板橋--330MW鍋爐燃燒器結(jié)構(gòu)分析

1、SG-1036/17.5-M871型鍋爐燃燒器結(jié)構(gòu)分析唐一心唐一心2011.112022-7-51設(shè)備概況n南京華潤(rùn)熱電有限公司共分兩期建設(shè)；一期工程2135MW機(jī)組分別于2004年5月31日和2004年12月5日投產(chǎn)；二期工程2330MW機(jī)組分別于2005年7月11日和2005年12月31日竣工投產(chǎn)移交商業(yè)運(yùn)營(yíng)，總裝機(jī)容量為930MW。n目前，一期機(jī)組已關(guān)停。n二期機(jī)組配套上海鍋爐廠制造的SG-1036/17.5-M871型亞臨界、一次中間再熱、控制循環(huán)汽包爐。2022-7-52燃燒器型式n該爐配套采用HP843中速磨冷一次風(fēng)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，四角切向燃燒，單爐膛倒U型露天布置，全鋼架懸吊

2、結(jié)構(gòu)，平衡通風(fēng)，固態(tài)排渣，燃燒器為WR型直流煤粉燃燒器。nWR型直流煤粉燃燒器，是美國(guó)燃燒工程公司為改善燃煤鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)著火和燃燒穩(wěn)定性能，于70年代后期研制出來(lái)的。n采用均等配風(fēng)直流式煤粉燃燒器，所謂均等配風(fēng)是指一、二次風(fēng)噴嘴相間布置，即在兩個(gè)一次風(fēng)噴嘴之間均等布置一個(gè)或兩個(gè)二次風(fēng)噴嘴，出口氣流為直流射流或直流射流組的燃燒器。2022-7-53存在問(wèn)題n我司在2007年、2009年、2011年的機(jī)組檢修過(guò)程中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了燃燒器燒損的問(wèn)題，就此問(wèn)題對(duì)燃燒器的技術(shù)來(lái)源、結(jié)構(gòu)和損壞原因進(jìn)行初步的分析，試圖找出解決辦法。2022-7-54布置方式n具體布置型式是：每角一次風(fēng)噴嘴5只、二次風(fēng)噴嘴9只

3、。一、二次風(fēng)噴嘴間隔布置，即在每一個(gè)一次風(fēng)噴嘴的上下方都有二次風(fēng)噴嘴，而且噴嘴間距較小。n燃燒器最高層為上二次風(fēng)噴嘴，其作用除供應(yīng)上排煤粉燃燒器所需空氣外，還可提供爐內(nèi)未燃盡的煤粉繼續(xù)燃燒所需空氣。n燃燒器最低層為下二次風(fēng)噴嘴，其作用除供應(yīng)下排煤粉燃燒器所需空氣外，還能把煤粉氣流中的析出的粗煤粉托住，使其燃燒而減少機(jī)械不完全燃燒損失。n頂部配置有OFA及SOFA噴嘴，以達(dá)到分級(jí)燃燒降低NOx的目的。2022-7-55布置方式n燃燒器設(shè)計(jì)為擺動(dòng)可調(diào)式，每角有一組電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以調(diào)整A、B、C、D、E層一次風(fēng)噴嘴和AA、AB、BC、CD、DE、EE層二次風(fēng)噴嘴上下擺動(dòng)，一次風(fēng)噴嘴擺動(dòng)角度為上下20

4、、二次風(fēng)噴嘴擺動(dòng)角度為上下30；頂部2只二次風(fēng)噴嘴手動(dòng)調(diào)整，其擺動(dòng)角度為上30，下擺動(dòng)6。擺動(dòng)式燃燒器通過(guò)改變一、二次風(fēng)噴嘴角度的辦法來(lái)改變一、二次風(fēng)的混合時(shí)機(jī)，以適應(yīng)不同煤種的需要，還可用來(lái)調(diào)整爐內(nèi)火焰的位置，分配爐內(nèi)外的吸熱量，以調(diào)節(jié)和控制爐膛出口煙氣溫度，調(diào)節(jié)過(guò)熱蒸汽和再熱蒸汽溫度（主要是調(diào)節(jié)再熱汽溫）。另外在AB、BC、DE層二次風(fēng)噴嘴內(nèi)部裝有油槍。2022-7-56燃燒技術(shù)n我司#3、#4鍋爐分別于2008年10月、2009年11月對(duì)A層燃燒器進(jìn)行了微油點(diǎn)火改造，更換為微油點(diǎn)火燃燒器，A層一次風(fēng)噴頭不再參與擺動(dòng)調(diào)節(jié)。n3、4爐一次風(fēng)噴管采用的燃燒技術(shù)是國(guó)際上普遍采用的垂直濃淡煤粉燃燒

