一、鍋爐燃燒器系統(tǒng)概述

燃燒系統(tǒng)為前后墻對(duì)沖燃燒方式,，采用低NOx新型的HT-NR3旋流煤粉燃燒器,。燃燒系統(tǒng)共布置有36只燃燒器噴口（前后墻各布置3層煤粉旋流燃燒器，每層6只）,。24只燃燼風(fēng)噴口（前后墻各布置2層燃盡風(fēng)噴口,，每層6只）。12只還原風(fēng)噴口（前后墻各各布置1層還原風(fēng)噴口,，每層6只）,。12只貼壁風(fēng)噴口（前后墻各布置3層貼壁風(fēng)噴口，每層2只,，靠近燃燒器層兩側(cè)墻位置）,。

鍋爐爐膛燃燒器噴口整體布置情況

燃盡風(fēng)布置情況 

還原風(fēng)噴口布置情況

貼壁風(fēng)布置情況 

鍋爐前墻燃燒器噴口布置情況

二、旋流燃燒器的特點(diǎn)（鍋爐旋流燃燒器詳解）

氣流經(jīng)旋流器產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),，當(dāng)從燃燒器噴射入爐膛時(shí),，射流就失去燃燒器通道壁面的約束，在旋轉(zhuǎn)離心力作用下,，氣流向四周擴(kuò)散,，形成輻射狀空心旋轉(zhuǎn)射流。相比直流燃燒器,，旋流燃燒器具有以下特點(diǎn)：

1,、具有內(nèi)外兩個(gè)回流區(qū)；

2,、射流衰減快(軸向速度和切向速度),；

3,、射程隨旋流強(qiáng)度的增大而減?。?/span>

4,、旋流強(qiáng)度越大,，卷吸高溫?zé)煔獾哪芰υ綇?qiáng)。

旋流燃燒器模擬燃燒情況

旋流燃燒器旋流強(qiáng)度對(duì)煤粉著火燃燒的影響

1,、經(jīng)過燃燒器進(jìn)入爐膛的煤粉是通過卷吸爐膛內(nèi)的高溫?zé)煔鈦碇鸬?。隨著旋流強(qiáng)度的增大，擴(kuò)展角增大,，回流區(qū)和回流量也增大,，而射流衰減卻越快,，射程也越短。

2,、對(duì)于容易著火的煤（揮發(fā)份高,、灰分低），不需要卷吸過多的高溫?zé)煔獗憧芍?，故旋流?qiáng)度可選擇小一些,。對(duì)于不容易著火的煤則相反。

3,、當(dāng)旋流強(qiáng)度增加到一定程度,，擴(kuò)展角等于180度時(shí)，射流會(huì)突然貼壁,，出現(xiàn)氣流飛邊現(xiàn)象,。飛邊會(huì)造成燃燒器噴口及周圍水冷壁結(jié)渣，故旋流強(qiáng)度不宜過大,。

4,、當(dāng)旋流強(qiáng)度過小時(shí)，擴(kuò)展角就越小,，射流衰減越慢,，射程越長(zhǎng)，氣流剛性大,，易發(fā)生沖刷對(duì)墻側(cè)水冷壁,，引起結(jié)渣

三、HT-NR3型燃燒器的結(jié)構(gòu)

中心風(fēng)

燃燒器內(nèi)設(shè)有中心風(fēng)管,，一股小流量的中心風(fēng)通過中心風(fēng)管送入爐膛,，在氣槍運(yùn)行時(shí)用作部分燃?xì)馀滹L(fēng)；氣槍停運(yùn)時(shí)用作調(diào)節(jié)燃燒器中心回流區(qū)的位置,，為煤粉進(jìn)入爐膛初期析出的揮發(fā)份提供燃燒氧量,，控制著火點(diǎn)；同時(shí)起到冷卻燃燒器噴口,，防止煙氣倒灌及灰渣積聚的作用,。中心風(fēng)通過氣動(dòng)門和手動(dòng)門控制。

一次風(fēng)

