21 百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器
锅炉水平浓淡燃烧器改造
陶瓷百叶窗煤粉浓缩器具有以下突出的特点 ： Ａ ． 可以实现在运行过程 中调节浓缩 比， 满 足各种负荷 和煤
种变化需要 ； Ｂ ． 燃 烧 器 喷 口位 置 自 由度 大 ， 有 利 于 燃 烧 器 的优 化 ；
效果 。
Ａ ． 修整割除大滑板与喷嘴体部位 的密封扁钢 。 Ｂ ． 整个 吊装及安装过程 中禁 止磕碰 冲撞 喷嘴体 ， 以 防内嵌 耐磨陶瓷片脱落损坏。 Ｃ ． 因燃烧器的煤粉浓 缩器 分左 、 右型， 安装 时需特别 注 意
一
关键词 ：锅炉燃烧器 ； 改造 ； 效率
１ 改 造 分 析 １ ． １ 历 史 数 据 我厂 锅 炉 为 Ｈ Ｇ－ － ６ ７ ０ ／ １ ４ ０－ －１ １型 锅 炉 ， 原 一 次 风 燃 烧 器 为
次 风 管 中 浓 淡 喷 口的 方 向 ； 安装后浓缩 器挡板调 整手柄应在
浓缩器上部 ， 人孔应朝 向炉前或炉 后方 向开启 。按 上述要求 将 煤粉浓缩器及一次风喷 Ｖ １ 吊至 １ ０ ｒ ｎ平台 ， 并运至对应 四角。 Ｄ ． 煤粉浓缩器及一 次风喷 口吊至 １ ０ ｍ平 台后 ， 依 次将 陶
应 用 研 究
锅 炉 水 平浓 淡 燃 烧 器 改 造
赵智 勇， 王 志福
（ 哈尔滨第三发电有限责任公 司 ， 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ２ ４ ）
摘要 ：锅炉燃烧器为 四角布置切 圆燃 烧直流煤 粉燃烧 器 ， 此种燃烧器在燃烧过程 中， 产生 的烟气含氮浓度严重超标 ， 不符
防止结渣和抗御高温腐蚀的要求 ， 具有很好 的经 济效益 、 环境 效
施， 以 达 到 良好 的燃 烧 特 性 。 １ ． ３ 立 项 的 技 术 原 则
第5章 煤粉燃烧器
❖ 拢烟罩和火焰稳定器的应用。
四、多通道燃烧器的方位调节 ❖ 1. 喷煤管中心在窑口截面上的坐标位置
❖ 火焰过于逼近物料表面，一部分未燃烧的燃 料就会裹入物料层内，因缺氧而得不到充分 燃烧，增加热耗，同时也容易出现窑口煤粉 圈，不利于熟料煅烧；
第六章 煤粉燃烧器
一、燃烧器发展简介
❖ 20世纪70年代以前，回转窑广泛使用单通道 煤粉燃烧器。
❖ 70年代，出现了双通道燃烧器，性能得以改 善。
❖ 80年代相继出现三通道、四通道、五通道燃 烧器，以适应燃料和窑况变化的需要。
❖ 燃烧器的发展，强化了燃料的燃烧，充分发 挥了燃料燃烧的热效率。
二、单通道燃烧器
❖ 内风、煤风和外风采用同轴套管方式制作，喷出后 的混合过程是逐渐进行的。分级燃烧使三通道燃烧 器的内、外风和整个燃烧过程更加合理，也使燃烧 过程中的有害产物生成量减少。
❖ 煤风三者的总风量，只相当于单通道喷煤管燃烧空 气量的8~12%，故可大大减少煤粉气流着火所需的 热能，并可充分利用熟料冷却机排出的热气流。
风速，内风道为旋流向外扩展，煤风道为轴流向外 扩展，各通道出口截面可以调节。
❖ 特点是：外风道为轴流，并没有锥角缩口。内风道 为旋流向外扩散，煤风道为直通式轴流，中心管端 部结合圆锥台型端盖，以利煤风混合和稳定火馅。
5. 几种多通道煤粉燃烧器介绍
❖ A KHD公司PYRO-Jet燃烧器
超音速煤 粉燃烧器
❖ 将煤风置于旋流风和轴流风包围中，借以提高火焰 根部CO2浓度，从而抑制NOx的形成。
❖ 火焰稳定器
❖ 煤风管科前后收缩，可在维持轴流风和旋流风比例 不变的前提下，一次风量调节范围可达50%~100%。
燃烧器介绍
燃烧器- 介绍燃烧器介绍：将燃料与空气合理混合，使燃料稳定着火和完全燃烧的设备。
燃烧器用于燃烧煤粉、液体燃料和气体燃料的锅炉和工业炉等。
燃煤的小型锅炉一般采用层燃方式，不需燃烧器。
燃烧器按所燃燃料的不同可分为煤粉燃烧器、油燃烧器和气体燃烧器3类。
煤粉燃烧器分旋流式和直流式两种。
①旋流式煤粉燃烧器:主要由一次风旋流器、二次风调节挡板（旋流叶片或蜗壳）和一、二次风喷口组成(图1)。
它可以布置在燃烧室前墙、两侧墙或前后墙。
输送煤粉的空气称为一次风，约占燃烧所需总风量的15～30％。
煤粉空气混合物通过燃烧器的一次风喷口喷入燃烧室。
燃烧所需的另一部分空气称为二次风。
二次风经过燃烧器的调节挡板（旋流叶片或蜗壳）后形成旋转气流，在燃烧器出口与一次风汇合成一股旋转射流。
射流中心形成的负压将高温烟气卷吸到火焰根部。
这部分高温烟气是煤粉着火的主要热源。
一次风出口的扩流锥可以增大一次风的扩散角，以加强高温烟气的卷吸作用。
②直流式煤粉燃烧器:一般由沿高度排列的若干组一、二次风喷口组成（图2）,布置在燃烧室的每个角上。
燃烧器的中心线与燃烧室中央的一个假想圆相切，因而能在燃烧室内形成一个水平旋转的上升气流。
每组直流式燃烧器的一、二次风喷口分散布置，以适应不同煤种稳定而完全燃烧的要求，有时也考虑减少氮氧化物的生成量。
油燃烧器它由油喷嘴和调风器组成。
油喷嘴安置在调风器轴心线上，将油雾化成细滴，以一定的扩散角(也称雾化角)喷入燃烧室内，与调风器送入的空气相混后着火燃烧。
油喷嘴主要有压力雾化和双流体雾化两种。
