鍋爐調(diào)整負(fù)荷的三種方法（操作鍋爐20年不懂這些燃燒調(diào)整）

由 方應(yīng) 分享時間：2023-06-27 13:55:00 瀏覽：0

鍋爐運(yùn)行調(diào)整中在保證安全運(yùn)行基礎(chǔ)上，還要做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高鍋爐效率。一般的鍋爐機(jī)組，效率基本可以達(dá)到92%以上，各項(xiàng)損失之和不到8%，最大損失是：排煙熱損失，一般5—6%，其次是機(jī)械未完全燃燒熱損失不到1-1.5%，散熱損失和灰渣物理熱損失兩項(xiàng)1%左右。（對高灰份煤灰渣物理熱損失會更大）。

從指標(biāo)量化看，要提高鍋爐效率，重點(diǎn)是降低排煙損失和機(jī)械未完全燃燒熱損失。注意排煙溫度的變化排煙溫度過高影響鍋爐效率過低容易造成空預(yù)器的低溫腐蝕所以要求在運(yùn)行中根據(jù)負(fù)荷的變化加強(qiáng)調(diào)整。

在煤質(zhì)變化比較大，燃料量明顯增加時，及時調(diào)整總風(fēng)量和一二次風(fēng)溫高于設(shè)計(jì)煤種下的溫度。

（1）控制好鍋爐總風(fēng)量

鍋爐風(fēng)量的使用，不僅影響鍋爐效率的高低，而且，過量的空氣量還會增加送、引風(fēng)機(jī)的單耗，增加廠用電率，影響供電煤耗升高。要保持合適的風(fēng)量可通過觀察氧量值，一般在3-4%左右，對于不同煤種在飛灰含碳量不增加的情況下可考慮低氧燃燒，實(shí)現(xiàn)降低排煙損失的目的。但要根據(jù)鍋爐所燒煤種的結(jié)渣特性，注意盡量保持鍋爐出口煙溫低于灰渣的軟化溫度，以減輕結(jié)渣的程度，對于易結(jié)渣煤種，可以適當(dāng)保持氧量高一些，避免出現(xiàn)還原性氣氛，減少結(jié)渣。

（2）降低排煙溫度

1.控制鍋爐火焰中心位置，在過熱汽溫和再熱汽溫不低的情況下可調(diào)火焰中心下移，可以通過對上中下各層噴燃器的配風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整。

3.要盡量提高進(jìn)入預(yù)熱器的空氣溫度，一般不低于20℃（冬季投入暖風(fēng)器），以利于強(qiáng)化燃燒。特別是在低負(fù)荷階段，往往出現(xiàn)鍋爐氧量過高的情況，既對燃燒不利，也增加了風(fēng)機(jī)單耗。

2.鍋爐吹灰器正常運(yùn)行，及時吹灰，保證受熱面清潔；

4.防止空預(yù)器堵灰，可從出入口壓差判斷，當(dāng)壓差增大時就有可能是堵灰，要及時吹灰。

（3）降低飛灰含碳量

飛灰含碳量是指飛灰中碳的質(zhì)量百分比（%）。飛灰越大，損失也越大，影響飛灰損失的因素很多，包括：可磨性系數(shù)，煤粉細(xì)度，燃燒動力場，爐膛內(nèi)溫度水平、風(fēng)煤比、鍋爐總用風(fēng)量、一次風(fēng)量、一二次風(fēng)量配比、一次風(fēng)速、二次風(fēng)速等，這些因素必須通過試驗(yàn)進(jìn)行合理配比，實(shí)現(xiàn)最佳運(yùn)行工況，以獲得飛灰損失最小。

確定經(jīng)濟(jì)的煤粉細(xì)度，即：做出煤粉細(xì)度與飛灰曲線、煤粉細(xì)度制粉單耗曲線，兩曲線的交點(diǎn)所對應(yīng)的細(xì)度就是經(jīng)濟(jì)煤粉細(xì)度，即煤粉燃燼和制粉耗電率之間的最佳組合。

在鍋爐調(diào)整中，一次風(fēng)的使用應(yīng)根據(jù)煤種特性，一次風(fēng)量的確定原則上應(yīng)滿足燃料中揮發(fā)份著火的需要，同時要兼顧磨煤機(jī)的干燥出力和通風(fēng)出力，三者之間尋找一個最佳點(diǎn)。確定適當(dāng)?shù)娘L(fēng)煤比曲線，是保證制粉系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)工作，強(qiáng)調(diào)在主燃燒區(qū)適當(dāng)欠一點(diǎn)氧量，在燃盡階段補(bǔ)充一定的氧量，實(shí)現(xiàn)完成燃燒。