一次風(fēng)粉混合物首先進(jìn)入燃燒器的一次風(fēng)入口彎頭,，然后經(jīng)過燃燒器一次風(fēng)管和布置在一次風(fēng)管中的煤粉濃縮器,，濃縮器使煤粉氣流產(chǎn)生徑向分離，濃煤粉氣流從一次風(fēng)管圓周外側(cè)經(jīng)過一次風(fēng)管出口處的穩(wěn)焰齒和穩(wěn)焰環(huán)進(jìn)入環(huán)形回流區(qū)著火燃燒,；淡煤粉氣流從一次風(fēng)管中心區(qū)域噴入爐內(nèi),，并進(jìn)入內(nèi)回流區(qū)著火燃燒。 

內(nèi)二次風(fēng)

呈直流射流狀態(tài)進(jìn)入爐膛,，通過燃燒器內(nèi)二次風(fēng)環(huán)形通道在燃燒的初期及時(shí)補(bǔ)給氧量,，通過二次風(fēng)套筒式擋板來分配調(diào)節(jié),。內(nèi)二次風(fēng)只能在就地調(diào)整，燃燒調(diào)整試驗(yàn)確定最佳位置后正常運(yùn)行不做調(diào)整（為了減小風(fēng)道阻力,，一般內(nèi)二次風(fēng)套筒擋板置全開位）,。

外二次風(fēng)（三次風(fēng)）

呈旋流狀態(tài)，可發(fā)生需要的旋轉(zhuǎn),，調(diào)節(jié)外二次風(fēng)的風(fēng)量和旋流強(qiáng)度,，從而調(diào)整燃燒器的火焰形狀。調(diào)節(jié)桿穿過燃燒器面板,，通過氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)方調(diào)整,。

燃燒器本體

利用穩(wěn)燃環(huán)實(shí)現(xiàn)快速點(diǎn)火和高火焰溫度

在HT－NR燃燒器中，靠近燃燒器處有個(gè)負(fù)壓區(qū),，熱煙氣回流促進(jìn)著火并提高了燃燒效率,。同時(shí)，在穩(wěn)燃環(huán)中安裝了阻隔環(huán),，可使二次風(fēng)和三次風(fēng)向外擴(kuò)展,。因此，火焰還原區(qū)域擴(kuò)大,，火焰長(zhǎng)度被縮短,，擴(kuò)大的還原區(qū)域提高了“焰內(nèi)還原NOx”的能力。

鍋爐冷態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)

性能優(yōu)越的煤粉濃縮器 

通過慣性分離的原理,，使得煤粉粒子集中在穩(wěn)燃環(huán)附近,，高煤粉濃度提高了快速點(diǎn)燃和火焰的穩(wěn)定能力。

燃燼風(fēng)調(diào)風(fēng)器的配風(fēng)示意圖（AAP）

燃燼風(fēng)調(diào)風(fēng)器外觀

四,、燃燒器輔助風(fēng)門的控制

旋流燃燒器冷態(tài)動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)

鍋爐燃燒器形成對(duì)沖氣流,，同層相鄰兩個(gè)燃燒器三次風(fēng)旋轉(zhuǎn)方向相反，相鄰層燃燒器三次風(fēng)旋轉(zhuǎn)方向也相反,。

結(jié)論：燃燒器中心風(fēng)隨風(fēng)門開大,，風(fēng)速逐漸呈線性增大，冷態(tài)試驗(yàn)工況下30%開度時(shí)風(fēng)速在2m/s左右,，50%開度時(shí)風(fēng)速在4m/s左右,，75%-100%開度時(shí)風(fēng)速達(dá)到最大7m/s左右。運(yùn)行中可以通過調(diào)節(jié)中心風(fēng)開度達(dá)到對(duì)一次風(fēng)著火點(diǎn)的細(xì)微調(diào)整,。

中心風(fēng)風(fēng)門的控制

中心風(fēng)是從燃燒器的中心風(fēng)管內(nèi)噴出的一股直流風(fēng),，起到冷卻燃燒器噴口和控制著火點(diǎn)位置的作用。

中心風(fēng)門開度控制過小,，著火點(diǎn)提前，能起到穩(wěn)定火焰的作用,，但是中心風(fēng)量過小不利于燃燒器噴口的冷卻,，同時(shí)還可能會(huì)引起燃燒器噴口結(jié)渣結(jié)焦,。

