摘要：以双调风旋流燃烧器W火焰锅炉为本文主要研究对象，针对一些存在于600MW超临界机组W火焰锅炉的问题，通过分析超临界机组运行特点，充分探讨与研究了双调风旋流燃烧器W火焰锅炉燃烧调方法，通过调整单个燃烧器着火稳定性、调整全炉膛燃烧稳定性，进一步优化了锅炉燃烧的工况。据相关燃烧调整试验结果表明，消除热偏差后，大幅度保证了汽温的有效控制。
关键词：超临界机组；锅炉；燃烧调整；双调风旋流燃烧器
前言：近一些年来应用最为广泛的就是超临界W火焰锅炉，超临界W火焰锅炉与亚临界W火焰锅炉相比，需要对水冷壁超温问题进行充分考虑。超临界W火焰锅炉与切圆和对冲燃烧的常规超临界锅炉不同，其不能采用螺旋管圈结构，由于炉膛宽深较大，需要采用垂直管圈结构，可见与切圆和对冲燃烧相比，超临界W火焰锅炉水冷壁超温问题较为严重，极易影响锅炉的安全运行。除此之外，600MW级W火焰锅炉由于机组容量的增大，会相应增加单个燃烧器功率，与300MW级亚临界锅炉相比，其锅炉燃烧稳定性有了明显提高，但对于一些存在于亚临界W火焰锅炉的问题依然存在，再加上水冷壁超温问题，大大增加了调整超临界W火焰锅炉燃烧的难度。
1分析超临界600MW机组W火焰锅炉特点
现阶段超临界锅炉炉膛水冷壁的上、下炉膛的过渡，通常采用中间混合集箱来实现，运用了内螺纹管垂直管圈，其属于低质量流速改进型，炉膛水冷壁为膜式水冷壁，可从以下几个方面来总结它的特点：第一，能够限制管间温差；第二，能有效冷却水冷壁管；第三，管内蒸发受热面阻力小，质量流速低，能对辅机电耗进行有效降低。锅炉设计的煤种由于当地无烟煤储量丰富，所以为低挥发分无烟煤，火焰的行程可通过使用W火焰燃烧方式进行增加，不仅可以提高煤粉燃尽率、使煤粉低负荷稳定燃烧、及时着火，还可以延长炉内煤粉停留的时间。
2分析燃烧调整实例应用
2.1概述调整对象
本文以某公司600MW超临界W型火焰锅炉为调整对象，该锅炉配置的双调风旋流燃烧器为24只浓缩型EI－XCL低NOx,所采用的系统是双进双出正压直吹制粉，在锅炉的前、后拱上对称布置燃烧器，与之配套的是双进双出钢球麻煤机BBD4366型6台。燃烧器EI－XCL浓缩型配有双层强化着火的轴向调风机构，外层和内层调风器会分别进入从风箱来的二次风，外层二次风能对煤粉燃烧所需的空气进行有效补充，内层二次风产生的旋转气流能卷吸高温烟对煤粉进行引燃，进而完全燃烧煤粉。通过设置调整轴向叶片的角度，能改变内、外层二次风的旋流强度。炉膛内的高温烟气能被旋转气流卷吸到煤粉着火区，点燃并稳定燃烧煤粉。60度为内二次风轴向叶片开度的最大值，也就是与燃烧器轴线夹角成30度，20度为最小开度，也就是与燃烧器轴线夹角成70度；70度为外调风叶片最大开度，也就是与燃烧器轴线夹角成20度，20度为最小开度，也就是与与燃烧器轴向夹角70度；内二次风全关时，调风盘开度为0，行程为0至240毫米。由于炉煤质变差，在该锅炉投产初期，需要投油助燃，特别是在燃烧不稳定的情况下，容易发生全炉膛灭火；另外，左右两侧汽温和烟温在燃烧不稳定的情况下偏差极大，对锅炉的安全经济运行造成了严重影响，汽温调整较为困难。因此，必须进行燃烧调整试验，以此来对热偏差较大以及锅炉燃烧不稳的问题进行有效解决。
2.2调整锅炉燃烧的具体状况
结合实际入炉煤质量情况和双调风旋流燃烧器特点，试验人员应通过改变燃烧器配风方式，从单个燃烧器的燃烧稳定性提升出发，对影响着火稳定性的各个因素进行分析，以此来对单个火嘴稳燃能力进行有效提升；另外，在提升全炉膛燃烧稳定性过程中，可通过调整煤粉细度、分级风以及氧量等手段进行。
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2.2.1调整单个燃烧器着火稳定性
试验人员在试验负荷550MW过程中，应选择调整着火较差的D1燃烧器，将一支热电偶插入D1燃烧器看火孔沿燃烧器轴线的方向，首先对燃烧器出口轴向在初始配风方式下的不同距离的温度进行测量，并在距喷口600毫米位置固定热电偶，通过对外二次风角度、内二次风角度以及调风盘等手动调风装置的调整，测量温度。锅炉入炉煤质在试验期间net为17000kJ/kg，Vdaf为10%，Qar，该煤种挥发分和热值较低，而对煤粉稳定着火进行有效保证的关键就是燃烧器出口温度，通常来说800至850度就是该煤种稳定着火的最佳温度。D1燃烧器的着火距离在初始状态下，从相关数据而言，接近1000毫米；调风盘开度在外二次风叶片角度、内二次风叶片角度以及调风盘开度等三个因素中，从相关数据而言，对温度的影响最大。调风盘开度在距喷口600毫米的位置，从140毫米调至60毫米，外二次风叶片角度50度至70度，温度升高了大约220度，变化范围内影响温度为100度左右，对于燃烧器出口的温度，内二次风叶片角度变化所造成的影响较小。也就是说，在对燃烧器着火稳定性提升过程中，内二次风量即调风盘开度有着不可忽视的关键性作用，在逐渐减少内二次风量、关小调风盘后，能明显提高燃烧稳定性，并提前着火。
2.2.2调整全炉膛燃烧稳定性
为了进一步对锅炉燃烧稳定性受到燃烧器各运行方式与配风调整手段的影响进行掌握，在试验过程中，加大研究了变煤粉细度、变氧量、变分级风比例以及调整燃烧器调风装置的一系列试验。燃烧稳定性的判断，主要以投运燃烧器火检强度的平均值为依据，燃烧稳性在火检强度平均值越高时就会越好，反之燃烧稳定性就会越差。调风盘125毫米、内二次风45度、外二次风60度在初始状态下，据试验结果表明，平均火检强度为67%，平均火检强度在调风盘开度减小到80毫米后提高95%。其中二次风量比例，即调风盘开度就是影响锅炉全炉膛燃烧稳定性的最大因素，与单个燃烧器调整的结论相比，这一结论与其较为相符。其次分别为氧量、内外二次风叶片角度以及煤粉细度，燃烧稳定性在不同分级风比例下较好。另外，在全面分析其它相关数据后得出，锅炉燃烧热效率与稳定性在平均火检强度于高负荷下达到85%以上时较好；锅炉热效率在平均火检强度低于85%时会受到一定的影响；而锅炉燃烧热效率与稳定性在平均火检强度低于75%下降较为明显。
2.3分析调整效果
在重点调整火检较弱的燃烧器后，各燃烧器燃烧稳定性沿炉膛宽度方向较为均匀，对局部燃烧情况差导致的热负荷偏差进行了有效消除。同时，在对中间点温度，即前A，B两侧汽水分离器出口温度进行调整后，和低温过热器出口蒸汽温差约为25度至50度，汽温调整较为困难，两侧温度较大；蒸汽温差在调整后大约在5度至10度，可见消除热偏差后，不仅能保证有效控制汽温，还能对超临界锅炉高温受热面和水冷壁的运行安全性。
结束语：
综上所述，在锅炉燃烧调整过程中，使用热电偶对旋流燃烧器喷口平均火检强度统计分析和着火温度测量的方法进行指导，能进一步对锅炉燃烧稳定性受各种调整方式的影响进行定量评价，不仅能对锅炉燃烧调整理想效果进行保证，还有利于找出对燃烧稳定关键因素影响的主要因素。该方法对于煤质变化较大、燃烧器改造后以及投运新型燃烧器锅炉的燃烧调整较为适用。
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论文作者:李加平
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
标签：锅炉论文; 燃烧器论文; 稳定性论文; 炉膛论文; 火焰论文; 超临界论文; 温度论文; 《电力设备》2019年第21期论文;