組合式濃淡分離煤粉燃燒技術(shù)(陽(yáng)煤科技)

組合式濃淡分離煤粉燃燒技術(shù)在DG9.8/150—1型煤粉鍋爐中的應(yīng)用李升明王智麗

摘要山西國(guó)陽(yáng)新能股份有限公司（簡(jiǎn)稱國(guó)陽(yáng)）發(fā)供電分公司第三熱電廠鍋爐是東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG9.8/150—1型煤粉鍋爐，設(shè)計(jì)適用為無(wú)煙煤。國(guó)陽(yáng)發(fā)供電第三熱電廠從2002年起承擔(dān)起了陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)公司約300萬(wàn)平方米的集中供熱的任務(wù)。天氣氣溫的變化及供熱的要求會(huì)造成三臺(tái)爐隨時(shí)調(diào)整負(fù)荷運(yùn)行,這就要求鍋爐燃燒器的調(diào)節(jié)負(fù)荷的能力較強(qiáng)，但第三熱電廠鍋爐在現(xiàn)有條件下難以實(shí)現(xiàn)，只能從燃燒器的改進(jìn)上來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，第三熱電廠鍋爐應(yīng)用了組合式濃淡分離煤粉燃燒技術(shù)。在煤粉燃燒器噴口前部設(shè)置特殊的分離元件，把進(jìn)入噴口段的一次風(fēng)煤粉氣流分成上下淡、中心濃的氣流結(jié)構(gòu)，并恰當(dāng)組織回流預(yù)熱空間?？纱罅烤砦鼱t內(nèi)高溫?zé)煔?，滿足中心濃煤粉氣流著火熱需求，對(duì)中心的濃粉氣流有效加熱，使其穩(wěn)定著火、燃燒，所以穩(wěn)燃能力較強(qiáng)。通過(guò)對(duì)鍋爐燃燒器技術(shù)改造，取得了預(yù)期效果，鍋爐燃燒器穩(wěn)燃負(fù)荷范圍由原來(lái)的70%?100%擴(kuò)大到了40%?100%，大大降低了燃油消耗，節(jié)油率達(dá)到60%?90%,同時(shí)爐膛燃燒狀況得到了明顯改善，機(jī)械不完全損失大大降低，節(jié)能效果明顯。關(guān)鍵詞】電站鍋爐雙穩(wěn)燃可調(diào)濃淡燃燒器Separationofpulverizedcoalcombustion

technologycombinedBiasInDG9.8/150-1

PulverizedCoalBoilerAbstractShanxiGuoyangNewEnergyCo.,Ltd.(forshortGuoyang)madethethirdpowerplantboilerpowersupplybranchoftheEastboilerfactoryproductionDG9.8/150-1typepulverizedcoalboilers,designedfortheanthracite.Yangmadethecountrythethirdpowerplantsupplyfrom2002toassumetheYangquanCoalIndustryGroup,about300millionsquaremetersofheatingtasks.Weathertemperaturechangeandheatingrequirementswillcausethreefurnacesrunningatanytimeadjusttheload,whichrequirestheregulationoftheboilerburnerloadability,butthethirdpowerplantboilerdifficulttoachieveundercurrentconditions,canonlyburnAnimprovementuptoachieve.Toachievethis,thethirdapplicationofthecombinedthermalpowerplantboilerpulverizedcoalcombustiontechnologyBiasseparation.Burnernozzleinthefrontsetofspecialdiscretecomponents,toenterthenozzlesectionofapulverizedcoalflowintotheupperandlowerlight,thecenterconcentratedairflowstructuresandappropriatereturnofwarmspaceorganization.Entrainmentmaybealargenumberofhigh-temperaturegasfurnace,centralconcentratedpulverizedcoaltomeetdemandwithhot,densepowderflowtothecenterofeffectiveheating,tostabilizeignition,combustion,sostablecombustionability.Burnerthroughtechnologicalinnovation,toachievethedesiredresults,BoilerBurnersloadrangefrom70%to100%expandedto40%to100%,significantlyreducingfuelconsumption,fuel-savingrateof60%to90%,whilethefurnacecombustionconditionswereimproved,significantlyreducedmechanicallossesarenotentirelyenergy-savingeffectisobvious.Keywords：Theboilerburnstheadjustableshadeburnerbistable【目錄】摘要…………………………1Abstract……………………2目錄…………………………3第一章緒論…………………4選題目的……………………4選題意義………………………4主要工作……………………4第二章鍋爐運(yùn)行存的的問(wèn)題………………5鍋爐基本簡(jiǎn)介…………………5燃燒系統(tǒng)目前存在的主要問(wèn)題及原因分析…………………6第三章組合式濃淡分離燃燒器煤粉燃燒技應(yīng)用…………73.1燃燒器技術(shù)原理……………7燃燒器有關(guān)數(shù)據(jù)……………7濃淡燃燒技術(shù)方案…………8燃燒器使用規(guī)程……………9風(fēng)包粉煤粉燃燒方式對(duì)燃燒的影響………11改造后的調(diào)試試驗(yàn)…………13鍋爐燃燒器改造后的試驗(yàn)及運(yùn)行狀況……13鍋爐燃燒器改造后的技術(shù)效益……………17鍋爐燃燒器改造后的經(jīng)濟(jì)效益……………18鍋爐燃燒器改造后的不足…………………18第四章結(jié)論………………19致謝…………………………20參考文獻(xiàn)……………………21第一章緒論選題目的國(guó)陽(yáng)發(fā)供電第三熱電廠鍋爐是由東方鍋爐廠制造生產(chǎn)的DG150/9.8-1型鍋爐。該鍋爐為單鍋筒、自然循環(huán)。露天。高溫高壓。煤粉鍋爐。設(shè)計(jì)適用為無(wú)煙煤。第三熱電廠從2002年起承擔(dān)起了集團(tuán)公司集中供熱的任務(wù)，面臨著三臺(tái)爐母管運(yùn)行，天氣氣溫的變化及供熱的要求會(huì)造成三臺(tái)爐隨時(shí)調(diào)整負(fù)荷運(yùn)行，在每年的供熱初期及末期由于供熱量小會(huì)造成三爐低負(fù)荷運(yùn)行，這就要求鍋爐燃燒器的調(diào)節(jié)負(fù)荷的能力較強(qiáng)，才能適應(yīng)調(diào)負(fù)荷運(yùn)行，但第三熱電廠鍋爐在現(xiàn)有條件下難以實(shí)現(xiàn)。鍋爐本身的設(shè)計(jì)不足，而且應(yīng)用無(wú)煙煤，在低負(fù)荷下，由于爐膛溫度低，著火及穩(wěn)燃成了關(guān)鍵性的問(wèn)題，當(dāng)然投油槍可以解決，但成本太高，不能采取這種方法，因此只能從燃燒器的改進(jìn)上來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)由于第三熱電廠鍋爐燃燒器穩(wěn)燃負(fù)荷變化能力弱，穩(wěn)燃范圍為：70%?100%，節(jié)能效果與先進(jìn)的燃燒器相比差距也較明顯，先進(jìn)燃燒器節(jié)油率達(dá)到：60%?90%。因此鍋爐燃燒器必須進(jìn)行技術(shù)改造。為保證鍋爐設(shè)備正常運(yùn)行生產(chǎn)，減少運(yùn)行費(fèi)用，現(xiàn)選定本課題進(jìn)行研究。選題意義本論文通過(guò)對(duì)第三熱電廠鍋爐燃燒特性等進(jìn)行研究，總結(jié)國(guó)內(nèi)各電廠兄弟單位的設(shè)備運(yùn)行改造特點(diǎn)，提出鍋爐運(yùn)行、設(shè)計(jì)等方面的建議，以提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，為國(guó)陽(yáng)其它熱電廠鍋爐設(shè)備運(yùn)行整體技術(shù)水平的提高提供一定的參考。主要工作本論文將分析總結(jié)國(guó)內(nèi)沸騰爐的燃燒特性及其存在的問(wèn)題，針對(duì)它們的共性問(wèn)題，依據(jù)前人的研究成果及理論知識(shí)提出針對(duì)性的解決措施。以國(guó)陽(yáng)發(fā)供電第三熱電廠鍋爐是為例，針對(duì)其目前存在的問(wèn)題，提出相應(yīng)的改造方案，并將其付諸實(shí)踐，以降低運(yùn)行費(fèi)用。對(duì)運(yùn)行調(diào)整和改造實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，能夠提出其在設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行等方面的建議，以提高鍋爐運(yùn)行的安全經(jīng)濟(jì)性、可靠性。第二章鍋爐運(yùn)行存在的問(wèn)題鍋爐簡(jiǎn)介國(guó)陽(yáng)發(fā)供電第三熱電廠鍋爐是由東方鍋爐廠制造生產(chǎn)的DG150/9.8-1型鍋爐。該鍋爐為單鍋筒、自然循環(huán)、露天、高溫高壓、煤粉鍋爐。鍋爐本體呈n型布置，爐膛四周由膜式水冷壁組成。爐膛出布置屏式過(guò)熱器。在水平煙道及尾部中，依次布置高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器、尾部煙道內(nèi)布置由省煤器及管式空氣預(yù)熱器。