压力雾化油喷嘴由分流片、旋流片和雾化片组成。
油压一般为2～3兆帕。
油在旋流片内产生高速旋转运动，经中心孔喷出，在离心力的作用下破碎成细滴，经雾化后的油滴平均直径在100微米以下。
双流体雾化油喷嘴利用蒸汽或压缩空气作为雾化介质，使油加速而破碎雾化。
用蒸汽作为雾化介质的Y型油喷嘴（图3），因蒸汽通道和油通道成Y形斜交而得名，它具有负荷调节范围大、蒸汽消耗少的优点。
浓淡直流燃烧器结构
浓淡直流燃烧器结构
浓淡直流燃烧器是一种特殊的燃烧器，其主要结构包括喷嘴和喷嘴体两部分。
这种燃烧器利用弯头的惯性分离作用，将煤粉和空气流分为浓相和淡相两股气流。
在弯头出口的直管道内，通常装有具有浓、淡煤粉分离功能的搪瓷挡板，以实现浓淡相两股气流的分离。
此外，浓淡直流燃烧器的设计还包括在燃烧器喷口内设置波形钝体等巧妙设计。
这种设计有利于煤粉与空气流的充分混合，并在燃烧器出口形成一个有助于稳定燃烧的回流区，从而提高火焰的稳定负荷范围，满足燃用劣质煤的要求。
此外，根据特定需求，浓淡直流燃烧器还可以配备水平浓淡式燃烧器或双通道自稳式燃烧器等特殊结构。
这些结构在国内也有不少成功应用案例。
需要注意的是，以上信息仅供参考，具体的浓淡直流燃烧器结构可能会因制造商、型号和应用场景的不同而有所差异。
在实际应用中，建议参考相关制造商提供的技术文档和操作手册以获取准确的信息。
野马寨发电厂2号锅炉节能提效改造
杨 再 海
（ 马寨 发 电厂 ， 贵 州 六 盘 水 ５ ３ ０ ） 野 ５ ０ ９
摘
要 ：野 马寨 电厂２ 号炉 因为实际燃 用煤 种和 设计煤种 相差太 大 ， 目前燃 用煤 质过 差 ，锅 炉效率较设 计值下 降５６ ％。 ．１
本 文 通 过 对 燃 烧 系统 的 炉 膛 、燃 烧 器和 锁 气 器进 行 改 造 ， 解 决 煤 质 发 生 变化 后 机械 未 完 全 燃 烧 损 失 较 大 的 问 题 ， 为提 高 锅 炉效 率 提 供 有 效 的 经 验 。
关键 词：锅 炉 ；提 效 ；改遣
Ｄ Ｉ １ ．９ ９ Ｊｉ ｎ１ ７ —６ ９ ． １ ．９ ０ Ｏ ： ５ ６ ／ ．ｓ ．６ １ ５ ６２０ ２ ． １ ０ ｓ １ ６
１ 前 育 野 马 寨 电 厂 ２ 炉 系 东 方 锅 炉 厂 设 计 、 制 造 的 号 Ｄ ６０１．－９ Ｇ ７ ／ ３ ７ １ 型超 高 压 、 自然 循 环 汽 包 炉 ， 单 炉 膛 、 中 间
炉 效 率 实验 及 ２ １年 ２ ００ 月试 验 期 间燃 用煤 质 资 料 。
顶 国 簟憷 设计
艟炉 簸摹 ｔ 鼋 ２ ２５ 瞄 ｇ ｌ
＼ ＿
锅 炉 的 设 计 煤 种 及 校 核 煤 种 均 为 水 城 烟 煤 ， ２ 炉 配 两 号
试麓持秉
试 德与设汁徂
台 Ｄ Ｍ ８ ／ ２ 型 钢 球 磨 中 间 贮 仓 式 制 粉 系 统 ， 一 次 风 采 用 Ｔ３０７０
两 层 油 枪 分 别 安 装 于 上 、 下 层 油 燃 烧 器 喷 口 中 ， 配 出 力 为 １５ ｋ ／ 、 ８ ０ ｇ ｈ ５ ０ ｇ ｈ 种 雾 化 片 ， 中 间 一 层 油 枪 ６ ０ ｇ ｈ ０ ｋ／ 、 ０ ｋ／ ￣ 安装 在 第 一 层 直 接 点 火 煤 粉 燃 烧 器 中 ， 出力 ３ ０ ｇ ｈ ０ ｋ ／ 。油 枪 带气 动 执 行 器 ，采 用 高 能 点 火 器 点 火 ， 燃 用 ０ 轻 柴 油 ，额 号
掺烧低挥发份煤时控制锅炉飞灰含碳量的措施
足原电机运行工况下的各项电气性能参数 ， 保证在
两种转速下可靠运行 。相对于变频调速电机 ， 具有
王健（９９ ）男 ， １６一 ， 高级技师 ， 平圩发电有 限责任公 司生技部
的 温度 大 大低 于火 焰 温 度 ，大量 低 温 的二 次 风 混
４ 原 因 分 析
４１ 煤粉 细 度 ．
（） １ 合理 的煤粉细度是保证锅炉飞灰含炭量
燃烧速度减慢 ， 甚至造成熄 在正常范围主要因素之一 ； 因此 ， 降低煤粉细度是 入则会降低火焰温度 ， 二 二 降低 飞灰 可燃 物 的有效 措施 。近期煤 可 磨性 较差 ， 火 。 次 风速一 般应 大 于一次 风速 。 次风 速 比较 石子煤较多 ，大颗粒 的石子煤在研磨件之 间形成
１ 设 备 概 况 ’
．
３现 场调 查
３１入炉 煤挥 发份 与炉 膛温 度 的关 系 ． 人 炉煤 的挥 发 份 降低 ， 炉膛 温度 下 降 ， 粉 未 煤
淮 北 发 电厂 （ 以下 简 称 电厂 ） 炉 是 为 ２０ ８号 １ ＭＷ 机 组 配 备 的燃 煤 锅 炉 ；中储 式 制 粉 系 统 ， 热
爰 瓠电奔
２１增 第８７ ０年 月 １卷刊 ２
充分 燃烧 ， 表 １研 究 发现 炉膛 温度 越低 ， 见 。 飞灰 含
（） ３ 提高煤粉 的均匀性有利于煤粉的完全燃 烧， 较粗的煤粉若不能很好地与空气搅拌混合， 将
导 致 着 火 不好 ， 烧 时 问较 长， 也是 影 响 飞灰 可 燃 这 燃 物 的主要 因素 。 ４２ 一次 风速 的影 响 ．
锅炉节能新途径——百叶窗煤粉浓缩器的研究与探讨