中心風(fēng)門開度控制過大，著火點(diǎn)推遲,，有利于燃燒器噴口的冷卻,，避免了燃燒器噴口結(jié)渣的可能性，但是不利于火焰的穩(wěn)定（特別是燃用低揮發(fā)份無煙煤時(shí)）,，同時(shí)增加了屏過結(jié)焦的可能性,。

故中心風(fēng)風(fēng)門開度的控制，根據(jù)鍋爐燃用煤質(zhì)的不同,，開度配置也不盡相同,，開度范圍在10%~100%。

外二次風(fēng)（三次風(fēng)）氣流的兩種主要形態(tài)

三次風(fēng)氣流形態(tài)

三次風(fēng)氣流有兩種主要形態(tài)：

當(dāng)旋流強(qiáng)度一定時(shí),，氣流是與一次風(fēng)有一定夾角（擴(kuò)展角）的旋轉(zhuǎn)閉合氣流,，當(dāng)旋流強(qiáng)度過小時(shí)，擴(kuò)展角就越小,，射流衰減越慢,，射程越長(zhǎng)，氣流剛性大,，易發(fā)生沖刷對(duì)墻側(cè)水冷壁,，引起結(jié)渣。

當(dāng)旋流強(qiáng)度增大時(shí),，氣流擴(kuò)展角度逐漸增加,，并最終形成沿水冷壁向周圍的發(fā)散氣流。試驗(yàn)中三次風(fēng)門開度40%以下時(shí),，三次風(fēng)氣流容易形成貼壁氣流,。

燃燒器三次風(fēng)調(diào)節(jié)特性試驗(yàn)

結(jié)論：三次風(fēng)門在40%開度以上時(shí)風(fēng)速保持穩(wěn)定，風(fēng)門的調(diào)節(jié)主要改變?nèi)物L(fēng)旋流強(qiáng)度,。三次風(fēng)門開度越大,，氣流擴(kuò)展角越小，旋流強(qiáng)度越小,。三次風(fēng)門開度越小,，氣流擴(kuò)展角越大，氣流旋流強(qiáng)度越大,。

試驗(yàn)確定：三次風(fēng)門開度40%以下時(shí),，三次風(fēng)氣流容易形成貼壁氣流。三次風(fēng)門開度80%以上時(shí),，旋流強(qiáng)度小,，擴(kuò)展角小，射流衰減慢，射程越長(zhǎng),，氣流剛性大,，有可能發(fā)生沖刷對(duì)墻側(cè)水冷壁，引起結(jié)渣,。

貼壁汽流其它影響因素

燃燒器噴口的多股氣流存在相互作用,，尤其風(fēng)量較大的一次風(fēng)和三次風(fēng)之間相互吸引。三次風(fēng)的方向（即擴(kuò)展角）受一次風(fēng)風(fēng)速的影響,，一次風(fēng)風(fēng)速越高,，三次風(fēng)擴(kuò)展角越小,；一次風(fēng)風(fēng)速越小,，三次風(fēng)擴(kuò)展角越大。一次風(fēng)停掉后,，三次風(fēng)擴(kuò)展角最大,，變?yōu)橘N壁氣流；

當(dāng)某個(gè)燃燒器三次風(fēng)出現(xiàn)貼壁時(shí),，氣流沿水冷壁沖刷到周圍相鄰燃燒器,，影響其氣流形態(tài)。下層影響中層,，中層影響上層和下層,。

某電廠鍋爐輔助風(fēng)門DCS畫面

燃燒器二次風(fēng)箱二次風(fēng)門的控制

1、正常運(yùn)行階段：

(1)運(yùn)行中燃燒器二次風(fēng)門的配風(fēng)常見有以下幾種形勢(shì)：寶塔式,、正塔式,、倒塔式、縮腰式,、均等配風(fēng)方式,。

東方對(duì)沖式燃燒器常采用的配風(fēng)方式為：均等配風(fēng)方式，上中下三層運(yùn)行燃燒器二次風(fēng)門投自動(dòng)后根據(jù)磨煤機(jī)給煤量增加,，逐漸開大,。