表1:鍋爐基本數(shù)據(jù)序號(hào)項(xiàng)目單位表 /值1#爐2#爐3#爐1爐膛寬度（兩側(cè)水冷壁中心線距）mm6624662466242爐膛深度（前面水冷壁中心線距）mm6624662466243汽包中心線標(biāo)高mm3275032750327504鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高mm8000800080005鍋爐寬度（左右兩柱中心線距）mm8200082000820006鍋爐深度（前后兩柱中心線距）mm1720017200172007鍋爐寬度（頂棚管至爐底距）mm225002250022500鍋爐爐膛采用6624mmX6624mm，大切角正方形爐膛，切角寬度為724mm，爐膛截面為43.9平方米，爐膛頂棚標(biāo)高33.3m，水冷壁集箱標(biāo)高4.7m，爐膛總高度為25.5m，爐膛容積882立方米，屏下標(biāo)高25.4m，距上排燃燒器12.33m，火焰長(zhǎng)度L=20.92m，在爐膛上部設(shè)有1900mm深的折焰角。爐膛四角切圓處布置燃燒器，氣流在爐內(nèi)中心形成①408mm的假想切圓。4只燃燒器分布在四個(gè)切角上，每只有兩層一次風(fēng)噴口、四層二次風(fēng)噴口和一層三次風(fēng)噴口，按上二次風(fēng)、三次風(fēng)、上中二次風(fēng)。下中二次風(fēng)、上一次風(fēng)、下一次風(fēng)、下二次風(fēng)由上至下順序布置，點(diǎn)火油槍在下二次風(fēng)噴口布置。表2表2：、三次風(fēng)基本參數(shù)風(fēng)率％風(fēng)速m/s風(fēng)溫。C一次風(fēng)1926223二次風(fēng)63.350390三次風(fēng)13.75080爐膛漏風(fēng)率42.2存在的主要問(wèn)題及原因分析：存在問(wèn)題：現(xiàn)行鍋爐燃燒器穩(wěn)燃負(fù)荷變化能力弱，穩(wěn)燃范圍為：70%?100%；節(jié)能效果與先進(jìn)的燃燒器相比差距明顯，先進(jìn)燃燒器節(jié)油率達(dá)到：60%?90%。原因分析：鍋爐燃燒煤種發(fā)熱量低位發(fā)熱量Qnet,ar=18500kJ/kg，揮發(fā)分Vy=9.26%。由此可知：該煤種發(fā)熱量和揮發(fā)份較低（低于10%），而灰份卻高達(dá)30%的劣質(zhì)煤，這些對(duì)煤燃燒都十分不利。針對(duì)劣質(zhì)煤的穩(wěn)燃問(wèn)題，一般鍋爐設(shè)計(jì)制造廠家會(huì)設(shè)計(jì)瘦高型爐膛。現(xiàn)在鍋爐爐膛頂部標(biāo)高33.3米，寬6.64米，深6.64米，與同類型鍋爐比較，該爐膛斷面偏大，不屬于瘦高型爐膛。在燃燒劣質(zhì)煤粉時(shí)，因煤粉顆粒運(yùn)行行程較短，燃燒不完全，飛灰含碳量較高。第三章組合式濃淡分離煤粉燃燒技術(shù)的應(yīng)用燃燒器技術(shù)原理應(yīng)用了組合式濃淡分離煤粉燃燒技術(shù)。原理如圖1所示：圖1直流燃燒器原理圖直流燃燒器原理圖直流燃燒器原理圖在煤粉燃燒器噴口前部設(shè)置特殊的分離元件，把進(jìn)入噴口段的一次風(fēng)煤粉氣流分成上下淡、中心濃的氣流結(jié)構(gòu)，并恰當(dāng)組織回流預(yù)熱空間?？纱罅烤砦鼱t內(nèi)高溫?zé)煔?，滿足中心濃煤粉氣流著火熱需求，對(duì)中心的濃粉氣流有效加熱，使其穩(wěn)定著火、燃燒，所以穩(wěn)燃能力較強(qiáng)。通過(guò)對(duì)鍋爐燃燒器技術(shù)改造，取得了預(yù)期效果，鍋爐燃燒器穩(wěn)燃負(fù)荷范圍由原來(lái)的70%?100%擴(kuò)大到了40%?100%，大大降低了燃油消耗，節(jié)油率達(dá)到60%?90%，同時(shí)爐膛燃燒狀況得到了明顯改善，機(jī)械不完全損失大大降低，節(jié)能效果明顯。四角燃燒器的結(jié)構(gòu)尺寸和一、二次風(fēng)噴咀布置位置對(duì)于燃燒福建無(wú)煙煤尤為敏感。410%t/h爐，一般都設(shè)置兩層一次風(fēng)煤粉噴咀，在其上下布置二次風(fēng)噴咀。布置原則主要使一次風(fēng)煤粉射流能卷吸爐膛中高溫?zé)煔饣亓鳎岣咧饏^(qū)溫度，以利穩(wěn)定燃燒。為此二次風(fēng)不宜過(guò)早與一次風(fēng)混合，使著火區(qū)處于缺氧狀態(tài)，亦有利于減少NOx的生成。一、二次風(fēng)速與射流方向亦為重要，一般視爐膛大?。ú煌萘浚┯兴煌?。對(duì)于410t/h爐，為提高一次風(fēng)剛性，減少貼墻現(xiàn)象，把一次風(fēng)風(fēng)速（熱態(tài)）提高到30?35m/s。二次風(fēng)分配時(shí)，要注意到使下二次風(fēng)能起到托起上層一次風(fēng)煤粉，減少掉粉作用。在熱態(tài)狀況下，下二次風(fēng)速可提高到60m/s以上，增強(qiáng)了燃燒室下部氣流旋轉(zhuǎn)能力，減少四周弱風(fēng)區(qū)，擴(kuò)大爐膛中心弱風(fēng)區(qū)，延長(zhǎng)煤粉在燃燒中心的停留時(shí)間，提高燃盡度，提高鍋爐效率。燃燒器有關(guān)數(shù)據(jù)圖2:爐內(nèi)切圓四角平面圖（俯視圖）