煤粉 浓度很 低 。这 两股煤 粉气 流在水 平方 向 上以 一定的 夹角喷 入炉膛 ， 气流 在向火侧 ， 浓 式 中 ： 一百叶窗进 出 口静压差（ △ 两侧静 淡 气流在 背火 侧 ， 形成 切 圆燃 烧 。是 一种 可 压平衡时）ｍｍＨ， ， Ｏ
７
＝
（苦域ｉ 始 浓Ｃ １ ｃ＝ 煤 度 ＋） ｌ 粉 （， Ｒ，￣琢 ｒ ａ Ｅ ｃ ）
为百叶窗 气流入 口动压 ， ｍｍＨ， Ｏ
／ ｇ 。
Ｑ 为浓 侧气流的体 积流量 ， ／ ｍ ｓ 为淡侧气流的 体积流量 ， ｓ ｍ／ 尺， 为浓淡两侧 粉量 比 ， ／ Ｋｇ Ｋｇ
温 度有利于稳燃 和提高燃烧率 ， 不利于防止 但 结焦和 降低 的 Ｎ０ 排放 因此 ， 可以说 ， 以往的 煤粉燃 烧一般 着重 于 解决煤 粉燃 烧的 一个或 几个 问题 。 如何 同 时 解决 煤粉 燃 烧稳 燃 ， 低污 染 、防结 渣和 高 效 率问题 ， 一直 是煤粉燃 烧技 术的 发展方 向 。 近年 来 ， 高浓 度煤粉燃烧技 术在我 国燃煤 电厂得得到 了较广范 的运 用 ， 是为适应燃 煤 这 满足高效 ， 稳燃 ， 防结渣 ， 和低污染的新 的煤 粉 燃烧 要求 发 展起 来 的。 目前 ， 实现 高浓 度煤 粉 燃烧的方式较 多 ： 直接 在一次风管 道内进行 高浓度输粉 ； 用旋风 简分 离浓缩煤粉 ； 利 利用 管 内旋流叶片浓缩 煤粉 ； 用弯管惯性分 离作用 利 浓缩煤粉 ； 利用管 内凸块浓缩煤粉 ； 百叶窗浓缩 煤 粉等 。
一
１概况
１ １ 煤粉燃烧技术 的发展 现状综述 。 为减少煤粉 燃烧的 ＮＯ 排放 量 ， － 最有效地 个措施 是富燃料 燃烧 ， 如分 级燃烧 ， 高浓 度 或 浓淡 燃烧 。为 了提高 燃烧 效 率 ， 减 小煤 可 粉粒 度 ， 提高燃烧 区域温度 ， 确保稳定燃 烧 ， 加 强一二 次凤的混 合 ， 延长煤粉 颗粒停 留在燃 烧 区域 的 时 间等 。
煤粉燃烧器
16
35-15
根据煤种的不同，直流煤粉燃烧器的 一次风喷口和二次风喷口有各种不同的布 置方式，使燃料稳定地着火、煤粉与空气 有效地混合、完全燃烧和避免结渣。
直流燃烧器可分为均等配风燃烧器和分 级配风燃烧器两种形式。
16
35-16
1.均等配风直流煤粉燃烧器 均等配风方式是指一、二次风喷口 相间布置 ， 即在两个一次风喷口之间均等布置一个或两个二 次风喷口，或者在每个一次风喷口的背火侧均等 布置二次风喷口。 在均等配风方式中，由于一、二次风喷口 间距 相对较近 ，一、二次风处自喷口流出后能很快得 到混合，使煤粉气流着火后不致由于空气跟不上 而影响燃烧，故一般 适用于烟煤和褐煤 ，所以又 叫做烟煤－褐煤型直流煤粉燃烧器。 典型的均等配风直流煤粉燃烧器喷口布置方式 如图5－3所示。
16 35-12
至于直流射流的扩展角，一般不 大，只有15°22°。射流的扩展角决 定了射流的外边界，也就决定了射流 的形状。在直流燃烧器中，射流扩展 角的大小，决定了相邻两股气流的开 始混合点，直接影响煤粉的着火和燃 烧情况。
16
35-13
（二）直流煤粉燃烧器
直流煤粉燃烧器的出口是由一组圆形、 矩形或多边形的喷口所组成。煤粉气流、 燃烧所需空气以及由制粉系统来的乏气 （三次风）分别由不同喷口以直流射流形 式喷进炉膛。 直流煤粉燃烧器大多布置在炉膛四角 上，由四角的燃烧器喷出的四股气流在炉 膛中心形成一个或两个“ 假想切圆 ”。这 种组织燃烧的方法常称为“ 切圆燃烧 ”。 我国采用直流煤粉燃烧器的锅炉很多，大 都采用此种“ 四角布置切圆燃烧 ”的方式。
着射流的喷射方向不断 如下：
1 2
体段，卷吸量的关系式 Q Qo ax 1 .2 0 . 41 b o
浓淡燃烧器原理
浓淡燃烧器原理2014-01-21 10:38浓淡燃烧器原理1. 所谓浓淡燃烧器，就是采用将煤粉——空气混合物气流，即一次风气流分离成富粉流和贫粉流两股气流，这样可在一次风总量不变的前提下提高富粉流中的煤粉浓度。
2. 富粉流中燃料在过量空气系数远小于1的条件下燃烧，贫粉流中燃料则在过量空气系数大于或接近1的条件下燃烧，两股气流合起来使燃烧器出口的总过量空气系数仍保持在合理的范围内。
3. 浓淡分离原理（1）离心式煤粉浓缩器用在W型火焰锅炉上；（2）利用管道转弯所产生的离心力使煤粉浓缩，在四角切圆燃烧的炉膛上得到应用；百叶窗锥形轴向分离器；（3）带有旋流叶片的煤粉浓缩器，用于燃用高水分褐煤的风扇磨煤机直吹式燃烧系统中。
4. 稳燃原理富粉流中煤粉浓度的提高，即该股气流一次风分额降低，将使着火热减少，火焰转播速度提高，燃料着火提前。
但是，煤粉浓度并非越高越好。
如果煤粉浓度过高，则会因氧量不足影响挥发分燃烧，颗粒升温速度降低，反而使火焰转播速度下降，着火距离拉长，并会产生煤烟。
最佳煤粉浓度值与煤种有关低挥发分煤和劣质烟煤的最佳值高于烟煤。
富粉流着火后，为贫粉流提供了着火热源，后者随之着火，整个火炬的燃烧稳定性增强，从而扩大了锅炉不投油助燃的负荷调节范围及煤种适应性。
5. 减少污染煤粉燃烧时有NO和极少量的NO2生成，它们统称为氮氧化合物，用NOX表示，是一种有害的气体排放物。
要降低NOX的生成量，要求火焰温度低，燃烧区段内氧浓度小，燃料在高温区内的停留时间短。
浓淡燃烧器因能降低燃烧产物中NOX的排放量，所以也是一种低NOX燃烧器。
