600MW超临界锅炉旋流燃烧器说明书

600MW超临界锅炉旋流燃烧器说明书三井巴布科克低NO轴流式燃烧器 X(包括过燃风喷嘴)06325/B800/OC/3000/X./0001BTSB/O34/0032004年1月B版三井巴布科克技术服务处目录序言健康和安全1 煤和燃烧过程1.1 排放1.2 NO的形式 X1.3 低NO技术 X2 三井巴布科克低NO轴流式燃烧器 X2.1 LNASB的布置和转向2.2 LNASB的装配2.3 中心风管组件2.4 煤粉燃料和一次风2.5 一次风管2.6 燃烧器面板2.7 二次风2.7.1 二次风室和挡板2.7.2 二次风旋流器2.8 三次风2.8.1 三次风锥体、风室和挡板组件2.9 点火燃烧器组件和点火器2.10 火焰监视器2.11 过燃风喷口3 低NO轴流燃烧器的运行 X3.1 LNASB结渣的防止3.1.1 除渣工具3.1.2 除渣步骤 4 LNASB的维护4.1 预防性维护i4.2 LNASB定期检查项目清单4.2.1 从燃烧器平台进行的外部检查4.2.2 从炉膛进行的检查4.2.3 从风箱内进行的检查4.2.4 从锅炉上拆下的燃烧器进行的附加检查5 检修维护5.1 安全5.2 拆卸LNASB前的准备5.3 燃烧器的拆卸5.3.1 拆下点火器和雾化器组件5.3.2 拆下中心风管5.3.3 拆下一次风管桥5.3.4 拆下燃烧器面板5.3.5 拆下二次风室组件5.3.6 拆下三次风锥体、风室、挡板和二次风喷口组件5.3.7 拆卸一次风管组件5.3.8 拆卸一次风管桥5.3.9 拆卸蜗壳组件5.3.10 拆卸二次风室组件5.3.11 拆卸三次风套筒挡板 5.4 燃烧器大修5.5 重装燃烧器5.5.1 重装三次风套筒挡板5.5.2 重装二次风室组件5.5.3 重装蜗壳组件5.5.4 重装一次风管5.5.5 重装中心风管组件5.5.6 三次风锥体、风室、挡板和二次风喷口组件复位5.5.7 二次风室组件复位ii5.5.8 燃烧器面板复位5.5.9 一次风管桥复位5.5.10 中心风管复位5.5.11 点火器和油枪组件复位 5.6 燃烧器投运准备5.7 个别齿片更换步骤6 故障分析6.1 煤粉火焰未着点6.2 煤粉火焰变形6.3 NO排放水平高 X6.4 飞灰含碳量高6.5 油火焰无显示6.6 油火焰未点着6.7 油火焰变形6.8 燃油效率差7 推荐的备件8 低NO轴流式燃烧器和过燃风喷嘴的试运 X 8.1 安装检查和质量保证 8.2 基本安全要求8.3 总的要求8.4 LNAS煤燃烧器8.4.1 静态检查8.4.2 燃烧器安装尺寸检查8.4.3 过燃风喷嘴8.4.4 过燃风喷嘴安装后的检查8.4.5 过燃风喷嘴安装尺寸检查表9 燃烧器和过燃风的优化 9.1 概述iii9.2 控制室表盘读数9.3 第一阶段燃烧器的优化9.3.1 装置状态要求9.3.2 保护措施9.3.3 方法9.3.4 测量9.3.5 评价9.4 第二阶段过燃风喷嘴优化9.4.1 装置状态要求9.4.2 保护措施9.4.3 方法9.4.4 测量9.4.5 评价9.5 第三阶段燃烧器区域过剩空气系数9.5.1 装置状态要求9.5.2 保护措施9.5.3 方法9.5.4 评价iv序言本文件包含有关三井巴布科克低NO轴流式燃烧器的资料，本文件的内容是X 为指导专职工程师而准备的。