刖后刖后圖3:燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸詳圖3.3濃淡燃燒技術(shù)方案采用濃淡燃燒采用多煤種、變負(fù)荷、可調(diào)煤粉濃淡穩(wěn)燃技術(shù)，其要點(diǎn)為：在一次風(fēng)管道內(nèi)加裝接擊式連續(xù)可調(diào)的煤粉氣流分離導(dǎo)向裝置，實(shí)現(xiàn)煤粉左右濃淡，濃淡比在1：1—7：1之間連續(xù)可調(diào)；通過(guò)導(dǎo)向裝置使高濃度煤粉導(dǎo)向向火側(cè)，低濃度煤粉導(dǎo)向背火側(cè)，達(dá)到穩(wěn)燃和防止結(jié)渣的目的；一次風(fēng)噴口采用水平翻邊波紋鈍體結(jié)構(gòu)，并使鈍體水平放置，促使高溫?zé)煔馀c煤粉氣流的接觸面增加，提高煤粉的穩(wěn)燃性能；在鈍體內(nèi)設(shè)置回流區(qū)調(diào)節(jié)裝置，達(dá)到回流區(qū)可控的目的，防止噴口饒壞和結(jié)渣。具體方案是將上、下一次風(fēng)改為可調(diào)濃淡燃燒器。在下一次風(fēng)噴口，裝有小鈍體。如下圖所示。煤粉濃淡分離燃燒技術(shù)撞擊式慣性煤粉濃淡分離裝置的基本設(shè)計(jì)思想是利用三角形擋環(huán)對(duì)煤粉顆粒的慣性導(dǎo)向作用，實(shí)現(xiàn)煤粉氣流的濃縮和分流，達(dá)到煤粉濃淡分離目的。如圖1所示。該分離裝置由原一次風(fēng)管道、撞擊塊、彎曲板及分隔板組成。撞擊塊安裝在一次風(fēng)管道壁面上，當(dāng)煤粉氣流流經(jīng)時(shí)，由于擋塊的導(dǎo)向作用，一部分煤粉氣流改變流動(dòng)方向，在這部分氣流中，由于煤粒顆粒的運(yùn)動(dòng)慣性遠(yuǎn)大于空氣的慣性，經(jīng)與擋塊碰撞后大部分反彈至濃側(cè)氣流通道，同時(shí)，由于導(dǎo)流作用在擋塊后形成一個(gè)低壓區(qū)，小部分煤粉顆粒隨空氣在壓差作用下繞流擋塊進(jìn)入淡側(cè)氣流通道。這樣，在擋塊作用下，煤粉氣流被濃縮，形成了濃淡分離。就濃淡燃燒技術(shù)而言，光實(shí)現(xiàn)了煤粉濃淡分離還是不夠的，必須把這兩股濃淡偏差氣流保持到燃燒器出口，因此，在擋環(huán)后面還設(shè)置了分離隔板。濃度的連續(xù)可調(diào)是通過(guò)改變擋塊位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)擋塊向來(lái)流方向（離開(kāi)濃淡分離隔板方向）移動(dòng)時(shí)，隨著擋塊與分離隔板及濃、淡氣流通道距離增加，被改變方向的煤粉氣流中的部分顆粒在壓差及管壁反彈作用下，重新回到淡側(cè)氣流通道，從而降低濃淡分離效果，達(dá)到煤粉濃度連續(xù)可調(diào)目的。其余尺寸保持不變?cè)诒痉桨钢?，由于燃燒器高度沒(méi)有進(jìn)行調(diào)整，因而主汽溫度和過(guò)熱器溫度基本不受影響。并且，由于使用了濃淡燃燒器，煤粉顆粒著火提前，有助于加強(qiáng)低負(fù)荷穩(wěn)燃效果，降低飛灰含碳量。3.4燃燒器使用規(guī)程燃燒器冷風(fēng)門的調(diào)節(jié)本燃燒器設(shè)計(jì)為節(jié)油穩(wěn)燃型，對(duì)于劣質(zhì)煤有明顯的低負(fù)荷穩(wěn)燃功能，但是對(duì)于發(fā)熱量比較高的煤，由于燃燒器噴口中心火焰溫度比較高，容易形成結(jié)焦。為了防止這種情況的發(fā)生，本燃燒器在設(shè)計(jì)時(shí)特別加了冷卻風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在煤質(zhì)比較好或滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，適當(dāng)開(kāi)啟此冷風(fēng)門，可有效防止結(jié)焦的形成。風(fēng)門的具體開(kāi)度可根據(jù)煤的發(fā)熱量結(jié)合鍋爐實(shí)際運(yùn)行狀況而定，一般煤質(zhì)可將風(fēng)門開(kāi)到30%左右，如果煤質(zhì)好，低位熱量值在20000KJ/KG以上時(shí)，風(fēng)門開(kāi)度開(kāi)到50%以上，煤質(zhì)特別差（低位發(fā)熱值低于16000KJ/KG）

或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況逐漸關(guān)小冷風(fēng)門直至完全關(guān)閉。因?yàn)橛绊懡Y(jié)焦的因素比較多，實(shí)際操作時(shí)可結(jié)合配風(fēng)情況等方面情況靈活控制。關(guān)于點(diǎn)火系統(tǒng)本點(diǎn)火系統(tǒng)是高能點(diǎn)火系統(tǒng)，在點(diǎn)火中必須注意以下幾個(gè)問(wèn)題：點(diǎn)火前必須對(duì)管道進(jìn)行蒸汽吹掃，吹掃壓力應(yīng)大于0.6MPA；點(diǎn)火順序：油槍進(jìn)f點(diǎn)火槍進(jìn)f吹掃閥開(kāi)一吹掃閥關(guān)f點(diǎn)火器點(diǎn)一火油閥開(kāi)f點(diǎn)火成功f點(diǎn)火槍自動(dòng)退出；原則上對(duì)于過(guò)濾器以及油槍頭要3個(gè)月進(jìn)行1次清洗；點(diǎn)火完畢或試驗(yàn)電磁閥時(shí)必須及時(shí)檢查點(diǎn)火槍是否退出，若沒(méi)有將點(diǎn)火槍退出，及時(shí)退出，防止燒毀點(diǎn)火槍?，F(xiàn)在鍋爐燃燒器存在的問(wèn)題第三熱電廠鍋爐現(xiàn)有的燃燒器為帶有船形穩(wěn)燃器的直流燃燒器，在鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)這種燃燒器適用于燃燒無(wú)煙煤，其原理為：使煤粉經(jīng)過(guò)穩(wěn)燃船時(shí)均勻分散形成三高區(qū)，在三高區(qū)內(nèi)，由于煤粉濃度較高而容易點(diǎn)燃及穩(wěn)燃。