6. 防止结渣煤粉颗粒在高温还原性气氛下，煤灰的灰熔点将大大降低，这样当烟中的灰粒接触到受热面或炉墙时，仍可能保持软化状态或熔化状态，会粘结在壁面上，形成结渣。
对于浓淡型煤粉燃烧器，将一次风煤粉气流沿水平方向进行浓淡分离，淡煤粉气流位于背火侧，即水冷壁一侧，使水冷壁附近煤粉浓度降低，氧浓度提高，还原性气氛水平下降，提高了灰粒的熔化温度，可减少炉膛结渣的可能性。
水平浓淡风粉燃烧器在小型锅炉的应用
锅炉负荷特性试验主要参数及试验结果见表 ｌ 。
６ 结束语
ａ 通过试验分析 ， ． 改造后锅炉整体性能优 良，
ｂ 减少了点火用油 。改造前锅炉启动需将负 ． 荷带至 ８％ Ｅ Ｒ才能停油 ， 造后 ５ ％ Ｅ Ｒ就能 ０ Ｃ 改 ０ Ｃ
冷态试验 内容 ： 一次风配风均匀性试验 、 三次风配风 均匀性试验、 二次风门挡板开度特性试验、 浓淡燃烧 器 的阻力 特性 试验 。
表 １ 锅炉 负荷 特性试验 数据
５ 改造后热态试验
为了掌握锅炉燃烧器 改造后的运行性能 ， 并为 锅炉长期稳定 、 安全、 高效的运行提供最佳的运行工
１， ２ ２ 喷１浓侧靠近炉膛中心， １淡侧 贴水冷壁 ， １ １ 喷２ １ 如
图 ２ 。
４ 改造后冷态试验
冷态试验的主要 目标是了解燃烧器改造后燃烧 系统的设备情况及炉 内的流动情 况 ， 通过燃烧 系统
一
众所周知 ， 、 煤气 汽油等可燃气体在空气中达到 定浓度遇明火就会爆 炸 ， 煤粉同样具有这个特性 ，
一
染 ， 可使锅 炉在 ４％ 负荷 下稳燃 ， 少点火压 稳燃用油 ， 而且 ５ 减 为水平浓波风粉燃 烧器在 小型锅 炉的应 用提供 了宝贵的 经
验。
关键词
锅炉燃烧 器 稳 燃
１ 前言
文登热 电厂 始建 于 １９ ， ９６年 装机容量 为一 台 ３Ｍ 抽凝式汽轮发 电机组 ， Ｄ １０９ ８ ２型高 ５Ｗ 配 Ｇ ７／ ． — 压煤粉锅炉 ， 燃烧器采用船型稳燃 ， 锅炉最低不投油 稳燃负荷只能达到 ７ ％Ｅ Ｒ， ０ Ｃ 为适应 当前负荷变化 较大 ， 提高低负荷稳 燃性能 ， 决定对其进行改造， 使 其在 ５％Ｅ Ｒ（５ ，） ０ Ｃ ８ ｔ 能不投 油长时 间稳 定燃 烧。 ／ ｈ
可换向百叶窗煤粉浓缩器的结构优化研究和应用
中图分 类号 ： Ｋ ６ Ｔ １
文献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：０ ２— ３ ９（ ０ １ １ ０ １ ０ １０ ６ ３ｙ ｏ Ｓ ｒ ｔ ａ ｕｄ ｎ ｔ ｕｃ ｕｒ ｌＯｐｔｍ ｉ ａ ｉ ｎ ａ ｉ ｚ ｔｏ ｎｄ Ａｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｌｃ ｔｏ ｆ
ｌａ ｉ ｗｉ ｏ ｔ ｅ ｓ ｃ ｏ ｓｒ ｉ ｓｗｈ ｎ ｔｅ ｂ ｉｅ ｏ ｕ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｏ ｅ ｎ ｓｄｅ ｏ ｎｇ ｔ ｈ ｐａ ｅ ｃ ｎ ｔａｎｔ ｅ ｈ ｏｌ ｒｃ ｍｂ ｓｉ ｎ ｓ ｓｅ ｃ ｍｂｉ ｄ ｈ ｒｚ ｎ ａ ｉ ｓＣ Ｉ ｎｅ ｏ ｉｏ ｔ ｌｂ ａ ＯＤ
一
＿
ｂ ｓ ｏ （ｔ Ｃ）ｔ ｈ ｏｏｙｗｔ ｐ ｌｅｉ ｄｃａ ｄｒｃ ｂ ｒｉｇｔｃｎ ｌ ｉ ｍ ｌｏ ｏｚ ．Ｉｗｌｒ— ｕｔ ｎ ＩＢ ｉ ｅ ｎ ｌ ｉ ｕｖｒ ｅ ｏｌ ｉ ｔ ｕｎｎ ｈ ｏ ｇ ｗｔ ｓ ａ ｉｎ ｚｌ ｔ ｉ ｅ ｃ ｇ ｈ ｚ ｅ ｅ ｏ ｙ ｈ ｌ ｌ ｅ ｌ
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，
ａｉｎ，ａ ｄ ｂ ｉ ｇ ａ ｌ ｏ ｃ ａ ｇ ｈ ｉｅ ｔｏ ｆｔ ｕ ｌ—ｒｃ ｎ ｕ ｌ—ｌ ａ ｔｅ ｍｓ ｕ ｄ ｒｔ ｅ ｏ ｅ ａｉｎ ｔｏ ｎ ｅ ｎ ｂ ｅｔ ｈ ｎ ｅ ｔ ｅ ｄ ｒ ｃｉｎ ｏ ｒ ｅ ｈｅ ｉｈ ａ ｄ ｆ ｅ ｃ ｎ ｓｒ ａ ｎ ｅ ｈ ｐ ｒ ｔｏ
水平浓淡风煤粉燃烧器在670t／h燃煤锅上的应用
号 锅 炉 （ ７ ／ ） 烧 器 进 行 技 术 改 造 。 ６ ０ｔｈ 燃
为水平 布 置 。
３ 水 平 浓 淡 风 煤 粉 燃 烧 技 术 原 理
Ｄ ７／ ４— 超 高压 、 间 再热 、 Ｇ ６ ０ １ ０９型 中 自然 循 环 、 固
态 排渣锅 炉 。炉 膛 断 面 尺寸 近 似 为 正方 形 ， 断 其
面 尺 寸 长 为 １ ． ， 为 １ ． ８ｍ 。设 计 燃 用 义 ２ ４ｍ 宽 ２ ０ 马煤 ， 际 燃 用 义 马 煤 与 小 窑 煤 的 混 煤 ， ２０ 实 配 ０ Ｍｗ 发 电 机 组 ， 用 正 压 直 吹 式 系 统 ， ６ 台 采 配
图 １ 水 半 浓 淡 煤 粉 燃 烧 器 结 构 图
锅 炉改造 前 燃 烧 器 正 反 切 圆燃 烧 ， 、 １ ３号 角
的假 想 切 圆为顺 时 针旋 转 ， 径为 ４ ２ 直 ２ ６ｍｍ， 、 ２４
号 角 假 想 切 圆 为 逆 时 针 旋 转 ， 径 为 ４ ８ 直 ９ １ｍｍ，