(2)正常運(yùn)行中應(yīng)保持二次風(fēng)箱左右兩側(cè)二次風(fēng)量平衡，將前后墻風(fēng)量調(diào)平,。

3)停運(yùn)的層燃燒器,，關(guān)小其對(duì)應(yīng)二次風(fēng)門，最低不得低于10%的冷卻風(fēng)量,，防止燃燒器燒壞,。

燃燒器三次風(fēng)門的控制

1、正常運(yùn)行：

（1）未投運(yùn)燃燒器三次風(fēng)擋板按80%控制,。

（2）投運(yùn)層燃燒器三次風(fēng)擋板

高負(fù)荷按80%,、70%,、60%、50%,、50%,、60%,、70%,、80%控制。

低負(fù)荷按70%,、60%,、50%、40%,、40%,、50%、60%,、70%控制,。

2、啟動(dòng)階段：三次風(fēng)擋板可適當(dāng)關(guān)小,，但不得低于40%,。

燃盡風(fēng)門控制

1、燃盡風(fēng)對(duì)火焰中心的影響：

爐膛火焰中心要看調(diào)整燃盡風(fēng)擋板對(duì)各層二次風(fēng)的影響,，開大燃盡風(fēng)擋板,，下面各層燃燒器的二次風(fēng)量必然減少，使中下層燃燒器缺風(fēng),，煤粉在中下層沒有燃盡,，火焰中心上移，排煙溫度升高,；

2,、燃盡風(fēng)開度過大，使中下層燃燒器缺氧燃燒,，易產(chǎn)生還原性氣體CO,，增加鍋爐受熱面發(fā)生高溫腐蝕及結(jié)焦的可能性；

3,、燃燼風(fēng)開度隨負(fù)荷升高逐漸開大,，燃盡風(fēng)中間有隔板，二次風(fēng)中間聯(lián)通無隔板,。

4,、燃盡風(fēng)開度過小，飛灰含碳量升高,，煙氣中Nox含量升高,。

5、燃盡風(fēng)門開度一般控制在40%~60%。

五,、對(duì)沖鍋爐燃燒常見問題

1,、適當(dāng)關(guān)小燃燒器層二次風(fēng)擋板（煤質(zhì)較差時(shí)）；

2,、適當(dāng)關(guān)小三次風(fēng)擋板,，但必須保證在40%以上；

3,、適當(dāng)關(guān)小中心風(fēng)擋板（ ≤ 80%）,；

4、適當(dāng)提高磨出口溫度,；

5,、適當(dāng)減少磨一次風(fēng)量，提高煤粉濃度和煤粉細(xì)度

6,、調(diào)整磨出口分離器轉(zhuǎn)速,，提高煤粉細(xì)度；

7,、投氣助燃,。

燃燒器區(qū)域結(jié)渣/結(jié)焦

調(diào)整措施：

1、根據(jù)鍋爐負(fù)荷--氧量曲線控制合適的氧量,，避免燃燒器區(qū)域缺氧形成還原性氣氛,。

2、在穩(wěn)燃的基礎(chǔ)上盡量開大三次風(fēng)擋板,，避免形成貼壁氣流,。

3、爐膛掉焦頻繁時(shí),，適當(dāng)增加中上層制粉系統(tǒng)出力,，分散爐膛熱負(fù)荷，防止中下層燃燒器局部熱負(fù)荷過高加劇燃燒器區(qū)域水冷壁結(jié)焦,。 

4,、根據(jù)爐膛聲波測(cè)溫裝置的測(cè)溫值，控制好爐膛動(dòng)力場(chǎng)溫度在燃煤灰融點(diǎn)ST以下,。

穩(wěn)燃環(huán)脫落,、燃燒器燒損

調(diào)整措施：

1.燃燒器停運(yùn)時(shí)，二次風(fēng)箱左右側(cè)二次風(fēng)擋板開度應(yīng)保持10%～20%,，保證燃燒器有足夠的冷卻風(fēng),。

2.就地檢查中心風(fēng)手動(dòng)門開度，保證中心風(fēng)風(fēng)量,。

3.通過燃燒調(diào)整,，使燃燒器噴口著火適當(dāng)推遲,，降低了燃燒器噴口溫度，但要注意穩(wěn)燃,。

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