這種燃燒器的缺點(diǎn)是，1、在較高負(fù)荷時(shí)（80%—90%）可起到穩(wěn)定燃燒的作用，但在低負(fù)荷時(shí)（60%—70%）就難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，經(jīng)常會(huì)發(fā)生爐膛滅火，也就是調(diào)節(jié)負(fù)荷能力較差。2、這種穩(wěn)燃器從另一方面說(shuō)是通過(guò)增加燃燒煤粉量來(lái)穩(wěn)定燃燒的，因此燃煤消耗量較大。3、這種穩(wěn)燃船防磨損能力太差，從目前來(lái)看使用周期為一年，也就是說(shuō)每年都得更換。4、這種穩(wěn)燃船是固定在一次風(fēng)噴口上的無(wú)法調(diào)整角度，只可以微調(diào)，因此無(wú)法根據(jù)實(shí)際來(lái)調(diào)整燃燒切圓。以上四種缺點(diǎn)不僅嚴(yán)重影響著鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，無(wú)法適應(yīng)供熱初期及末期的要求，而且還影響著鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。因此如果能通過(guò)改進(jìn)燃燒器的穩(wěn)燃器，既能使鍋爐在低負(fù)荷時(shí)，能夠不投油槍，就能達(dá)到著火及穩(wěn)燃條件，又能降低煤粉消耗量，那三臺(tái)爐低負(fù)荷運(yùn)行的難題迎刃而解，從而能保證供熱和供電的穩(wěn)定，使鍋爐經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。風(fēng)包粉煤粉燃燒原理的內(nèi)容圖4:水平濃縮煤粉燃燒器L之回i啊爲(wèi)3.犧H期口4⑥握商幻融口圖5：徑向濃淡旋流煤粉燃燒器1.爐墻2.直流二次風(fēng)通道3.旋流器4.旋流二次風(fēng)通道5.一次風(fēng)通道6.中心管7.點(diǎn)火

裝置8.直流二次風(fēng)擋板9.煤粉濃縮器10.淡一次風(fēng)通道11.濃一次風(fēng)通道3.5風(fēng)包粉煤粉燃燒方式對(duì)燃燒的影響3.5.1對(duì)NOx形成的影響NOX按其生成機(jī)理，包括空氣中的N2經(jīng)高溫氧化生成的熱力型NOX,以及燃料中氮化合物通過(guò)揮發(fā)分的氣相反應(yīng)和焦炭的多相反應(yīng)生成的燃料型NOX。研究表明，在煤粉燃燒的溫度范圍內(nèi)(低于2000K),主要是燃料型NOX,約占NOX總生成量的75%?80%。在生成的燃料型NOX當(dāng)中，煤受熱分解，揮發(fā)分中的的氮化合物主要是HCN、NHi(i=0,1,2,3)，它們會(huì)與氧反應(yīng)生成NOX，約占燃料型NOX總量的60%?80%，其余的為焦炭中燃料N在燃燒時(shí)轉(zhuǎn)變成的NOX。濃煤粉氣流是富燃料燃燒，由于著火穩(wěn)定性得到改善，使揮發(fā)分析出速度加快，更造成揮發(fā)分析出區(qū)缺氧，使已形成的NOX與NHi反應(yīng)生成N2,并使NHi相互反應(yīng)，從而達(dá)到降低NOX排放的目的。另外由于貧氧燃燒，燃燒溫度低，也降低了熱力型NOX的生成量。淡煤粉氣流是貧燃料燃燒，使燃燒溫度降低，也抑制了NOX的形成。對(duì)火焰穩(wěn)定性的影響水平濃縮、濃淡風(fēng)煤粉燃燒器在向火側(cè)形成了高溫、高煤粉濃度區(qū)域，在1MW燃燒試驗(yàn)臺(tái)上的試驗(yàn)表明：隨著濃縮比的增加，煤粉氣流的溫度水平升高，升溫曲線上拐點(diǎn)溫度亦更高，且距燃燒器噴口距離更近，有利于火焰的穩(wěn)定。徑向濃淡旋流煤粉燃燒器在高溫回流區(qū)邊緣附近形成了高溫、高煤粉濃度區(qū)域，除了可以降低著火溫度、縮短著火時(shí)間、提高火焰?zhèn)鞑ニ俣取⒔档兔悍蹥饬鞯闹馃嵬?，隨著煤粉濃度的提高，煤粉氣流的黑度增加，濃煤粉氣流吸收的高溫回流區(qū)及爐內(nèi)高溫火焰的輻射熱量增加，溫升加快，有利于穩(wěn)燃。旋流燃燒器依靠高溫回流區(qū)做為穩(wěn)定的熱源，使煤粉氣流及時(shí)著火并穩(wěn)定燃燒。某電廠一臺(tái)670t/h鍋爐，原采用軸向可調(diào)直葉片一蝸殼型旋流燃燒器，分上、下兩層布置，后將下層改為了徑向濃淡燃燒器，兩種燃燒器最外層擴(kuò)噴口直徑相同，為比較這兩種燃燒器射流的結(jié)構(gòu)，在一、二次風(fēng)量相同的情況下，分別對(duì)上、下層燃燒器的流場(chǎng)利用飄帶進(jìn)行了示蹤，結(jié)果見(jiàn)圖7，蝸殼燃燒器射流的擴(kuò)展角為90°，中心回流區(qū)直徑為1400mm，長(zhǎng)度為2700mm，徑向濃淡燃燒器在直流二次風(fēng)擋板全關(guān)時(shí),射流的擴(kuò)展角為99°，中心回流區(qū)直徑為1300mm，長(zhǎng)度為2000mm，因此，蝸殼型燃燒器與徑向濃淡型燃燒器射流的擴(kuò)展角及中心回流區(qū)直徑相差較小，前者中心回流區(qū)的長(zhǎng)度較大，但兩種燃燒器的穩(wěn)燃性能差別較大，這從另一個(gè)側(cè)面證明高溫、高濃度區(qū)域?qū)鹧娣€(wěn)燃的作用。圖6：徑向濃淡（#5）及蝸殼（#13）燃燒器射流及回流區(qū)邊界--_--_=*-￡??工芒.