1、燃燒調(diào)整的意義。鍋爐燃燒工況的好壞無論是對鍋爐機(jī)組或整個發(fā)電廠運(yùn)行的安全、經(jīng)濟(jì)都有極大的影響。在安全方面，燃燒過程是否穩(wěn)定直接關(guān)系到鍋爐運(yùn)行的可靠性。如燃燒過程不穩(wěn)定將引起蒸汽參數(shù)波動；爐膛溫度過低將影響燃料的著火和正常燃燒，容易引起爐膛滅火；爐膛溫度過高或火焰中心偏斜可能引起水冷壁結(jié)渣或燒損設(shè)備，并可能增大過熱器的熱偏差，造成局部管壁超溫等。燃燒調(diào)節(jié)適當(dāng)（燃料完全燃燒、爐膛溫度場和熱負(fù)荷分布均勻）則更是達(dá)到安全可靠運(yùn)行的必要條件。在經(jīng)濟(jì)方面，鍋爐燃燒的好壞直接影響鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性要求合理的風(fēng)、粉配合，一、二次風(fēng)配比和送、引風(fēng)配合；此外，還要求保證適當(dāng)高的爐膛溫度。合理的風(fēng)、粉配合就是要保持最佳的過?？諝庀禂?shù)；合理的一、二次風(fēng)配比舊要保證著火迅速、燃燒完全；合理的送、引風(fēng)配合就是要保證適當(dāng)?shù)臓t膛負(fù)壓。無論在正常穩(wěn)定工況或是在改變工況運(yùn)行時，對燃燒調(diào)整得當(dāng)，就可以減少鍋爐各項(xiàng)熱損失，提高鍋爐效率。對于現(xiàn)代火力發(fā)電機(jī)組，鍋爐效率每提高1%將使整個機(jī)組效率提高約0.3～0.4%，這樣標(biāo)準(zhǔn)煤耗即可下降3～4g/kw.h。

2、燃燒調(diào)整的任務(wù)和目的。燃燒調(diào)整的任務(wù)是：在滿足外界電負(fù)荷需要的蒸汽數(shù)量和合格的蒸汽流量的基礎(chǔ)上，保證鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。燃燒調(diào)整的目的應(yīng)注意噴燃器的一、二次風(fēng)速，各噴燃器粉量分配和運(yùn)行方式，爐膛過?？諝庀禂?shù)，燃料量和煤粉細(xì)度等各參數(shù)的調(diào)節(jié)，使其達(dá)到最佳值。

二、防止受熱面超溫

針對1號鍋爐過熱器，再熱器壁溫超溫的情況，采取以下措施：

1、加大一級減溫水量。設(shè)計(jì)值28t/h 實(shí)際運(yùn)行中35t/h以上，控制二級減溫器入口溫度490℃，設(shè)計(jì)值為511℃。在鍋爐加負(fù)荷時，采用以上方法較好。

2、制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式要合理。1號鍋爐制粉系統(tǒng)合理運(yùn)行方式：1.2.5.6 號制粉系統(tǒng)運(yùn)行2.3.4.6 號制粉系統(tǒng)運(yùn)行1.3.4.5制粉系統(tǒng)運(yùn)行（滿負(fù)荷）如：1.3.5.6號制粉系統(tǒng)或3.4.5.6號制粉系統(tǒng)運(yùn)行，壁溫就較難控制，減溫水基本沒有余量。低負(fù)荷時3.4.5號制粉系統(tǒng)運(yùn)行時壁溫也容易超溫，減溫水量較大。尤其有3號制粉系統(tǒng)運(yùn)行時，減溫水量就較大，壁溫超溫可能性就增大?？梢娭品巯到y(tǒng)運(yùn)行方式一定要合理。

3、合理配風(fēng)。采用加大各噴燃器上排風(fēng)減小下排風(fēng)降低火焰中心，防止過熱器超溫。

三、防止鍋爐結(jié)焦

1、在理論防止鍋爐結(jié)焦的方法和措施。

所有固體燃料都含有一定量的灰份。燃燒灰份的熔點(diǎn)有高有低，熔點(diǎn)較低的煤容易結(jié)焦。形成結(jié)焦的原因是爐溫度過高和灰熔點(diǎn)過低。

為了防止鍋爐結(jié)焦，在運(yùn)行上要合理調(diào)整燃燒，使?fàn)t內(nèi)火焰分布均勻，火焰中心在適當(dāng)位置。

（1）保證合理的一、二次風(fēng)速。一次風(fēng)檔板及中心風(fēng)檔板全開，保證一次風(fēng)剛度，射流不偏斜。二次風(fēng)量合理，保證氧量4%-6%，兩側(cè)煙溫接近。各受熱面壁溫均勻。

（2）防止壁面及受熱面附近溫度過高力求使?fàn)t膛容積熱強(qiáng)度，爐膛斷面熱強(qiáng)度，燃燒器區(qū)域壁面熱強(qiáng)度設(shè)計(jì)合理，避免鍋爐超出力運(yùn)行，從而達(dá)到控制爐內(nèi)溫度水平，防止結(jié)渣。堵塞爐底漏風(fēng)、降低爐膛負(fù)壓，不使空氣量過大等防止火焰中心上移，以免爐膛出口結(jié)渣。保持各噴燃器風(fēng)、粉量均勻，使四角氣流的動量相等、切圓合適、一二次風(fēng)正確配合、風(fēng)速適宜、防止燃燒器變形等，都能防止火焰偏斜，以免水冷壁結(jié)渣。

（3）防止?fàn)t內(nèi)產(chǎn)生過多還原性氣體保持合適的空氣動力場、不使空氣量過小，能使?fàn)t內(nèi)減少還原性氣體，防止結(jié)渣。