设想他们务必要掌握这种形式燃烧器的标准操作程序和维护要求的知识。

本文件基于典型的低NO轴流式燃烧器，不特别针对哪个特定的装置。

无论X 何时，在参阅本文件时都必须结合特定装置的运行维护手册，工程图纸和数据表。

所有工程和其它的决议必须基于特定燃烧器的资料，不属本文件的内容。

业已认可，个别装置的一些条件可以要求修改本文件。

然而，在作较大的改变之前应同三井巴布科克能源服务公司磋商。

涉及到其它公司制造的装置应参考该公司的说明书。

为了便于读者理解，文件中放进了一些插图，考虑到适用性，这些科缩小了尺寸，因而不用许多时间去绘制。

健康和安全尽管作出了充分努力在本文件中给出了足够的预防措施去避免危害人员的健康和安全，和防止损害设备，也不可能涵盖非常罕见的问题。

因此，对于没有特别提到的一些装置的运行或维护中所出现的问题，应提交三井巴布科克能源服务公司考虑和给出建议。

从安全的角度，不超出设备和辅助装置的设计参数是重要的。

无论何时，实施中的法规和设备管理部门为保护人员的健康和安全所认定的其它条例都必须遵循。

1(煤和燃烧过程煤是一种固体燃料，是在几百万年以前由动植物腐烂自然形成的。

固体燃料燃烧是生产热能和电力应用最广泛的能源。

在所有的固体燃料中，煤炭是世界上最大的能源资源，煤炭应用的增加刺激了世界工业的增长。

固体燃料有三种重要的可燃化学成份:, 碳, 氢, 硫(硫作为一种热源是次要的，但它能产生严重的污染和腐蚀问题)1从为产生蒸汽而放热的观点出发，燃烧可以定义为氧气同燃料中可燃成分的快速化学反应，导致热量的释放。

这个反应被称作氧化，相关的热释放率可以从缓慢到非常快速变化，亦即爆炸。

就各种锅炉和大多数加热炉而言，目标是为了获得以给定的速率受控地和稳定地放热。

煤的燃烧是复杂的化学和动力学过程。

煤的颗粒需要最初的加热去驱散煤基中的挥发性碳氢化合物。

这些碳氢化合物首先燃烧。

当挥发份放完时，剩余的“焦炭”，主要是碳，温度将升高，在高温下碳同包围它的氧反应。

在表面形成一氧化碳，并从表面扩散进一步同周围的氧燃烧。

这个氧向颗粒表面扩散和CO从颗粒表面扩散的过程是相对缓慢的，主要受限于颗粒的燃烬时间。

颗粒的燃烬时间取决于颗粒尺寸和它的活性。

颗粒的表面积决定着落在表面上的辐射热，并由此决定了CO的形成速度。

更小的颗粒尺寸将更快的燃烬和更完全的燃烧。

在需要发生反应的地方，氧必须有效地用于燃烧过程，否则反应将受到氧的可用性的抑制。

1.1 排放烟尘的排放，受关注的是:, 一氧化碳, 二氧化碳, 氧化氮, 二氧化硫, 粉尘CO是有毒的气体，是与不良的燃烧器性能，火焰的不稳定或低氧(低过剩空气)相关的不完全燃烧产生的。