對(duì)煤粉燃燒效率的影響風(fēng)包粉煤粉燃燒方式使較多的顆粒集中在向火側(cè)或燃燒器中心區(qū)域燃燒，此區(qū)域溫度高，而煤粉燃燒的初期為動(dòng)力燃燒區(qū)域或過(guò)渡燃燒區(qū)，因而有利于煤粉燃盡；良好的穩(wěn)燃性能保證了煤粉的燃燒時(shí)間，為煤粉燃盡創(chuàng)造了條件；在高溫、高濃度區(qū)域的外側(cè)為淡煤粉氣流等形成的富氧區(qū)域，隨煤粉的燃燒可以不斷混入，保證了燃燒需要的氧，在采用水平濃縮煤粉燃燒器的一臺(tái)35t/h鍋爐上單角燃燒器軸線上的溫度及氣氛分布測(cè)量結(jié)果說(shuō)明了這一點(diǎn)，因而保證了煤粉的高效燃燒，1MW熱態(tài)試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)表明：隨著濃縮比由1：1增至5：1，飛灰可燃物含量呈下降趨勢(shì)。蝸殼燃燒器及垂直濃淡燃燒器分別在低溫的二次風(fēng)、背火側(cè)集聚了較多的顆粒，溫度低，降低了煤粉的燃燒速度，不利于煤粉的燃盡。垂直濃淡燃燒器濃、淡一次風(fēng)噴口上、下布置，不能保證濃煤粉氣流燃燒所需要的氧，不利于煤粉燃盡。對(duì)高溫腐蝕及結(jié)渣的影響大部分顆粒集中在向火側(cè)或燃燒器中心燃燒，在水冷壁附近的顆粒較少，從而在水冷壁附近形成了較強(qiáng)的氧化性氣氛，提高了灰的熔點(diǎn)，有利于防止結(jié)渣及高溫腐蝕。黃島電廠一臺(tái)670t/h鍋爐原采用蝸殼式旋流燃燒器，前墻燃燒器區(qū)水冷壁高溫腐蝕嚴(yán)重，采用徑向濃淡旋流燃燒器以后，對(duì)高溫腐蝕區(qū)的氧量進(jìn)行了測(cè)量，與改造前相比含氧量明顯增加，氧量高于2.7%，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行表明高溫腐蝕問(wèn)題得到了解決，青島電廠1025t/h鍋爐燃用煤的含硫量高于2%，在燃燒器及氣流下游區(qū)域的高溫腐蝕嚴(yán)重，采用濃淡風(fēng)煤粉燃燒器后，燃燒器區(qū)域水冷壁區(qū)的氧量由改造前的0%上升到3%左右，形成了較強(qiáng)的氧化性氣氛區(qū)域，有效抑制了高溫腐蝕。3.6改造后的調(diào)試試驗(yàn)冷態(tài)調(diào)平試驗(yàn)試驗(yàn)主要目的驗(yàn)證燃燒器改后爐內(nèi)空氣動(dòng)力情況，同時(shí)達(dá)到一、二次風(fēng)風(fēng)速和風(fēng)量的調(diào)平，通過(guò)試驗(yàn)得知底層一次風(fēng)口裝濃淡分離器后濃淡兩相風(fēng)速差基本均衡，甲、乙角的濃淡側(cè)風(fēng)速差由于一次風(fēng)管彎頭與分離器的作用而較大，在熱態(tài)調(diào)試中通過(guò)降低擋塊高度的方法使風(fēng)速差基本均衡，調(diào)節(jié)噴口中心風(fēng)能有效地破壞回流區(qū)，達(dá)到保護(hù)噴口的作用。熱態(tài)調(diào)平試驗(yàn)調(diào)平四角風(fēng)量，確定最佳爐內(nèi)工況，為運(yùn)行人員組織燃燒提供依據(jù)，試驗(yàn)進(jìn)行了140MW和160MW2種工況，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，爐內(nèi)溫度均勻性比改造前有所改善，試驗(yàn)確定了試驗(yàn)工況下的推薦風(fēng)速、濃度和風(fēng)門開(kāi)度。熱效率試驗(yàn)為比較改造前后的鍋爐效率，試驗(yàn)測(cè)定了滿負(fù)荷和中等負(fù)荷下的效率，結(jié)果表明，改造前后2種工況下的效率分別為89.80%、91.88%和89.33%、91.89%，分別提高了2.08%和2.56%，均達(dá)到鍋爐設(shè)計(jì)熱效率。試驗(yàn)表明，為保證噴口使用壽命，噴口部分采用耐熱合金鑄鋼，厚度為15mm，可調(diào)部分易損面和穩(wěn)燃器迎風(fēng)面貼防磨陶瓷，這次大修一、二、三次火嘴計(jì)48只全部要更新重裝，近幾年火嘴燒壞較多，這次重新安裝，對(duì)角度位置等進(jìn)行了標(biāo)定調(diào)整，從而保證了安裝質(zhì)量，為減少火焰中心偏差創(chuàng)造了條件。根據(jù)設(shè)計(jì)煤質(zhì)設(shè)計(jì)和計(jì)算噴口出口面積，通過(guò)計(jì)算，將下層二次風(fēng)噴口加高80mm，施工時(shí)由于位置不移，加高了60mm。在50%額定負(fù)荷時(shí)，鍋爐工作正常，燃燒室負(fù)壓穩(wěn)定，火檢指示明亮不閃動(dòng)，汽壓汽溫穩(wěn)定，未發(fā)生一次風(fēng)堵管、結(jié)焦等，但畢竟?fàn)t內(nèi)熱負(fù)荷大大降低爐內(nèi)火焰比投油助燃稍稍拉長(zhǎng)一些也是正常的，已經(jīng)滿足了機(jī)組50%負(fù)荷不投助燃油的需要，改造是成功的。3.7鍋爐燃燒器改造后的試驗(yàn)及運(yùn)行狀況第三熱電廠鍋爐濃淡分離燃燒器改造自2009年10月1日開(kāi)始至12月25日完畢。具體情況如下:鍋爐冷態(tài)試驗(yàn)結(jié)果與分析：鍋爐在帶小油槍濃淡分離裝置改造安裝后，通過(guò)飄帶試驗(yàn)，在不同的情況