（4）加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視，及時吹灰除渣。如發(fā)現(xiàn)過熱器汽溫偏高、排煙溫度升高、爐膛負(fù)壓減小等現(xiàn)象，就要注意燃燒器及爐膛出口是否結(jié)渣。應(yīng)及時清除，加強(qiáng)吹灰。

（5）做好設(shè)備檢修工作檢修時應(yīng)根據(jù)運(yùn)行中的結(jié)渣情況，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整燃燒器。檢查燃燒器有無變形燒壞情況，及時校正修復(fù)。檢修時應(yīng)徹底清除積灰，而且應(yīng)做堵塞漏風(fēng)工作，這樣運(yùn)行中才能更好地進(jìn)行分析和調(diào)整。

2、在實(shí)際運(yùn)行操作中采取的調(diào)整手段和措施

為了保證鍋爐機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，消除結(jié)渣、再熱汽溫偏差大、火焰中心偏斜等問題，經(jīng)過多年的試驗(yàn)摸索，總結(jié)積累，形成了如下運(yùn)行調(diào)整燃燒原則和措施：

（1）精心監(jiān)盤，認(rèn)真分析主、輔參數(shù)異常原因，及時控制，予以消除；當(dāng)鍋爐受熱面壁溫超過極限值時，要首先控制鍋爐負(fù)荷。

（2）經(jīng)常聯(lián)系值長、燃料集控值班員，掌握煤種情況，及時調(diào)整鍋爐配風(fēng)。

（3）根據(jù)煤種、磨煤機(jī)運(yùn)行臺數(shù)和方式接代鍋爐負(fù)荷，禁止超負(fù)荷運(yùn)行。三臺磨運(yùn)行負(fù)荷原則上不準(zhǔn)超過170MW；四臺磨運(yùn)行負(fù)荷原則上不準(zhǔn)超過203MW。當(dāng)由于各種客觀原因造成鍋爐半側(cè)燃燒時，要及時調(diào)整，加強(qiáng)對角燃燒器的配風(fēng)，根據(jù)鍋爐運(yùn)行狀態(tài)接代負(fù)荷，杜絕超參數(shù)運(yùn)行。

（4）鍋爐各運(yùn)行的噴燃器風(fēng)煤比要合理，保持爐膛氧量適中。一次風(fēng)和二次風(fēng)量比例要合理，禁止風(fēng)量不足或過剩運(yùn)行；嚴(yán)禁減少運(yùn)行噴燃器二次風(fēng)，而增加其它停運(yùn)噴燃器二次風(fēng)量彌補(bǔ)氧量；嚴(yán)禁用磨煤機(jī)一次風(fēng)檔板調(diào)整燃燒。

（5）鍋爐預(yù)熱器總風(fēng)壓的控制要適當(dāng)，負(fù)荷越低，風(fēng)壓越低；煤種發(fā)熱量、揮發(fā)份越高，風(fēng)壓越高；揮發(fā)份越低，風(fēng)壓越低。負(fù)荷在180―200MW時，預(yù)熱器出口風(fēng)壓控制在2000―2300Pa；負(fù)荷在180―160MW時，預(yù)熱器出口風(fēng)壓控制在1800―2000Pa；負(fù)荷在160―140MW時，預(yù)熱器出口風(fēng)壓控制在1900―1700Pa；負(fù)荷在140―120MW時，預(yù)熱器出口風(fēng)壓控制在1800―1500Pa；負(fù)荷在90―120MW時，預(yù)熱器出口風(fēng)壓控制在1300Pa～1500Pa。

（6）鍋爐負(fù)荷在140MW及以上時，氧量控制在4---6%；負(fù)荷在120---140MW之間時，氧量控制在6%左右；負(fù)荷在90---120MW之間時，氧量控制在8%左右。負(fù)荷越低，氧量越大；煤發(fā)熱量越高，氧量控制在相應(yīng)負(fù)荷下的上限值；揮發(fā)份越低，氧量控制在相應(yīng)負(fù)荷下的下限值。

（7）鍋爐負(fù)荷較高時，宜采用上下均等配風(fēng)；負(fù)荷較低時，宜采用正塔配風(fēng)；當(dāng)火焰中心較高時，宜采用反塔配風(fēng)。

（8）制粉系統(tǒng)組合運(yùn)行方式合理，確保噴燃器對稱切圓，火焰中心居中。合理調(diào)整燃燒，減小煙氣和汽溫偏差。當(dāng)轉(zhuǎn)向室左右煙溫偏差超過20℃時，或左右汽溫偏差超過10℃時，或鍋爐氧量左右偏差超過1%時，要適當(dāng)配用停運(yùn)噴燃器二次風(fēng)進(jìn)行調(diào)整火焰中心居中。

（9）加強(qiáng)鍋爐制粉系統(tǒng)切換運(yùn)行。每天前夜班調(diào)峰減負(fù)荷停磨時，要考慮后夜班加負(fù)荷磨煤機(jī)運(yùn)行方式；后夜班加負(fù)荷時要根據(jù)磨煤機(jī)設(shè)備情況，變換磨煤機(jī)運(yùn)行方式。當(dāng)鍋爐受熱面有結(jié)焦現(xiàn)象，或由于磨煤機(jī)組合運(yùn)行方式不當(dāng)時，每4小時要進(jìn)行變換磨煤機(jī)組合運(yùn)行方式。

