燒器穩(wěn)燃技術(shù)在41 0t／h鍋爐中的應(yīng)用[J]．云南電力技術(shù)，2007年，第 3 期：33-35

[3]溫智勇，宋景慧，鍋爐燃燒調(diào)整對氮氧化物排放的影響[J]《．廣東電力》2004年 第4期 25-28作者簡介：彭國文（1978.11.—），廣東羅定人，本科，工學(xué)學(xué)士，熱動(dòng)工程師。