下，用長(zhǎng)飄帶在上層一次風(fēng)、下層一次風(fēng)噴口中心示蹤射流情況見(jiàn)附圖1，由圖可見(jiàn)，在工況一時(shí)，下層一次風(fēng)切圓直徑為3200，上層為4800；在工況二下，下層一次風(fēng)切圓直徑為2600，上層為3500。切圓大小合適，位置居中，呈上大下小規(guī)律分布，試驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)射流有明顯刷墻或傾斜現(xiàn)象，一次風(fēng)燃燒器安裝位置、角度正確。（以1＃鍋爐冷態(tài)調(diào)試為例）圖7：不同工況下，一次風(fēng)噴口射流飄帶示蹤切圓圖肝Iif IJ.: *I'I◎煙火試驗(yàn)，下層一次風(fēng)、上層一次風(fēng)的煙火示蹤情況見(jiàn)附圖8。圖8下層一次風(fēng)煙火示蹤情況圖9：上層一次風(fēng)煙火示蹤情況3.7.2鍋爐18月26日Z(yǔ)別于20053.7.2鍋爐18月26日Z(yǔ)別于2005年9月1225日10月15日技術(shù)指標(biāo)三熱電廠應(yīng)用小油槍直接點(diǎn)進(jìn)行了冷態(tài)調(diào)試;僉驗(yàn)改造效果，分2005年10月18日對(duì)2＃鍋爐進(jìn)行熱態(tài)和低負(fù)荷調(diào)試；2005年11月15日對(duì)2＃鍋爐進(jìn)行了冷態(tài)調(diào)試，11月16日進(jìn)行了熱態(tài)調(diào)試和低負(fù)荷脫油穩(wěn)燃試驗(yàn)正常后停爐備用。為了檢驗(yàn)鍋爐改造后的效果由寧夏電力科技教育工程院組織流量100％負(fù)荷，70％負(fù)荷以及50％負(fù)荷熱態(tài)試驗(yàn)，在100％負(fù)荷下分別進(jìn)行了變磨組運(yùn)行方式（單磨、雙磨）、變配風(fēng)（正塔形、倒塔形、腰鼓形、均等配風(fēng)）、變一次風(fēng)壓和變排煙氧量共8個(gè)工況的燃燒調(diào)整試驗(yàn)，試驗(yàn)以減少燃燒調(diào)整為核心，并進(jìn)行了不同工況下的鍋爐效率試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證第三熱電廠鍋爐在改造后，鍋爐的低負(fù)荷穩(wěn)燃能力大大加強(qiáng)，100％-50％負(fù)荷下可以不投油安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)節(jié)能效果顯著，節(jié)油率相比提高60％-90％，而且鍋爐飛灰可燃物與原來(lái)運(yùn)行時(shí)的飛灰可燃物相比明顯降低。鍋爐效率鍋爐燃燒器給造后效率明顯提高，在 100％負(fù)荷下各工況1＃鍋爐平均效率為89.71％比設(shè)計(jì)效率88.24％提高1.47％。在單磨運(yùn)行，二次風(fēng)均等配風(fēng)方式工況下，鍋爐效率高達(dá)90.75％，高出設(shè)計(jì)效率2.52％，在70%負(fù)荷下鍋爐89.87％，比設(shè)計(jì)效率88.24％高出1.63％。在100％負(fù)荷下各工況2＃鍋爐平均效率為89.68％比設(shè)計(jì)效率88.24％提高1.44％。在單磨運(yùn)行，二次風(fēng)均等配風(fēng)方式工況下，鍋爐效率高達(dá)89.75％，高出設(shè)計(jì)效率1.51％，在70%負(fù)荷下鍋爐89.53％，比設(shè)計(jì)效率88.24％高出1.29％。在100％負(fù)荷下各工況3＃鍋爐平均效率為89.80％比設(shè)計(jì)效率88.24％提高1.56％。在單磨運(yùn)行，二次風(fēng)均等配風(fēng)方式工況下，鍋爐效率高達(dá)89.93％，高出設(shè)計(jì)效率1.69％，在70%負(fù)荷下鍋爐89.53％，比設(shè)計(jì)效率88.24％高出1.29％。飛灰及爐渣可燃物指標(biāo)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鍋爐在燃燒器改造后3臺(tái)鍋爐飛灰以及爐渣可燃物平均含碳量顯著降低，在100％負(fù)荷下各工況平均值為3.26％、5.47％，最小達(dá)到2.92％，5.01％，在70％負(fù)荷下達(dá)到3.56％和5.49％。穩(wěn)燃范圍3臺(tái)鍋爐在100％-50％額定負(fù)荷下，可以長(zhǎng)期不投油安全穩(wěn)定運(yùn)行。燃燒器著火迅速，燃燒穩(wěn)定，各項(xiàng)參數(shù)合格，達(dá)到了第三熱電廠規(guī)定的技術(shù)參數(shù)。運(yùn)行方式3臺(tái)鍋爐對(duì)單磨運(yùn)行而言，爐膛出口氧量控制在3.5％以內(nèi)：對(duì)雙磨而言，爐膛出口氧量控制在4.5％以內(nèi)。二次風(fēng)宜采用腰鼓形配風(fēng)或均等配風(fēng)方式；腰鼓形配風(fēng)時(shí)，擋板開(kāi)度下層為65％，上層為60％，中上和中下作為調(diào)整用，在地負(fù)荷工況下應(yīng)采用單磨運(yùn)行方式，并將一次風(fēng)中心調(diào)節(jié)風(fēng)門全部關(guān)閉燃燒器冷風(fēng)門的調(diào)節(jié)。本燃燒器設(shè)計(jì)為節(jié)油穩(wěn)燃型，對(duì)于劣質(zhì)煤有明顯的低負(fù)荷穩(wěn)燃功能，但是對(duì)于發(fā)熱量比較高的煤，由于燃燒器噴口中心火焰溫度比較高，容易形成結(jié)焦。為了防止這種情況的發(fā)生，本燃燒器在設(shè)計(jì)時(shí)特別加了冷卻風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在煤質(zhì)比較好或滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，適當(dāng)開(kāi)啟此冷風(fēng)門，可有效防止結(jié)焦的形成。