水 平 浓淡风 煤粉 燃烧 器示 意图 ， 图 １所示 。 如
在 切 向 燃 烧 煤 粉 锅 炉 中 ， 过 安 装 于 煤 粉 燃 通
一
２ 设 备 简 介
首 阳山 电厂 ２号 锅 炉 为 东 方 锅 炉 厂 生 产 的
７７
—
上 海 电 力
烧器前 一次 风送粉 管道上 的高浓 缩 比的煤粉 浓缩
每角燃 烧 器 分 上 、 、 ３组 ， 中 下 每组 布 置 ２层 一 次
风 喷 口 ３层 二 次 风 喷 口 ， 次 、 次 风 相 间 布 置 ， 一 二 共 布 置 ６ 一 次 风 喷 口 ， 层 二 次 风 喷 口 ， 层 均 层 ９ 各
百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器在670t_h无烟煤锅炉上稳燃与节油实践
发电设备( 2001 No. 1)
图 1 5 号炉改造前喷燃器 (单位 :mm)
稳燃 ,提高火焰的抗干扰能力和防止结焦的作用 。 浓度提高时 ,燃烧所形成的 NOX 减少 ,减少了环 该燃烧器通过装在一次风煤粉管道内的五个浓缩 境污染 。
栅使一次风分成水平方向上的浓淡两股气流 ,其 中一股为高煤粉浓度气流 ,含一次风中的大部分 煤粉 ,另一股中的煤粉浓度很低 ,这两股气流以 α = 5°的夹角 ,四角切向喷入炉膛 ,高浓度煤粉气流 四角切向喷入炉膛 ,形成 d 800mm 的内假想切 圆 ,低浓度煤粉气流在前者和水冷壁之间四角切 向喷入 ,形成 d 1788mm 的外假想切圆 (见图 2) , 煤粉浓度提高 ,就等于增加单位体积内煤粉的表 面积 ,从而加快煤粉的燃烧速度 ,煤粉气流的着火 热减少 ,着火温度降低 ,着火时间提前 。此外 ,低 浓度煤粉气流在炉膛水冷壁附近形成氧化性气 氛 ,提高了灰的熔化温度 ,从而防止结焦 。且煤粉
收稿日期 :2000209211 作者简介 :张积秋 (1962 - ) ,男 ,焦作电厂总工程师 。
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4 燃烧器的改造方案
改造后燃烧器将原来的两层一次风火嘴改成 百叶窗式水平浓缩煤粉燃烧器 ,在一次风中加装 小油枪 ,在三次风喷口加稳燃齿 (起回流作用) ,一 次风速适当降低 ,合理布置 、分割卫燃带以避免形 成大焦 ,百叶窗式水平浓缩煤粉燃烧器的浓淡风 量比为 0. 68～0. 7 ,阻力 < 392 Pa ,浓淡风口之间 采用 V 形钝体隔板 ,浓一次风反切约 5°,浓一次 风的向火侧增加稳燃齿 ,浓一次风中间采用钝体 (见图 3) ,同时对卫燃带布置进行了调整 , 取消 了 中间一块 ,沿高度方向中间又断开1m高 ,将卫
锅炉燃烧器说明书
燃烧设备说明书
第 4 页 版本: A
目录
1.技术特性 ............................................................ 6 1.1 燃料 .............................................................. 6
煤粉燃烧器主要由摆动喷口及其摆动机构、抽出式一次风管、风室及风门等零件组 成。(见附图 3"煤粉燃烧器结构示意图")
煤粉及其输送用风(即一次风)经煤粉管道、燃烧器一次风管、百叶窗式煤粉浓缩器， 一次风喷口喷入炉膛；周界风(兼作一次风喷口停运时喷口冷却风)经二次风大风箱、燃 烧器风室、一次风喷口的周界风通道喷入炉膛；二次风(其中喷口内布置有燃油装置的 3 层二次风在油枪投运时也作为油燃烧器的配风)经二次风大风箱、燃烧器风室、二次风 喷口喷入炉膛；为降低 NOx 生成量而设置的顶二次风(OFA)经二次风大风箱、燃烧器风 室、顶二次风喷口喷入炉膛。
文档编号: 108M-3SM
1.技术特性
燃烧设备说明书
1.1 燃料
1.1.1 煤质资料
名称
符号
收到基低位发热值 Qnet,ar
单位 kJ/kg
收到基全水份
Mar
%
空气干燥基水份 Mad
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干燥无灰基挥发份 Vdaf
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收到基灰份
Aar
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收到基碳
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收到基氢
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收到基氧
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收到基氮
Nar
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收到基硫
风率（%） 21.96 64.38 12 1.67
风 速 (m/s) 26 47.1 32.8
煤燃烧PPT
3、夹心风