（10）負(fù)荷在90MW～120MW必須三臺磨運(yùn)行。不投油穩(wěn)燃最低負(fù)荷嚴(yán)禁低于90MW。嚴(yán)禁不投油穩(wěn)燃二臺磨煤機(jī)運(yùn)行。

四、防止受熱面磨損

（1）保持合理的煙氣流速控制爐膛負(fù)壓-50Pa左右。各受熱面處煙氣流速小于設(shè)計(jì)值。

（2）運(yùn)行中保持較細(xì)的煤粉細(xì)度可減輕受熱面管子磨損。

（3）運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重，可在保證燃燒合理的情況下，保持較低的過剩空氣系數(shù)。

五、存在的問題及改進(jìn)

存在的問題：

（1）加大一級減溫水量雖然能很好的控制過熱器壁溫，但使得汽溫較低，影響機(jī)組循環(huán)熱效率，且對汽輪機(jī)有影響。如：脹差，振動等。

（2）采用加大各噴燃器上排風(fēng)減小下排風(fēng)降低火焰中心，可以有效防止過熱器壁溫超溫，但水冷壁，噴燃器結(jié)焦的危險也加大了。

（3）噴燃器的設(shè)計(jì)不能滿足實(shí)際爐膛燃燒的動力工況，各噴燃器角的氣流的動量不相等，尤其3號制粉系統(tǒng)。

改進(jìn)方面：

（1）3號噴燃器上部可設(shè)計(jì)三次風(fēng)。及時修復(fù)各噴燃器損壞處。

（2）做爐膛冷態(tài)動力場試驗(yàn)，試驗(yàn)出各噴燃器分配的合理風(fēng)量。

（3）改進(jìn)受熱面，如適當(dāng)增加水冷壁面積。

六、結(jié)束語

通過以上淺顯的分析，我們知道鍋爐燃燒調(diào)整紛繁復(fù)雜，是一個動態(tài)變化的過程。不但要借助理論的分析，還要通過實(shí)際的摸索。因此只有不斷的完善我們的檢修技術(shù)，提高我們的業(yè)務(wù)水平，才能達(dá)到燃燒調(diào)整的目的。

22條經(jīng)驗(yàn)教你如何合理的進(jìn)行鍋爐燃燒調(diào)整（僅供參考）

1）運(yùn)行中要使鍋爐著火穩(wěn)定正常，燃燒中心適當(dāng)，火焰分布均勻，爐膛內(nèi)應(yīng)具有良好的火焰充滿度。

2）當(dāng)班期間要及時了解煤種的變化合理配風(fēng)，根據(jù)煤質(zhì)情況確定合適的一二次風(fēng)配比，保持合適的風(fēng)煤比。

3）運(yùn)行中要經(jīng)常檢查爐內(nèi)燃燒工況，觀察燃料的著火情況，煤火焰應(yīng)呈光亮的金黃色，油火焰應(yīng)呈白亮色，火焰不偏斜貼墻沖刷水冷壁；同時要注意檢查爐膛各部結(jié)焦情況，否則積極采取措施進(jìn)行調(diào)整。

4）鍋爐嚴(yán)禁缺氧燃燒，正常情況下空預(yù)器入口煙氣氧量應(yīng)維持在3.4～4.2％之間，若A、B側(cè)氧量偏差大于1％，應(yīng)及時查明原因予以消除。

5）運(yùn)行中保持合理的送、引風(fēng)配合，維持爐膛負(fù)壓在－20～50Pa之間，嚴(yán)防爐膛負(fù)壓過大拉斷火焰而造成鍋爐滅火，嚴(yán)禁鍋爐正壓燃燒，經(jīng)常檢查爐膛漏風(fēng)情況，所有看火孔、打焦孔應(yīng)嚴(yán)密關(guān)閉。

6）運(yùn)行中保持過熱器及再熱器左、右兩側(cè)煙溫偏差不超過50℃。

7）運(yùn)行中鍋爐最低風(fēng)量不得小于BMCR風(fēng)量的30％。

8）運(yùn)行中加強(qiáng)監(jiān)視飛灰可燃物含量及NOX排放值。頂部燃盡風(fēng)風(fēng)量占二次風(fēng)量的8％。開大頂部風(fēng)門，進(jìn)一步促進(jìn)剩余焦碳的燃盡，降低飛灰中的可燃物含量，提高燃燒效率，降低NOX的生成。

9）側(cè)墻貼壁風(fēng)風(fēng)量占二次風(fēng)量的1％。一般在鍋爐負(fù)荷小于50％時全關(guān)，大于80％時全開，鍋爐負(fù)荷50％～80％時風(fēng)門開度隨負(fù)荷變化。也可視側(cè)墻的結(jié)焦情況而定，如果結(jié)焦則開大，如果不結(jié)焦則關(guān)小。

10）中速磨直吹式制粉系統(tǒng)燃燒調(diào)整遲緩性大，在運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)負(fù)荷及汽壓的變化情況及時調(diào)整風(fēng)煤量，負(fù)荷變化汽壓上升過程中應(yīng)提前減少煤量，當(dāng)汽壓趨于穩(wěn)定后再適當(dāng)增加煤量保持汽壓穩(wěn)定；反之亦然。

