摘要：本文首先分析了燃烧器存在的问题，并阐述了某电厂2X600M机组锅炉低NOx燃烧改造技术方案，以供参考。
关键词：电厂；2X600M机组；锅炉；NOx；燃烧；改造技术方案
1 前言
某电厂2×600MW机组锅炉为东方锅炉厂设计制造的国产超临界滑压运行直流锅炉，锅炉为单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。煤粉燃烧器采用轴向双调风旋流煤粉燃烧器前、后墙对冲燃烧。
轴向双调风旋流煤粉燃烧器整体性能优良，但也存在一些结构问题，如燃烧器磨损、燃烧器扩锥脱落，一次风筒陶瓷脱落、以及燃烧器一次风管烧损等问题。
锅炉低氮燃烧改造，确保锅炉在安全、经济、稳定运行的前提下，降低锅炉氮氧化物的排放量，达到NOx≤400mg/Nm3（O2=6%）目标。
2 燃烧器存在的问题
2.1燃烧器一次风扩锥、稳燃齿环固定方式为焊接，运行期间焊口经过高温容易出现开裂现象。燃烧器一次风扩锥、稳燃环容易发生脱落。
2.2 燃烧器二次风扩锥与二次风喷口为焊接固定方式，一次风扩锥脱落后二次风扩锥及二次风喷口直接迎火接受炉膛辐射热量容易出现碳化变形，二次风扩锥脱落严重；
2.3 燃烧器中心风管及浓缩器迎风面磨损严重，存在局部磨穿现象。（如图）
2.4 燃烧器内一次风陶瓷管道陶瓷片局部脱落严重，其固定方式为燕尾槽固定方式局部脱落无法处理，一次风管道瓷片脱落部位存在磨损情况，严重部位泄漏煤粉自燃将燃烧器烧坏；
2.5 燃烧器弯头陶瓷片存在局部脱落缺陷，局部磨损严重泄漏，中心风管迎风面磨损严重泄漏煤粉后自燃将油枪、油枪套管及点火枪烧毁。
3 低氮燃烧器改造方案
根据燃烧器存在的问题，通过对电厂低氮燃烧器组件结构的优化，来实现锅炉整体降低NOx生成量、低负荷稳定燃烧、充分燃尽。为解决电厂燃烧器存在问题，以及达到锅炉良好运行性能及降低NOx排放要求，燃烧器优化改造方案如下：
燃烧器一次风入口弯头优化
为防止燃烧器一次风管内风粉分配不均匀从而导致处于浓煤粉侧的中心风管上部受到磨损，第二代旋流煤粉燃烧器一次风在入口端（竖直端）设置导流板，可有效防止煤粉气流在90°转角进入水平端后过度集中在一次风管上部。一次风口入口外侧由斜面（弯头外侧曲面）改为平面，可避免煤粉气流经曲面折射后冲刷中心风管致使中心风管磨损。
燃烧器出口一、二次风扩锥优化
一次风扩锥采用不锈钢铸件，为确保运行中一次风扩锥不脱落，采用螺栓连接结构，示意见图1。
图1 燃烧器出口一次风扩锥优化结构示意图
二次风扩锥与二次风筒之间增加扩锥折板，改单面焊为双面焊，为减缓受热变形对焊缝的影响，将扩锥膨胀缝延长至合理位置，增加稳定性，以避免脱落。
燃烧器中心风管和煤粉浓缩器结构优化
中心风管和煤粉浓缩器采用抽出式结构，拧开下图所示连接法兰的螺栓，即可将中心风管与煤粉浓缩器一起抽出。焊在中心风管上的连接法兰内侧用螺栓固定了一块带耐磨陶瓷的防磨垫块，可有效防止煤粉冲刷，见图2。
图2 燃烧器中心风管和煤粉浓缩器抽出式结构示意图
燃烧器煤粉浓缩器迎风面采用整体陶瓷结构
一次风管中心布置煤粉浓缩器，均匀的煤粉气流经过煤粉浓缩器之后形成外浓内淡的煤粉气流。煤粉浓缩器的迎风面采用整体陶瓷防磨，背风面采用铸件，既避免了铸件外贴陶瓷片而陶瓷片易脱落的问题，整体陶瓷的防磨性又优于耐磨涂层。整体陶瓷与金属铸件采用螺栓连接，见图3。
图3 燃烧器煤粉浓缩器迎风面整体陶瓷结构示意图
燃烧器一次风管
一次风管采用内衬陶瓷，钢板与陶瓷的总厚度为20mm。靠近喷口端的一次风管采用不锈钢材质（约800mm长），利用不锈钢的耐热性能，可以防止前端一次风管受热变形引起内衬的耐磨陶瓷脱落，并导致煤粉直接冲刷钢板使一次风管严重磨损，见图4。
图4 燃烧器一次风管结构示意图
稳焰齿迎风面采用衬陶瓷结构
稳焰齿迎风面衬陶瓷片，陶瓷片采用燕尾槽式镶嵌粘贴法，并用螺栓连接。稳焰齿采用耐磨铸钢材料（ZG08Cr21Ni11Si2NRe），耐磨陶瓷可防止一次风煤粉气流直接冲刷稳焰齿造成稳焰齿磨损。
燃烧器二次风内筒出口段材料优化
二次风筒前端（400 mm ~600mm）采用Cr25Ni20材质。不锈钢材料可避免二次风筒受热变形、炭化引起扩锥脱落，同时二次风筒扩锥之间采用折板加强。
参考文献：
[1]600MW对冲燃煤锅炉低NOx改造数值模拟研究[D].华北电力大学，2016.
[2]卢爱玲.某电厂锅炉低NO_x燃烧改造技术论证[J].电站系统工程，2017（03）：44-46.
[3]电厂锅炉低氮燃烧器改造项目综合评价研究[D].华北电力大学，2016.
[4]某电厂600MW机组烟气脱硝技术改造方案研究[D].华南理工大学，2016.
论文作者:姚朋伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/27
标签：风管论文; 燃烧器论文; 煤粉论文; 陶瓷论文; 锅炉论文; 磨损论文; 电厂论文; 《电力设备》2018年第35期论文;