夹心风的作用： (1) 补充火焰中心的氧气，同时也降低了着火区的温度， 而对一次风射流外缘的烟气卷吸作用没有明显的影响； (2) 高速的夹心风提高了一次风射流的刚度，能防止气流偏 斜，而且增强了煤粉气流内部的扰动，这对加速外缘火 焰向中心的传播是有利的； (3) 夹心风速度较大时，一次风射流扩展角减小，煤粉气流 扩散减弱，这对于减轻和避免煤粉气流贴壁，防止结渣 有一定作用； (4) 可作为变煤种、变负荷时燃烧调整的手段之一。
四、四角切圆燃烧的气流偏斜及切圆直径
1、气流偏斜问题 引起燃烧器出口气流偏斜的主要原因是： （1）邻角气流的撞击是气流偏斜的主要原因。 （2）射流偏斜还受射流两侧“补气”条件的影响。 （3）燃烧器的高宽比(hr/b)对射流弯曲变形影响较大。 （4）当燃烧器多层布置时，上层气流不断的被卷吸到下 层气流中，加上气流受热膨胀的影响，使气流容积 流量增大，旋涡直径相应增大，一般可使实际切圆 直径膨胀到假想切圆直径的8~10倍。
七、摆动式燃烧器
摆动式燃烧器的各喷口一般可同步上、下摆动20~30度，用来改变 火焰中心位置的高度，调节再热蒸汽温度。并便于在启动和运行 中进行燃烧调节，控制炉膛出口烟温，避免炉膛内受热面结渣。 摆动式燃烧器运行中容易出现的问题是：因喷口受热变形，使摆 动机构卡死，或摆动不灵活。摆动机构上的传动销磨损或受热太 大时，容易被剪断。
四、新型煤粉燃烧器的主要类型介绍如下
1、煤粉预燃室燃烧器 这是我国研究最早、目前应用最广泛 的新型煤粉燃烧器装置。 预燃室燃烧器是由耐火材料或耐热钢 板制造的前置燃烧室。
2、钝体燃烧器
该型燃烧器是华中理工大学于80年代初研制的， 其应用范围仅次于预燃室燃烧器。多用在燃用劣 质烟煤、贫煤和无烟煤的锅炉上，用作稳定火焰 和改善燃烧。 它是在角置式煤粉燃烧器每个角一次风喷口出口 处，设置一个非流线形物体——钝体，使煤粉气 流在钝体的尾迹区产生回流，卷吸高温烟气，以 利于燃料的着火和火焰的稳定。着火后的煤粉火 炬在炉膛内组成四角切圆燃烧。
浓淡煤粉燃烧技术
1、项目简介“风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技术是针对我国电力工业对煤粉燃烧的需要，发明的一套适用于不同炉型、不同煤种的同时具有高效、稳燃、低污染、防结渣、防高温腐蚀性能的系列煤粉燃烧技术。
通过对炉内燃烧器区域气相及气固两相流场的深入研究，发现相当一部分锅炉炉膛内存在煤粉向炉膛四周分离，从而产生一系列不良后果。
提出了解决这一问题的技术措施，使煤粉相对集中在火焰中部，而炉壁四角则空气相对过剩，从而实现了炉内“风包粉”的燃烧方式，以防止炉壁结渣和高温腐蚀、也有助于提高燃烧效率。
浓淡燃烧的基本思路是将一次风分成浓淡两股气流，利用浓煤粉气流着火稳定性好的特点来提高燃烧器的着火稳燃能力，浓淡两股气流偏离各自燃烧的化学当量比，可以抑制NOx的生成排放。
还研制了配套的高浓缩比、低阻力的煤粉浓缩器，增强了浓缩燃烧的作用。
综合“风包粉”和“浓淡”燃烧的特点，根据不同炉型、不同煤种的要求，开发研制成功水平浓缩煤粉燃烧器、水平浓淡风煤粉燃烧器、径向浓淡旋流煤粉燃烧器、不等切圆墙式布置直流煤粉燃烧器等“风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技术。
此系列煤粉燃烧技术覆盖了电站锅炉的主要燃烧方式和煤种，可以达到：大幅度提高低负荷稳燃性能，特别是对于燃用难燃的贫煤、无烟煤的机组尤为突出；燃用高硫煤机组中存在的高温腐蚀可望得到控制；锅炉的结渣问题得到解决或明显减轻；锅炉的NOx排放大幅度下降，特别是燃用控制NOx排放难度最大的贫煤、无烟煤的机组降幅更为明显；燃烧效率均有所提高。
此系列的各种燃烧器不仅可用于新锅炉的设计，而且对现有的锅炉的技术改造也非常方便。
截止到2000年2月，“风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技术已在全国34座发电厂的62台锅炉上应用，机组容量共计9455.8MW。
并被国内的哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂、东方锅炉厂、武汉锅炉厂、北京B&W公司等锅炉制造厂在新产品设计或技术改造中所应用。
2、立项背景能源是国民经济的基础。
我国一次能源以煤为主，电力工业中煤电约占总电量的四分之三，电力工业每年耗煤2.9亿吨，相当于我国原煤产量的27%。
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109百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器在燃贫煤300MW 机组的应用研究王纪宏（河南安阳电厂）摘要：为适应市场经济下的运行模式，针对发电企业改革中的深度调峰、超低NOx 排放问题，本文从百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器的结构分析了其稳燃性、NOx 低排放的机理，并通过安阳电厂#9、#10炉燃烧器的改造情况和试验结果分析，NOx 低排放量、稳燃性达到了国际领先水平，为企业创造了可观的经济效益和社会效益。