11）加減煤量時，應(yīng)盡量用一臺磨進(jìn)行調(diào)節(jié)，其余磨煤機(jī)帶固定負(fù)荷，切忌幾臺磨同時加減煤量而造成汽壓失調(diào)。

12）增加負(fù)荷時應(yīng)先增加風(fēng)量再增加煤量，減負(fù)荷時應(yīng)先減少煤量再減少風(fēng)量。

13）鍋爐投運(yùn)燃燒器應(yīng)按先下層、后上層的原則進(jìn)行。燃燒器投運(yùn)后，應(yīng)及時調(diào)整風(fēng)量，確保煤粉燃燒完全。

14）鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時為保證燃燒穩(wěn)定應(yīng)保持對稱及相鄰層燃燒器集中運(yùn)行。

15）運(yùn)行中加減煤量時操作要平穩(wěn)，不可大幅操作，各層燃燒器負(fù)荷分配按下大上小的原則進(jìn)行。

16）負(fù)荷變化幅度較大時，改變磨煤機(jī)的通風(fēng)量或改變給煤機(jī)的煤量，已不能滿足要求時，可通過啟、停制粉系統(tǒng)來進(jìn)行。

17）鍋爐燃油時要監(jiān)視、調(diào)整油壓正常，保證油槍霧化和燃燒良好，同時注意加強(qiáng)監(jiān)視檢查油系統(tǒng)無漏油情況，防止發(fā)生火災(zāi)。

18）當(dāng)鍋爐水冷壁泄漏或爐本體吹灰時，一定要注意燃燒調(diào)整。

19）鍋爐負(fù)荷低于35％BMCR或煤質(zhì)差燃燒不穩(wěn)時應(yīng)及時投油助燃防止鍋爐滅火。

20）負(fù)荷低于200MW或燃燒不穩(wěn)時禁止?fàn)t膛吹灰。

21）運(yùn)行中要勤于分析，參照相關(guān)參數(shù)，精心調(diào)整，保證制粉系統(tǒng)在最經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)行。

22）運(yùn)行中燃燒調(diào)整一定要堅(jiān)持原則，防止鍋爐爆燃和滅火事故的發(fā)生。

其實(shí)燃燒調(diào)整主要有給煤調(diào)節(jié)；配風(fēng)調(diào)節(jié)；排渣調(diào)節(jié)；返料量調(diào)節(jié)等四種基本手段。影響爐溫的主要因素是給煤和配風(fēng)，排渣量和返料量也會直接影響床溫。一般控制床溫不使用改變物料循環(huán)量的方法，主要是通過調(diào)整給煤量和風(fēng)量配比來實(shí)現(xiàn)。穩(wěn)定負(fù)荷運(yùn)行時，可以小幅改變風(fēng)量和煤量，或同時改變來調(diào)節(jié)床溫。溫度太高則減煤或增風(fēng)，太低則相反。

總體上是靠1、風(fēng)調(diào)整，2、煤調(diào)整，3、循環(huán)灰調(diào)整，4、放渣量

注：

1、引風(fēng)機(jī)：把尾部煙溫后移

2、一次風(fēng)機(jī)：爐膛部溫度上移

3、二次風(fēng)機(jī)：提高爐膛底部、中部和返料器處溫度

4、羅茨風(fēng)機(jī)（返料器處風(fēng)機(jī)）：調(diào)整返料量影響返料器溫度

放渣量：就是鍋爐熱損失關(guān)系，影響到密相區(qū)的吸熱和放熱量

煤調(diào)整主要因?yàn)橐韵掠绊懀?/p>

1、煤質(zhì)灰分，2、煤的粒度，3、煤質(zhì)水分（內(nèi)、外水分），4、煤質(zhì)揮發(fā)份，5、煤質(zhì)發(fā)熱量

我以上說的是相互影響，也就是調(diào)整時可以根據(jù)煤質(zhì)來調(diào)整風(fēng)量

調(diào)整前必須要根據(jù)DCS系統(tǒng)參數(shù)和現(xiàn)場儀器指示來調(diào)整。

燃燒是鍋爐工作過程的關(guān)鍵。正常的燃燒工況，是指鍋爐達(dá)到額定參數(shù)，不產(chǎn)生結(jié)焦和燃燒設(shè)備的燒損，著火穩(wěn)定，燃燒正常，爐內(nèi)溫度和熱負(fù)荷分布均勻。當(dāng)外界負(fù)荷變動時，為保證鍋爐工作參數(shù)穩(wěn)定，應(yīng)對燃燒工況進(jìn)行調(diào)整，使之適應(yīng)負(fù)荷的要求。

1.燃燒調(diào)節(jié)的目的

爐內(nèi)過程的好壞，不僅直接關(guān)系到鍋爐的生產(chǎn)能力和生過程的可靠性，而且在很大程度上決定了鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。進(jìn)行燃燒調(diào)節(jié)的目的是：在滿足外界電負(fù)荷需要的蒸汽量和合格的蒸汽品質(zhì)的基礎(chǔ)上，保證鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。具體可歸納為：①保證穩(wěn)定的汽壓、汽溫和蒸發(fā)量；②著火穩(wěn)定、燃燒完全，火煙均勻充滿爐膛，不結(jié)渣，不燒損燃燒器和水冷壁、過熱器不超溫；③使機(jī)組運(yùn)行保持最高的經(jīng)濟(jì)性；④減少燃燒污染排放。

