火电厂660MW超临界燃煤锅炉燃烧器运行特性

唐宏韬

摘要：火力发电是目前最主要的发电形式，火电厂运行过程中需要应用不同规格的燃煤锅炉，其中660MW超临界燃煤锅炉是最为重要的部分之一。锅炉运行过程中燃烧器是最为关键的部分之一，其运行特征直接影响着锅炉的运行。本文针对660MW超临界燃煤锅炉，分析其燃烧器运行特征，希望能够对相关专业人士有所帮助。

关键词：火电厂;超临界燃煤锅炉;燃烧器;运行特征

1 引言

某发电厂锅炉采取的是超临界参数本生直流锅炉，此锅炉采取的是旋流燃烧器，该燃烧器采取的是单炉膛结构以及低NOX轴方式，其按照前后墙对冲燃烧的方式运行，主要进行无烟煤的燃烧。另外，预制配合的制煤系统主要采取的是双进双出钢球磨煤机正压直吹式制粉系统，为了确保其正常运行，每一台锅炉都会匹配4台双进双出钢球磨煤机（具体型号：BBD-4360）。

2 燃烧系统的特点分析

（1）燃烧器分析

此锅炉燃烧器主要采取的是前后墙的设置方式，能够实现对冲燃烧。在实际布置时会在前后墙的相应高度（分别为：18.35m、22.19m、26.04m、29.89m）各布置4排燃烧器，每一排分别设置4只LNA SB燃烧器（主要包括：一次风道、二次风道、三次风道、旋流控制机构、中心风孔、喉口等），前后墙共设置32只此类燃烧器。具体布置时，需要在最上层煤粉燃烧器的上部（高度为33.39m）前后墙分别设置燃尽风口，为了能够充分排风，需要每一排设置7只燃尽风口（前后墙共14只燃尽风口）。燃烧器设置有分风箱（分成前后墙风向），按照燃烧器前后墙所设层数分别在前后墙设置4个小风箱，每一排燃烧器可以通过1个小风箱进行进风，用于燃烧。另外，每一只LNA SB燃烧器都配备1只油枪，主要用于燃烧器的点火之用。

（2）LNA SB燃烧器的燃烧配风方式分析

第一，一次风情况。主要通过一次风机进行一次风供应，通过一次风能够对磨煤机原煤进行干燥，同时能够将完成磨制的煤粉引入到LNA SB燃烧器当中（利用燃烧器一次风入口的弯头组件等），之后经过燃烧器的一次风管进入到炉膛当中。从一次风管结构来看，在接近炉膛端部位置设置有相应规格的整流器，通过整流器的作用能够确保煤粉气流进入到炉膛之前进行浓缩，通过此种浓缩与二次风、三次风调节进行配合，从而有效降低燃烧初期的NOX量。

第二，二次风以及三次风情况。主要是通过燃烧器风箱来对燃烧器进行二次风、三次风供应，为了确保进入到燃烧器的各个分风量可以处于平衡状态，需要在每个燃烧器中设置风量均衡挡板。在二次风、三次风输送过程中，利用设置在燃烧器内部的环形通道可以确保不同风在合适燃烧阶段进入到炉膛内部。另外，在燃烧器内也设置有套筒式的挡板，通过挡板的调节作用能够保证二次风、三次风进行相应比例的分配。另外，在不同的通道中分别设置有旋流装置，但是两种旋流装置有所差异，其中二次风旋流装置能够顺着轴向进行调节，通过调节能够控制二次风的旋流强度。而三次风的旋流装置属于无法调节式，其设置在燃烧器出口最前部位置。风量与旋流挡板调节杆都穿过燃烧器面板，可以对燃烧器、风箱之外挡板位置实施调节。

第三，中心风以及燃尽风（OFA）。对于燃烧器来说，中心风管的作用在于进行点火设备的设置。中心风在经过中心风管之后进入到炉膛内部，从而为点火设备运行提供必要的风量，同时能够在点火设备暂停运行情况下避免灰渣的聚集;对于燃尽风来说，其风口主要具有“中央气流”以及“外圈气流”等2股单独的气流，其中中央气流属于非旋转型气流，此气流能够直接进入到炉膛中心位置，而外圈气流则为旋转气流，其能够和接近炉膛水冷壁上升烟气进行混合。