文章还提出了对洁净燃烧和节能的一些新观点和建设性建议。
关键词：300MW 机组；百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器；改造；试验；Nox ；稳燃性1 前言安阳电厂#9、#10炉（DG1025/18.2-II4）为亚临界一次中间再热自然循环汽包炉，平衡通风，固态排渣，中储式结构，分别于1998年3、9月投产，运行基本稳定。
为了适应电力市场频繁调峰、保证锅炉洁净燃烧，分别在2000、2001年机组大修中，将五层一次风全部改造为百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器。
设计燃煤特性见附表。
2 燃烧器概述2.1 结构特点水平浓淡煤粉燃烧器分浓缩器和喷口两部分（如图1）。
图1 水平浓淡煤粉燃烧器横截面图浓缩器由五块有一定倾角的耐磨陶瓷板组成，又称百叶窗浓缩器。
燃烧器喷口由三部分组成：从向火侧到背火侧依次为浓相喷口、淡相喷口和侧二次风喷口，三者均属于狭长形喷口。
浓相喷口由波形船体和四块稳燃齿组成，淡相喷口和侧二次风喷口中间均有横隔板。
浓相与淡相喷口之间有8度的偏离角。
浓缩器和喷口之间为文丘里式气流加速管。
同时整个喷口与风室之间上下各有14mm、左右各有9mm间隙，以形成周界风。
2.2 降低NOx含量机理燃煤燃烧过程中，所产生的氮氧化物NOx有两种：燃料型NOx和温度型NOx。
燃料型NOx：这是燃料氮在燃烧过程中氧化生成的。
生成温度一般在600~800℃，正常燃烧情况下，燃料型NOx的生成量约占80~85%，最高可达90%。
研究表明：当过量空气系数α≤0.7时，没有燃料型NOx产生。
可见，提高煤粉浓度，降低氧气浓度，可以有效控制NOx生成。
温度型NOx：这是在高温下由燃烧所需空气中的氮气氧化生成的。
研究表明，当温度小于1500℃，几乎测不出NOx；当温度大于1500℃，NOx的生成量相当明显。
控制温度型NOx 生成的主要措施是：降低燃烧温度水平；降低氧浓度；缩短烟气在高温区停留时间。
燃煤炉中，温度型NOx的生成量约占15~20%。
目前，控制锅炉燃烧中NOx主要从三个途径入手：改善燃烧、燃料脱氮和烟气净化。
改善燃烧，包括改进燃烧器，改善运行条件两方面。
其指导思想是降低燃烧温度和燃烧区的过量空气系数，组织二级燃烧。
此燃烧器是综合利用了上述方式。
一次风喷口向火侧煤粉浓度比背火侧煤粉浓度高6倍左右，在向火侧，相对氧气量低；在背火侧，燃烧温度相对较低。
这样，有效地抑制了两种NOx的生成量。
同时该燃烧器淡相气流、侧二风均偏离浓相气流8度，一定意义上组织了二级燃烧。
水平摆动二次风喷口正常运行时，向增大切圆方向摆动15°，下层二次风假想切圆由φ700/500mm，改造为φ1667.4/1468.6mm，即均偏离了燃烧区，对整个燃烧区形成包围状态，构成了“外包风”，组织二级燃烧，极大程度地抑制了两种NOx 的生成。
2.3 稳燃节能机理水平浓淡煤粉燃烧器节能性表现在三方面：低负荷不投油稳燃性；缩短点火时间；燃尽性。
该燃烧器设计指导思想之一是：充分发挥向火侧着火优势，在向火侧实现高浓度燃烧，着火基地。
浓相煤粉着火后，为淡相煤粉提供了高温热源，淡相煤粉也迅速着火，最终形成了稳定的燃烧火炬。
该燃烧器浓相喷口内的波形船体形成燃烧“三高区”，增加了一次风与回流高温烟气的接触面积；四块稳燃齿，每个齿附近均有一个小小的旋涡与回流。
这些均有利于点火、稳燃和燃尽。
3 改造情况3.1 燃烧器改造情况（如图2）五层一次风全部更换为百叶窗式水平浓淡煤粉燃图2 燃烧器喷口排列示意图110烧器，喷口可上下摆动±18度；二次风BC、CC、EX层更换为上下、水平摆动刚性风喷口，可向增大切圆方向水平摆动0°～20°，上下随一次风同步摆动；对AA层二次风喷口进行了改造，将其竖隔板向增大切圆方向扳3度。
燃烧器改造主要技术要求：假想切圆精确；燃烧器同层标高一致，并且保证浓缩器水平；喷口上下或左右摆动角度准确；喷口与风室间隙符合技术指标。
3.2 一次风管道及其弯头的改造煤粉气流因离心分离作用，必然冲刷弯头进口的内侧和弯头出口的外侧，相对部位则受保护。
将弯头旋转180度安装后，冲刷面将是弯头原进口的外侧和弯头出口的内侧，已冲刷部位受到保护，这样，起到“以旧代新”的效果。
弯头材料为优质耐磨Mn钢，价格较贵，单价：14元/Kg,弯头总重约20吨，这样节约费用约28万元。
规程要求，与燃烧器连接的直管段长不小于10-15d（d：管直径），以均匀煤粉浓度，该炉D层燃烧器直管段长仅为4-5d。
借鉴美国CE公司燃烧器中的“反射挡板”原理，在弯头出口外侧焊接均流块（200×30×20mm），对均匀浓相、淡相喷口内的煤粉浓度有一定效果，有利于燃烧、燃尽。
3.3 加大#2、#4角假想切圆直径由煤质和炉型情况，东方锅炉厂把该炉假想切圆设计为直径较小的双切圆布置，即#1、#3角：Ф700mm ；#2、#4角：Ф500mm。
水平浓淡煤粉燃烧器脱氮、稳燃机理上比较适合较大的假想切圆，同时，每层一次风喷口均设置了侧二次风，完全可以避免煤粉冲刷炉墙而结焦现象，于是，#2、#4角假想切圆直径由Ф500mm增大为Ф700mm。