燃燒過程的穩(wěn)定性直接關(guān)系到鍋爐運(yùn)行的可靠性。如燃燒過程不穩(wěn)定將引起蒸汽參數(shù)波動；爐內(nèi)溫度過低或一、二次風(fēng)配合不當(dāng)將影響燃料的著火和正常燃燒，是造成鍋爐滅火的主要原因；爐膛溫度過高或火焰中心偏斜將引起水冷壁、爐膛出口受熱面結(jié)渣并可能增大過熱器的熱偏差，造成局部管壁超溫等。

燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性要求保持合理的風(fēng)煤配合，一、二次風(fēng)配合和送引配合，此外還要求保持適當(dāng)高的爐膛溫度。合理的風(fēng)煤配合就是要保持最佳的過量空氣系數(shù)；合理的一、二次風(fēng)配合就是要保證著火迅速、燃燒完全；合理的送引風(fēng)配合就是要保持合理的爐膛負(fù)壓、減少漏風(fēng)。當(dāng)運(yùn)行工況改變時，這些配合比例如果調(diào)節(jié)適當(dāng)。就可以減少燃燒損失，提高鍋爐效率。

對于煤粉爐，為達(dá)到上述燃燒調(diào)節(jié)的目的，在運(yùn)行操作時應(yīng)注意燃燒器的出口一、二、三次風(fēng)速、風(fēng)率，各燃燒器之間的負(fù)荷分配和運(yùn)行方式，爐膛風(fēng)量、燃料量和煤分細(xì)度等方面的調(diào)節(jié)，使其達(dá)到較佳值。

2.影響爐內(nèi)燃燒的因素

2.1煤質(zhì)

鍋爐實(shí)際運(yùn)行中，煤質(zhì)往往變化較大，但任何燃燒設(shè)備對煤種的適應(yīng)總有一定的限度，因而運(yùn)行煤種的這種變化對鍋爐的燃燒穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性均將產(chǎn)生直接的影響。

煤的成分中，對燃燒影響最大的是揮發(fā)分。揮發(fā)分高的煤，著火溫度低，著火距離近；燃燒速度和燃盡程度高。但燒揮發(fā)分高的煤，往往是爐膛結(jié)渣和燃燒器結(jié)渣的一個重要原因。與此相反，當(dāng)燃用煤種的揮發(fā)分低時，燃燒的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性均下降，而鍋爐的最低穩(wěn)燃負(fù)荷升高。圖5-1為國內(nèi)一些300MW以上大機(jī)組實(shí)測鍋爐燃燒損失與煤中揮發(fā)分含量的關(guān)系。圖中數(shù)據(jù)得分散程度反映了其他因素（如爐膛結(jié)構(gòu)、燃燒器型式、運(yùn)行氧量、煤質(zhì)、煤粉細(xì)度等）的差異。

循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行調(diào)整

鍋爐運(yùn)行調(diào)整任務(wù)

循環(huán)流化床鍋爐與常規(guī)煤粉鍋爐不但在結(jié)構(gòu)上有所不同，而且在其燃燒方式和調(diào)節(jié)手段也有自身的特點(diǎn)。循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行調(diào)整的主要參數(shù)除了汽溫、汽壓、汽包水位、爐膛壓力之外，還應(yīng)監(jiān)視并及時調(diào)整床溫、床壓、旋風(fēng)分離器灰溫、回料器料層高度、煙氣溫度、排渣溫度、煙氣含硫量、除塵器差壓、氣力輸灰狀態(tài)等。

循環(huán)床鍋爐正常運(yùn)行時，司爐人員主要的操作是監(jiān)視和調(diào)整各種運(yùn)行參數(shù)，保證機(jī)組高效運(yùn)轉(zhuǎn)，預(yù)防意外停爐事件的發(fā)生。

調(diào)節(jié)的主要手段是改變投煤量和相應(yīng)的風(fēng)量。在所有情況下，應(yīng)確保送風(fēng)量與投煤量的正常匹配，以保證爐內(nèi)氧濃度處于適當(dāng)水平，要求爐膛出口氧量為3.0％左右。

第一節(jié)床溫的控制

床溫是循環(huán)流化床鍋爐需要重點(diǎn)監(jiān)視的主要參數(shù)之一，床溫的高低直接決定了整個鍋爐的熱負(fù)荷和燃燒效果，這是由床溫是循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)所決定的。根據(jù)燃用煤種的不同，床溫的控制范圍一般在850－900℃左右，對于揮發(fā)份高的煤種，可以適當(dāng)?shù)亟档?，而對于揮發(fā)份低的煤種則可能要在900℃以上，但不宜過高或過低，過低可能會造成燃燒不完全損失增大，降低了傳熱系數(shù)，嚴(yán)重時會使大量未燃燒的煤顆粒聚集在尾部煙道發(fā)生二次燃燒，或者密相區(qū)燃燒份額不夠；床溫過高則可能造成床內(nèi)結(jié)焦，燒壞風(fēng)帽，脫硫效果下降，燒壞溫度測點(diǎn)而被迫增大風(fēng)量增加電耗或者停爐。一般應(yīng)保證密相區(qū)溫度不高于灰的初始變形溫度100－150℃或更多。