3 锅炉运行特性分析

（1）风粉量均匀性

为了能够确保风量均匀地进行匀的进行分配，需要在二次风系统的燃烧器左右侧风道设置相应装置进行风量的监测，并且在前后墙大风箱位置设置风压测点，在实际运行过程中能够按照风量、风压具体值为参照进行燃烧器总风门开度的调整，正常情况下前墙风门的开度要超过后墙风门，通过这些操作能够确保每一排燃烧器风量可以均匀分配。另外，前后大风箱分隔控制每一排燃烧器的总体风量，可以利用风量均衡挡板对于每一个燃烧器风量实施调节，但是缺少比较有效的措施来对风量进行监控。同时，挡板调节采取的是手动拉杆的方式，并不利于调节，特别是在热态情况下容易产生卡涩的情况，所以为了避免出现此问题最好要在冷态下将其调整好，热态保持恒定状态运行。

从现阶段来看，直吹式对冲炉主要采用2种方式进行供粉，分别为：单台磨煤机供一层燃烧器、单台磨煤机供前墙或者后墙一排燃烧器的方式，具体应用何种方式要参照燃烧器所具有的成熟、磨煤机的台数等来确定。通过分析可知，此电厂锅炉主要采取单台磨煤机供一层燃烧器进行供粉，每一台磨煤机能够对8个燃烧器进行供粉，不同的位置来对不同区域进行供粉，其中驱动端主要供前墙燃烧器，非驱动端主要供后墙燃烧器。采取此种方式进行供粉，应用的磨煤机数量较少，每一台磨煤机具有较大的出力，但是在煤粉分配均匀性方面还具有缺陷，特别是对于前后墙来说在系统阻力方面具有比较大的偏差。在进行冷态运行时可以利用对可调缩孔开度进行调节来确保8个一次风管阻力的平衡，但是热态运行时情况有所差异，很难完全将煤粉分配偏差徹底消除掉。

（2）烟气/蒸汽温度偏差分析

此锅炉运行时主要采取的是前后墙对冲布置的燃烧方式，相对于四角切圆燃烧方式来说，由于此种燃烧方式并不具有炉膛出口气流残余旋转的问题，所以此种燃烧方式在烟温偏差、汽温偏差方面要小得多。总的来说，对冲炉烟温度偏差影响因素主要包括如下几方面，分别为：燃烧器热负荷分配不均匀、受热面洁净度不均匀、左右烟气挡板开度不同。在实际运行中主要是利用冷/热态磨煤机出口一次风速来调节燃烧器热负荷均匀性的，虽然此种方式能够一定程度降低偏差，但是无法彻底将其消除。热负荷偏差更多体现在水冷壁壁温以及中间点温度方面，从实际运行情况看此锅炉前后墙垂直水冷壁壁温偏差为6℃，左右侧分离器出口温度偏差为4℃，此偏差会在顺着过热器传输的交叉中消除掉。此锅炉在实际运行时，受到过热器与再热器烟气挡板结构故障的影响，左右两侧烟气挡板存在较大的开度偏差，这就会造成烟温偏差以及汽温偏差比较大，在对烟气挡板进行修缮之后有效解决了温度偏差的问题。

通过对实际运行情况分析可知：锅炉炉内部流场以及温度场都比较均匀，运行过程中高温再热器的出口烟温度偏差在15℃以下，而两侧的蒸汽温度相对均衡，再热汽温偏差<5℃。

（3）炉膛结焦倾向分析

通过分析可知，该锅炉结焦特性往往会受到煤结焦特性、炉膛结构参数、燃烧配风等相关因素影响，对于此超临界锅炉来说，在设计煤种情况下并不会产生较为严重的结焦情况。之所以会产生结焦问题，站在运行以及煤质角度来看，主要是由于煤灰熔点相对较低并且存在中等结焦属性，另外锅炉运行初始阶段的燃烧器配风也不够合理，同时存在着二次风旋流强度偏差较大、风量分配不均等问题。为了有效解决以上问题，要对配风实施必要的调整，主要是一定程度上降低二次风旋流强度（要将靠侧墙的燃烧器二次风旋流拉杆调节到偏小，其他调节到中间位置）。为了保证同一个层级的然说起每一个都具有较均匀的风量，可以将接近侧墙位置燃烧器风量均衡挡板一定程度调小。为了防止炉膛出现玷污结焦的情况，需要对水冷壁进行定期的清理，一般情况下需要对锅炉炉膛按照2次/天的频次进行吹灰，利用上述方式能够有效抑制锅炉结焦的情况产生。

（4）运行情况分析

从实际运行情况分析来看，锅炉煤质大体上处于稳定状态，飞灰可燃物Cfh总体上保持在2.5%左右，炉渣可燃物Clz总体上保持在1%左右，锅炉燃烧率始终保持在比较高的效率。

4 结束语

通过实际操作可知，此660MW超临界锅炉比较好的满足调剂煤质的运行需要，整体运行稳定性较好，相关技术指标符合设计标准，具有较好的运行效果。

参考文献：

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