CO2属于温室气体，与燃用的燃料种类有关。

不降低燃料的碳含量，要减少特定装置CO2的排放是不可能的。

硫在燃烧过程中大部分转化成SO2，并同雨水结合形成硫酸而造成酸雨。

高硫燃料要求高的排烟温度以保证维持在露点温度之上。

粉尘大量地由燃料中惰性(灰份)物质的混合物所组成。

惰性物质不受燃烧过程影响，无论是通过锅炉，如飞灰，还是熔点低的可以沉积在炉膛中，如结渣。

此外，大的燃料颗粒不完全燃烧的碳也残留在飞灰和炉渣中。

碳的损失取决于燃烧器的性能并因此燃烧器的调整，过剩空气，燃烧器风量和燃料量的平衡。

21.2 NO的形成 X氮氧化物(NO)将引起呼吸道疾病和产生硝酸形成的酸雨污染大气。

烟囱排放的氮氧化物，称之NO，由约95%的NO和5%的NO2所组成。

XNO排放对于所有用空气的燃烧过程是共同的。

煤中氧的含量高是燃煤NOXX排放水平高于燃油的主要原因。

由于空气本身氮的重量占四分之三以上，所以燃烧空气应是形成NO的基本因素。

然而由于牢固的化学键的影响事实并非如此。

X NO是由于燃烧过程中的多种反应产生的，然而两个主要来源是燃料型NOXX和热力型NO。

燃料型NO是由一定比例的燃料结合氮氧化形成的，但如果燃XX 料氮的释放是在还原氛围中发生的，则NO的形成能受到抑制。

热力型NO是XX 由燃烧空气中的氮气同有效的氧气之间的反应生成的，生成率与炉温呈指数关系，但也取决于时间和氧的浓度。

煤中存在的氮结合成化合物，单个氮原子通常与碳结合成有机氮化合物。

空气中的自由氮分子，氮原子以非常强的N三N成对结合成氮分子(N)。

这种结2合比C一N结合强约三倍。

这些键被破裂形成NO，C一N键将比较容易破裂，而N三N的破裂则需X要更多的能量，因此大气中的氮形成NO，只有在1500?以上的温度下才有意X 义，并随温度呈指数增加，从燃料的结合氮中产生NO在相对低的燃烧温度下X 发生，并且不会显示出同样的变化。

由此可以看到，对燃烧区域NO的形成两个最重要的影响因素是氧气和温X度。

因此控制这两个因素就意味着控制NO的形成。

X1.3 低NO技术 X有着一些公认的在炉膛中降低NO的技术，它们可以分成三种基本形式，一X 些有锅炉运行有关，一些基于炉膛和锅炉装置设计，还有一些涉及燃烧装置设计。

几种低NO技术可以联合使用，但效果不会是叠加的。

最终的选择必须基于对X燃料分析，锅炉设计的限制，要求的NO排放指标，当然还有投资的全面考虑。

X最有效和经济的控制NO排放的方法是采用低NO燃料器抑制它在炉膛内XX 的产生。

还可以联合采用分级燃烧，部分燃烧空气经分开的过燃风喷口引入。

低NO燃烧器降低燃料型和热力型NO形成是基于: XX, 在火焰的前期阶段最大量地释放挥发份，而后是氮气。

, 造成一个最初的缺氧区域以抑制燃料氮转化成NO和热力型NO的生成。

XX3, 蓄意延迟燃料和空气的混合，降低火焰温度抑制热力型NO的生成。

X, 后期延长富氧区的滞留时间(三次风)去保证燃烬。

, 良好的煤粉细度有助于燃料氮更早地逸出和燃烬。

低NO燃烧器能单独将NO排放降低到基准水平，但这是一个延迟混合的XX 过程，因而不可避免地将伴随着燃烧效率的降低。

最大地试图提高燃烧器降低NO排放的能力将导致燃烬的恶化，除非采取相应的补救措施。

这可以是改进燃X 烧器之间燃料和空气的分配和改进煤粉细度。

此外，低NO燃烧器进一步降低NO排放水平可以采用分级燃烧技术来达XX 到。

系统的核心是性能好的低NO燃烧器，有着固有的稳定性和内在的低NO/XX 燃烬能力。

在过程的早期阶段即对系统作为整体的最终性能有着显著影响。

在两级燃烧中，提供给燃烧器的风量要比正常的少。

燃烧空气的平衡是通过燃烧区域上方称之为燃烬风或过燃风的喷嘴加入空气进炉膛实现的。

分级送风的作用是:1)以比正常要求少的风量供给燃烧器，严格限制NO的生成。

X2)在过燃风引入之前浓相燃料有较长的延迟时间，使得燃料中的结合氮有机会在缺氧区内逸出，并能消除存在的NO。

过燃风在前后水冷壁高速喷入炉膛，喷嘴形成两股气流，中心气流以较高的轴向速度喷出以保证穿透，外围的气流旋转喷出以保证与燃烧烟气流的混合。

燃烬程度取决于过燃风与上升燃烧烟气流的混合。

也就是取决于在引起烟温明显降低的受热面前的有效滞留时间。

在有效的滞留时间内的烟气温度也是重要的，总的过剩空气系数也一样。

延迟燃料/空气在火焰中，也就是在炉膛中的混合，对燃烧效率的影响比单靠各种燃烧器更显著。

在补偿措施不总是可能实施的地方，这种改进特别正确。

对煤而言，贯穿整个过程，有效的细度对最初的挥发和NO的抑制过X 程以及充分的燃烬有着很大的影响。

改进煤粉的分配对最终的燃烬来说也就是非常重要的。