1、調(diào)節(jié)床溫的主要手段是調(diào)整給煤量和一、二次風(fēng)量配比。如果保持過?？諝饬吭诤线m范圍內(nèi)，增加或減少給煤量就會使床溫升高或降低。

2、當(dāng)一次風(fēng)量增大時，會把床層內(nèi)的熱量吹散至爐膛上部，而床層的溫度反而會下降，反之床溫會上升。在小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)一次風(fēng)量卻仍是調(diào)整床溫的有效手段。

3、二次風(fēng)可以調(diào)節(jié)氧量，但不如在煤粉爐當(dāng)中那么明顯，增加二次風(fēng)后就加強(qiáng)了對爐膛上部的擾動作用，對床溫的影響要根據(jù)實(shí)際燃燒工況和爐膛上部溫度的變化來確定，有時會升高，有時會下降。

正常運(yùn)行中，一次風(fēng)量維持爐膛流化狀態(tài)及一定的床溫，同時提供燃料燃燒必要的部分氧量；二次風(fēng)補(bǔ)充爐膛上部燃燒所需要的空氣量，使煤與空氣充分混合，減少過?？諝庀禂?shù)，保證充分燃燒。

在達(dá)到滿負(fù)荷時，一次風(fēng)占總風(fēng)量的50％～ 60％。二次風(fēng)占總風(fēng)量的20％～40％，返料風(fēng)占總風(fēng)量的1％左右。

風(fēng)量的調(diào)節(jié)本著一次風(fēng)調(diào)節(jié)床溫、二次風(fēng)調(diào)節(jié)過量空氣系數(shù)的原則，并兼顧污染物排放的要求。調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)量前要及時調(diào)整引風(fēng)量，保持風(fēng)壓平衡。

4、煤顆粒度大小的影響，顆粒過小時，煤一進(jìn)入爐膛就會被一次風(fēng)吹至稀相區(qū)，在稀相區(qū)或水平煙道受熱面上燃燒，而不會使床溫有明顯地上升。當(dāng)煤粒徑過大時，運(yùn)行人員往往會采用較大的運(yùn)行風(fēng)量來保持料層的流化狀態(tài)，否則會出現(xiàn)床料分層，床層局部或整體超溫結(jié)焦，這樣就會推遲燃燒時間，床溫下降，爐膛上部溫度升高。給料粒度過大，則飛出床層的顆粒量減少，這使鍋爐往往不能維持正常的返料量，造成鍋爐出力不夠；

5、返料量的影響，在高溫分離器的循環(huán)流鍋爐中，由于回料器的灰溫與床溫相差不大，所以效果不明顯。但是如果返料量突然變化會引起床溫大幅度變化，突然大量返料會造成大量正在燃燒的煤顆粒被返料掩埋，這時床溫會大幅下降。

6、加入石灰石時也會造成床溫降低，其原因是石灰石在煅燒時先會吸收一部分熱量。

7、床層厚度的變化也會給床溫的調(diào)節(jié)造成很大影響：當(dāng)床層厚度很低時，蓄熱能力不足，床溫會各處不均，且變化幅度大，為滿足燃料燃燒需要的風(fēng)量，不能過多降低風(fēng)量，所以相應(yīng)的風(fēng)量會使床溫降低，與此同時爐膛出口溫度也升高，這是因?yàn)槊芟鄥^(qū)的燃燒份額的下降和懸浮空間燃燒放熱的增加。床層低還會使整個床層溫度十分不均勻，加入煤量多的地方床溫會很高，而加入煤量少的地方床溫很低，這樣極易局部結(jié)焦。且平均床溫水平較低，負(fù)荷加不上去。料層過厚，致使一次風(fēng)量減少，床溫升高

8、當(dāng)煤的水分增大時會使床層整體溫度水平降低。

9、煤種的變化煤種的變化主要指發(fā)熱量和灰分、揮發(fā)分的變化，首先，當(dāng)燃料發(fā)熱量改變時，床內(nèi)熱平衡的改變及密相區(qū)燃燒份額的改變將影響床溫，燃料發(fā)熱量越高，理論燃燒溫度也越高，則對給定的床層受熱面積和密相區(qū)燃燒份額，床溫就越高。同理，煤的發(fā)熱量越低，則運(yùn)行床溫越低。

10、一般來說，床溫是通過布置在密相區(qū)和爐膛各處的熱電偶來精確監(jiān)測的，床溫測點(diǎn)位置對床溫值影響很大。因?yàn)榇矁?nèi)料層表面溫度最高，而最下面的溫度最低，所以床溫測點(diǎn)必須布置在合適位置。密相區(qū)上、中、下三個高度上布置測溫?zé)犭娕?。點(diǎn)火時由于利用床下點(diǎn)火器產(chǎn)生的熱煙氣的作用，上部溫度不能代表床料溫度，要以中下部的溫度為準(zhǔn)。

沒有外熱源時，密相區(qū)上下溫度差小于或等于30－50℃。當(dāng)溫度計(jì)異常時，可利用觀火孔和臨時觀察孔以床料顏色判定其溫度：一般來說，當(dāng)床料顏色發(fā)暗紅時，床溫大約為500℃左右；當(dāng)床料顏色為紅或亮紅時，床溫大約為800－900℃左右；當(dāng)床料顏色發(fā)亮、發(fā)白時，床溫可能超過1000℃。

