130t/h锅炉主燃烧器结构设计与燃烧优化措施分析

莫才颂王岗罡何 明

（1.广东石油化工学院机电工程学院，广东 茂名 525000；2.中国人民解放军驻211厂军事代表室，北京 100076；3.茂名热电厂，广东 茂名 525000）

130t/h锅炉主燃烧器结构设计与燃烧优化措施分析

莫才颂1王岗罡2何 明3

（1.广东石油化工学院机电工程学院，广东 茂名 525000；2.中国人民解放军驻211厂军事代表室，北京 100076；3.茂名热电厂，广东 茂名 525000）

针对某热电厂130t/h锅炉炉膛燃烧情况，对主燃烧器进行了结构设计，并提出燃烧过程的优化措施，解决了该炉长期以来存在的严重结焦问题，扩大了燃煤适应性，实现了锅炉燃烧优化，保证了锅炉运行的安全和经济性。

锅炉；燃烧器；燃烧优化

一、锅炉概况

1.锅炉主要设计参数

燃料耗量：14 950kg/h；热风温度：330℃；排烟温度：160℃；炉膛断面尺寸：6 225mm×6 375mm；炉膛容积：678.73m3；炉膛出口烟温：1 012℃；燃烧器及布置方式：四角、直流切向布置。

2.燃烧器设计参数

燃烧器设计参数如表1所示。

表1 燃烧器设计参数

二、主燃烧器结构设计分析

燃烧方式采用摆动式四角切圆燃烧技术与低NOx燃烧系统。通过分析煤粉燃烧时NOx的生成机理，低NOx煤粉燃烧系统设计的主要任务是减少挥发份氮转化成NOx，其主要方法是建立早期着火和使用控制氧量的燃料及空气分段燃烧技术。主要组件为：主燃烧器，分离布置的三次风，高位布置的可水平摆动的分离燃尽风（SOFA），水平浓淡煤粉燃烧器。

在降低NOx排放的同时，着重考虑提高锅炉不投油低负荷稳燃能力和燃烧效率。通过采用合适的技术来防止炉内结渣、高温腐蚀和降低炉膛出口烟温偏差。

主燃烧器由5层一次风，6层二次风和2层备用二次风喷嘴组成。其中A层为水平浓淡煤粉燃烧器，B层仍然是原来的微油点火燃烧器，C、D、E层为水平浓淡燃烧器；BC和DE层二次风为油风室，共有8支油枪。A、B一次风之间布置有风量较少的AB层二次风以实现一次风相对集中布置，CD层二次风结构与其相同。为满足调节再热汽温的需要，C、D、E层一次风和BC、CD、DE、EE层二次风采用摆动结构，由内外连杆组成一个摆动系统，由一台气动执行器集中带动作上下摆动，摆动角度为±20°。为满足锅炉汽温调节的需要，主燃烧器喷嘴采用摆动结构，由内外连杆组成1个摆动系统，由1台气执行器集中带动作上下摆动。SOFA燃烧器同样由1台气执行器集中带动作上下摆动，同时手动驱动机构也可以使SOFA喷嘴在±15°范围内水平摆动。

在燃烧器二次风室中配置了二层共8支油枪，点火装置采用高能电火花点火器，油枪、点火器和火焰检测器均采用原配设备。煤粉燃烧器平面布置图如图1所示。

在主风箱上部布置有SOFA（Separated OFA，分离燃尽风）风箱，包括2层可上下和水平摆动的分离燃尽风（SOFA）喷嘴以及2层固定的三次风（图2）。

连同煤粉喷嘴的周界风，每角主燃烧器和SOFA燃烧器各有二次风挡板17组，除三次风的周界风以外均由气动执行器单独操作。三次风停运时另有风冷却，周界风仅仅是备用的手段，所以挡板手动调节。

图1 煤粉燃烧器平面布置图

图2 主风箱布置图

燃烧器采用水冷套结构，由角部水冷壁弯成以保护喷嘴不致过热。

三、燃烧器燃烧优化措施

1.减少A、B和C、D层一次风之间的二次风量以实现一次风相对集中布置。减少着火初期混入一次风的相对低温的二次风量是稳定着火的有效措施。在烧劣质煤时可以关小这两层二次风，燃烧器的布置方式就变成了完全的劣质煤型方式。

2. A、C、D、E层一次风采用百叶窗式水平浓淡燃烧器。水平浓淡燃烧使一次风出口处沿水平方向形成浓、淡两部分气流，浓煤粉气流被引至一次风燃烧器喷口的向火侧；淡煤粉气流被引至燃烧器喷口的背火侧。向火侧一次风进入炉膛后与炉内上游的高温烟气湍动混合，可使浓煤粉迅速升温着火燃烧。浓侧煤粉气流着火后，淡气流及时混入，可实现总体的稳定着火和燃烧。

3.为强化着火，水平浓淡燃烧器设有竖直钝体，已着火的热烟气可以通过钝体所形成的回流区进入一次风气流内部。

4.水平浓淡燃烧器的周界风仅位于背火侧，这样设计减少了着火初期混入的周界风量，有利稳定燃烧。低负荷时减少甚至关闭周界风可以起到推迟送风、稳定燃烧的作用。

5.水平浓淡燃烧器浓侧气流以一定角度反切布置，可以强化风粉气流与热烟气的换热稳定燃烧。

四、结语

1.通过燃烧器设计改造及燃烧优化措施，成功解决了某厂130t/h锅炉结焦严重、无法满负荷运行等问题。

2.改造的130t/h燃气锅炉经过1年多的运行，事实证明此燃烧优化改造措施是可行性，大大降低了生产运行成本，提高了机组的运行可靠性。

[1] 王鹏．锅炉燃烧控制系统优化[J]．自动化技术与应用，2012（12）：94-95.

[2] 徐远意．锅炉燃烧器损坏原因及治理方案[J]．科技创新与应用，2012（10）：77-78.

[3] 朱松森，温智勇．某发电厂锅炉燃烧器喷嘴着火和结焦分析[J]．广东电力，2012（4）：100-102.

[4] 胡平凡等．300MW机组锅炉贫煤改烧烟煤的试验研究[J]．热力发电，2009（8）：79-82．

[5] 朱存旭等．670t/h锅炉结焦原因分析与燃烧器改造[J]．应用能源技术，2012（9）：15-18．

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