3.4 加强油枪根部二次风吹扫安阳电厂#9炉因油枪喷口结焦事故连续停炉两次。
焦渣堵塞油枪喷口，导致油枪金属软管内压力过高而爆破，燃油压力远大于油枪冷却风压力，油枪冷却风来自一次风机出口，则燃油进入两侧一次风机内，被迫停炉。
为避免燃烧器喷口附近出现还原气氛（结焦原因），在改造后的动力场试验及燃烧调整中，加强了油燃烧器的送风，到目前为止，无同类事故发生。
4燃烧调整4.1 燃烧调整内容改变一次风速、二次风的配风方式，调整二次风的水平摆角，考察一次风速、二次风的配风方式、炉内氧量等对飞灰可燃物含量和NOx排放的影响，从而为实现锅炉的安全、清洁和经济运行提供依据。
通过原煤、煤粉、大渣、飞灰和烟气成分的取样分析，排烟温度、炉膛温度、热风温度及蒸汽温度压力流量和给水温度流量的测量分析，分别在300MW、240MW、180MW、150MW、120MW五种工况下，进行了燃烧调整试验。
4.2 炉膛出口氧量对NOx排放量和飞灰可燃物含量的影响随着出口氧量的增加，NOx排放量随着增加，而飞灰可燃物的含量逐渐减少。
因此，考虑经济性和NOx排放量，应该将炉膛出口氧量控制在3%以上。
4.3 一次风速对NOx排放量和飞灰可燃物含量的影响为考察一次风速对燃烧的经济性和NOx排放量的影响，进行了两个不同一次风速下的对比试验，一次风压在4.4MPa时飞灰可燃物的含量较小，NOx排放量随着一次风压的变化不明显。
一次风压应保持在4.3～4.4Mpa之间。
4.4 配风方式对NOx排放量、飞灰可燃物含量和再热汽温的影响111在对塔配风、倒塔配风和均等配风三个工况的对比试验中，在均等配风方式下锅炉燃烧经济性最好，对塔配风下锅炉的飞灰可燃物的含量明显偏高；从再热汽温的变化情况看，均等配风方式下再热汽温最差，在518℃，而在对塔配风方式下最好，能达540℃甚至更高；均等配风下的NOx排放量要比对塔配风下的NOx排放量高出10%左右，由于对塔配分风在一定程度上实现了分级送风，对降低NOx排放量起一定作用。
综合上述各项，应采用对塔配风方式运行。
4.5 二次风喷口水平摆角二次风喷口水平摆角直接影响着二次风和煤粉气流的混合时机。
角度越大，二次风混入越晚，这将有利于降低NOx排放量；但不能无限度地增加，否则将影响炉内空气动力场的合理组织。
试验数据表明，当二次风喷口水平摆角在18度时，NOx排放量最小，在试验条件下可以达到490mg/ m3；在二次风喷口水平摆角在14度时，飞灰含碳量最低，在试验条件下可达1.2%，在18度时略有升高。
因此二次风喷口水平摆角应锁定在18度位置。
4.6 燃料分配方式在300MW负荷下分别进行了全部20只火嘴、18只火嘴及16只（停运E层）的对比试验，试验表明，当投运的火嘴数量减少时，为了维持相同的锅炉负荷，其它各层的一次风煤粉浓度要相应增加，这将有利于减少NOx排放量；但过高的煤粉浓度对燃烧的经济性产生负作用，当投运16只火嘴运行时，飞灰可燃物的含量要低于投运18和20只火嘴的情况。
可见投运所有20只火嘴并不是最好的运行方式，根据试验数据，在煤质发热量不低的情况下，应采用16只火嘴运行。
另外，制粉系统组合方式、侧二次风量对NOx排放量和飞灰可燃物含量也有影响。
5改造效果从一年来的运行情况看，应用水平浓淡燃烧技术后，锅炉运行的安全性、稳定性、可靠性、经济性及调节性已大大提高。
实验证明：燃用设计煤，锅炉不投油稳燃界限可降至额定负荷40%（即120MW）；在额定负荷下，排烟的NOx可降至520mg/Nm3,飞灰含碳量可降至2.0%。
减轻水冷壁管的高温腐蚀，炉内结焦状况得以改善，也加大了锅炉对煤种的适应性。
改造效果表如下。
6效益分析6.1经济效益分析生计科资料证明：#9、#10炉飞灰含碳量降低1%，年节省标准煤2038.43吨，这样#9炉年节省标准煤9580.62吨，#10炉年节省标准煤10192.15吨，按年均标煤价226.5元/吨计算，112共计年节省资金可达447.85万元。
#9、#10机组调峰负荷小于50%额定负荷时，至少需投助燃油油枪两支。
单支油枪额定出力为2.7T/H，按平均每天4.5小时、每年200天计算，油价年平均2400元/吨，则年可节省燃油4860吨，相当于创效1166.4万元。
最近统计，#9、#10机组2002年前三季度已节约燃油1000多万元。
资料证明300MW机组锅炉灭火一次直接经济损失约24.7万元，相对灭火次数减少9次，相当于创效222.3万元。
采用水平浓淡燃烧技术可缩短机组点火启动时间，每次缩短点火稳燃时间可在10分钟以上，可以计算所创造效益十分可观。
由上可见，每年共计可创效1836.55万元以上。
6.2 社会效益分析据统计：#10炉在国内300MW机组中不投油稳燃负荷比全国平均水平低约15%；与《国家一流火力发电厂考核标准》相比：不投油稳燃负荷比《考核标准》低10%，飞灰含碳量比《考核标准》低3%。
从NO X的排放量前后对比可以看出，#9炉燃烧器改造后降低了230mg/Nm3，#10炉燃烧器后改造降低了280 mg/Nm3，则#9炉每天NO X排放量减少65118.55kg ，#10炉每天NO X 排放量减少79274.76kg。