風(fēng)門的具體開(kāi)度可根據(jù)煤的發(fā)熱量結(jié)合鍋爐實(shí)際運(yùn)行狀況而定，一般煤質(zhì)可將風(fēng)門開(kāi)到30%左右，如果煤質(zhì)好，低位熱量值在20000KJ/KG以上時(shí)，風(fēng)門開(kāi)度開(kāi)到50%以上，煤質(zhì)特別差（低位發(fā)熱值低于16000KJ/KG）或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況逐漸關(guān)小冷風(fēng)門直至完全關(guān)閉。因?yàn)橛绊懡Y(jié)焦的因素比較多，實(shí)際操作時(shí)可結(jié)合配風(fēng)情況等方面情況靈活控制。關(guān)于點(diǎn)火系統(tǒng)本點(diǎn)火系統(tǒng)是高能點(diǎn)火系統(tǒng)，在點(diǎn)火中必須注意以下幾個(gè)問(wèn)題：點(diǎn)火前必須對(duì)管道進(jìn)行蒸汽吹掃，吹掃壓力應(yīng)大于0.6MPA；點(diǎn)火順序：油槍進(jìn)一點(diǎn)火槍進(jìn)一吹掃閥開(kāi)一吹掃閥關(guān)一點(diǎn)火器點(diǎn)一火油閥開(kāi)一點(diǎn)火成功f點(diǎn)火槍自動(dòng)退出；原則上對(duì)于過(guò)濾器以及油槍頭要3個(gè)月進(jìn)行1次清洗；點(diǎn)火完畢或試驗(yàn)電磁閥時(shí)必須及時(shí)檢查點(diǎn)火槍是否退出，若沒(méi)有將點(diǎn)火槍退出，及時(shí)退出，防止燒毀點(diǎn)火槍。3.7.8、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果按照《技術(shù)協(xié)議》要求，燃燒器改造后鍋爐的穩(wěn)燃負(fù)荷在50%（連續(xù)運(yùn)行四小時(shí)）；鍋爐的飛灰可燃物保持在5%（100%負(fù)荷）；鍋爐排煙溫度有所降低；鍋爐結(jié)焦現(xiàn)象明顯減輕。2004年12月13日~29日經(jīng)過(guò)山西電力科學(xué)研究院的熱態(tài)考核試驗(yàn)結(jié)果為：12月29日12：20~16：203#鍋爐50%負(fù)荷（鍋爐主汽流量實(shí)際在79~81噸/小時(shí)，50%理論流量為79.2噸/小時(shí)）運(yùn)行四小時(shí)。3#鍋爐飛灰可燃物到目前為止不超5%，最低3.6%。在80%以上負(fù)荷脫油燃燒期，未發(fā)生掉焦滅火現(xiàn)象。3.7.9、經(jīng)濟(jì)效益節(jié)油方面每年按400t燃油計(jì)算，比原來(lái)節(jié)油30%計(jì)算，每年節(jié)油為1201,按4000元/t,三臺(tái)爐每年可節(jié)約資金48萬(wàn)元。燃燒器改造后鍋爐效率提高0.82%每年可節(jié)約燃煤5000噸,直接經(jīng)濟(jì)效益在70萬(wàn)元.同時(shí)廠用電節(jié)約和鋼球節(jié)約資金8~10萬(wàn)元，總之,燃燒器改造后的年經(jīng)濟(jì)效益在128萬(wàn)元以上。鍋爐負(fù)荷最低脫油穩(wěn)燃為24MW，改造后可達(dá)到18MW，鍋爐的調(diào)峰能力大大增強(qiáng)。3.8鍋爐燃燒器改造后的技術(shù)效益半年多的運(yùn)行實(shí)踐表明，燃燒器能較好地組織爐內(nèi)燃燒，提高了鍋爐低負(fù)荷的穩(wěn)燃性能，使鍋爐能夠在低負(fù)荷下長(zhǎng)期運(yùn)行，并能承受切換制粉系統(tǒng)的干擾，抗干擾能力強(qiáng)。燃燒穩(wěn)定性方面。煤粉著火良好，爐膛負(fù)壓波動(dòng)較小，汽溫汽壓穩(wěn)定，未出現(xiàn)明顯結(jié)焦現(xiàn)象，至今未發(fā)生滅火，偶爾還有燃燒不穩(wěn)現(xiàn)象，這一般發(fā)生在煤質(zhì)突變之際。運(yùn)行方面。燃燒器改進(jìn)前，即使投油助燃時(shí)，也發(fā)生過(guò)燃燒波動(dòng)情況。燃燒器改進(jìn)后，調(diào)整手段豐富，在低負(fù)荷時(shí)燃燒也非常穩(wěn)定。節(jié)約燃油方面。燃燒器改進(jìn)前，調(diào)峰時(shí)帶120MW負(fù)荷，在140MW負(fù)荷下需投油助燃，平均調(diào)峰用油1.920t/h。改進(jìn)后調(diào)峰時(shí)帶100MW負(fù)荷，不需投油穩(wěn)燃，平均調(diào)峰用油0.209t/h。節(jié)能效果顯著，節(jié)油率與原燃燒器相比為原用油量的60%?70%。穩(wěn)燃范圍。鍋爐在低負(fù)荷情況下的穩(wěn)燃能力大大加強(qiáng)，預(yù)計(jì)穩(wěn)燃范圍在 50%?100%。水平濃縮、濃淡風(fēng)、徑向濃淡旋流煤粉燃燒器已在多臺(tái)鍋爐上應(yīng)用，并用于新?tīng)t設(shè)計(jì)，燃用煤種為無(wú)煙煤、貧煤、煙煤等，在穩(wěn)燃、燃燒效率、低NOx排放、解決結(jié)渣及高溫腐蝕等方面進(jìn)行了驗(yàn)證，徑向濃淡燃燒器在清河電廠670t/h鍋爐中，排煙中NOX為310mg/Nm3，水平濃淡風(fēng)煤粉燃燒器在諫壁1025t/h鍋爐中，燃用貧煤，NOX排放達(dá)到了620mg/Nm3左右，均低于國(guó)標(biāo)650mg