5、技術(shù)和同心反切燃燒技術(shù)。n垂直濃淡煤粉燃燒技術(shù)即：將煤粉氣流分成濃淡兩股，分層送入爐膛，濃淡氣流各自遠(yuǎn)離燃料燃燒的化學(xué)當(dāng)量比燃燒，從而可以抑制NOx生成，高濃度煤粉氣流易于著火和穩(wěn)定燃燒，從而提高了整個(gè)火焰的穩(wěn)定性。2022-7-57一次風(fēng)室與噴嘴結(jié)構(gòu)n在一次風(fēng)噴管入口彎頭內(nèi)不安裝導(dǎo)向裝置，利用煤粉氣流在彎頭處的慣性將氣流分成上下兩股，上股為高濃度煤粉氣流、下股為低濃度煤粉氣流，同時(shí)在一次風(fēng)噴嘴內(nèi)部裝有一個(gè)V形鈍體，其作用是使一次風(fēng)氣流在噴嘴前方的形成一個(gè)回流區(qū)，卷吸高溫?zé)煔猓鸬椒€(wěn)定燃燒的作用，該燃燒技術(shù)也稱為“上下濃淡燃燒”，其燃燒方式取得了良好的穩(wěn)定燃燒效果。2022-7-58燃燒技術(shù)n

6、但此燃燒方式也存在缺陷，主要表現(xiàn)在，由于一次風(fēng)風(fēng)速較低或是由于噴嘴形狀所致，含煤粉的一次風(fēng)氣流的剛性小于二次風(fēng)氣流，受到上游氣流的撞擊，一次風(fēng)氣流偏轉(zhuǎn)要大于二次風(fēng)，使一次風(fēng)首先貼向壁面，二次風(fēng)則偏轉(zhuǎn)較小，在爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)，而濃一次風(fēng)貼向壁面則可能造成結(jié)渣或高溫腐蝕，并且不利于提高燃燒效率，為此，采用了同心反切技術(shù)。n同心反切燃燒技術(shù)即：二次風(fēng)射流沿著與一次風(fēng)射流相反的方向旋轉(zhuǎn)射入爐膛，一次風(fēng)沿煤粉管軸線射入爐膛后，在較大的二次風(fēng)射流的引射和沖擊下，被帶入沿二次風(fēng)射流方向旋轉(zhuǎn)的火球中。這樣一、二次風(fēng)強(qiáng)烈混合，有助于煤粉完全燃燒。同時(shí)，一次風(fēng)被包圍在爐膛中央，形成爐膛中央富燃料，爐膛周圍富氧氣的燃燒結(jié)構(gòu)

7、，大大減少了一次風(fēng)沖刷水冷壁結(jié)焦的可能性。2022-7-59燃燒器材質(zhì)n3、4爐一次風(fēng)噴管各部所用材質(zhì)是：一次風(fēng)噴管為鑄造件，材質(zhì)是球墨鑄鐵QT50-1.5；一次風(fēng)噴管噴嘴的內(nèi)部及鈍體為鑄造件，材質(zhì)為ZG3Gr20Ni7Mn ；一次風(fēng)噴管噴嘴的外部為焊接件，材質(zhì)是1Cr20Ni14Si2。2022-7-510噴嘴燒損原因分析n爐膛溫度偏高，爐膛火焰中心溫度偏高，爐膛高溫?zé)煔鈱?duì)燃燒器的輻射換熱增強(qiáng)，導(dǎo)致燃燒器噴嘴壁面溫度增高而燒損。n爐膛火焰中心偏斜，爐膛溫度和燃燒器噴嘴的溫度分布明顯不均，導(dǎo)致燃燒器燒損。n煤粉的揮發(fā)份高，一次風(fēng)風(fēng)速過(guò)低，煤粉射流的著火點(diǎn)距噴嘴過(guò)近，導(dǎo)致燃燒器燒損。n由于每臺(tái)磨煤機(jī)出口至燃燒器的煤粉管道路徑布置不同，會(huì)造成在同臺(tái)磨煤機(jī)一次風(fēng)風(fēng)速相同的情況下，有的煤粉管道出現(xiàn)積粉現(xiàn)象，那些沉積下來(lái)的煤粉長(zhǎng)期和熱風(fēng)接觸，易發(fā)生煤粉自燃和爆炸。特別是在煤粉揮發(fā)分高、濃度適宜、含氧量高、溫度較高等情況下，煤粉爆燃就特別容易發(fā)生，而導(dǎo)致燃燒器燒損。2022-7-511預(yù)防措施n合理調(diào)配周界風(fēng)量，對(duì)于停運(yùn)的燃燒器保持適當(dāng)?shù)闹芙顼L(fēng)保證噴嘴的冷卻效果。n做好鍋爐動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)，一次風(fēng)調(diào)平工作，減少一次風(fēng)管間的風(fēng)速、風(fēng)量不平衡，提高爐內(nèi)燃燒場(chǎng)的均衡，減少溫度不均現(xiàn)象，在減少燃燒器損壞的同時(shí)也有利于降低爐膛出口的煙氣溫度偏差減少汽溫偏差。n針對(duì)