床溫的調(diào)整：

當(dāng)床溫出現(xiàn)波動時，應(yīng)首先確認(rèn)給煤量是否均勻，確定氧量的變化，然后才是給煤量多少風(fēng)量大小的問題，給煤量過多或過少、風(fēng)量過大劃過小都會使燃燒惡化，床溫下降。在正常運(yùn)行調(diào)整床溫時一定要保持給煤量和風(fēng)量均勻，遵循“先加風(fēng)后加煤”和“先減煤后減風(fēng)”的原則，調(diào)節(jié)幅度盡量小，要注意根據(jù)氧量的變化趨勢來提前判斷床溫的變化趨勢，掌握好提前時間量來調(diào)節(jié)床溫。

第二節(jié)床壓的控制

循環(huán)流化床鍋爐床壓的概念有兩個，一個是床層壓降，是指布風(fēng)板處的靜壓力與密相區(qū)與稀相區(qū)交界處壓力差。在流化風(fēng)量一定的前提下它直接反映了床層高度。第二個概念是爐膛總壓降，也就是布風(fēng)板壓力，它反映的是整個爐膛的壓降。我們現(xiàn)在由于布風(fēng)板壓力車輛裝置的不可參考性，利用的是風(fēng)室壓力來判斷床壓的高低，風(fēng)室壓力與床壓的關(guān)系式布風(fēng)板阻力加整個爐膛的壓降，但風(fēng)室壓力是根據(jù)風(fēng)量的變化而不斷變化的，風(fēng)量大風(fēng)室壓力就高，所以我們在判斷床壓的時候要參考風(fēng)量大小的因素。

維持相對穩(wěn)定的床壓和爐膛壓力降是鍋爐運(yùn)行中十分必要的方面，對保證正常運(yùn)行至關(guān)重要。若床壓過低，則爐內(nèi)燃燒就變成懸浮式燃燒，會使床溫不穩(wěn)定變化幅度大，并且循環(huán)灰量減少導(dǎo)致負(fù)荷帶不上，鍋爐效率降低。并且整個床層的溫度懸殊很大，極易局部結(jié)焦。若床壓過高，就需要更多的一次流化風(fēng)，否則也會導(dǎo)致床料流化不起來，同樣會引起局部結(jié)焦。

另一方面，水冷風(fēng)室壓力會隨床壓的升高而升高，一次風(fēng)系統(tǒng)所承受的壓力升高，容易損壞風(fēng)機(jī)及風(fēng)系統(tǒng)的管道。并且增加電耗。

正常運(yùn)行中控制床壓的主要手段是調(diào)整排渣量。注意監(jiān)視冷卻水的壓力、流量、溫度漏灰情況、進(jìn)渣管燒紅程度，并根據(jù)各個冷渣器排渣情況決定各個冷渣器的出力。

在定期放渣時，通常的做法是設(shè)定床層壓降或控制點(diǎn)壓力的上限作為開始放底渣的基準(zhǔn)，而設(shè)定的壓降或壓力下限則作為停止放渣的基準(zhǔn)。這一原則對連續(xù)排渣也是適用的。

如果流化狀態(tài)惡化，大渣沉積在密相區(qū)底部形成低溫層，監(jiān)測密相區(qū)各點(diǎn)溫度可以作為放渣的輔助判別手段，風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度一定時，隨著床高或床層阻力增加，進(jìn)入床層的風(fēng)量將減小，故放渣一段時間后風(fēng)量會自動有所增加。

在下列情況下，應(yīng)加強(qiáng)排渣：

1）在點(diǎn)火或運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有輕微結(jié)焦現(xiàn)象；

2）在風(fēng)室靜壓波動較大時；

3）流化床在正常運(yùn)行中上下溫差基本保持一個穩(wěn)定的數(shù)值，在上下床壓偏差過大時，或發(fā)現(xiàn)流化質(zhì)量惡化時，應(yīng)加強(qiáng)排渣；

4）發(fā)現(xiàn)入爐煤粒度大時。

5）鍋爐帶高負(fù)荷運(yùn)行時。

6）煤質(zhì)較差時。

7）接到準(zhǔn)備停爐命令時。

第三節(jié)主汽溫度調(diào)整

汽溫是鍋爐主要的技術(shù)參數(shù)，循環(huán)流化床由于燃燒方式具有特殊性，影響過熱熱器汽溫的因素較一般燃燒方式的鍋爐復(fù)雜。這些特殊因素多影響過熱器的氣溫而且影響較大，

汽溫高低的危害：鍋爐運(yùn)行中，如果汽溫過高，將引起過熱器、再熱器、蒸汽管道以及汽輪機(jī)汽缸、閥門、轉(zhuǎn)子部分產(chǎn)生額外的熱應(yīng)力，金屬發(fā)生高溫?cái)J變，引起金屬強(qiáng)度降低，導(dǎo)致設(shè)備使用壽命縮短，嚴(yán)重時甚至造成設(shè)備損壞事故。從以往鍋爐受熱面爆管事故統(tǒng)計(jì)情況來看，絕大多數(shù)的爐管爆破是由于金屬管壁嚴(yán)重超溫或長期過熱造成的，因而汽溫過高對設(shè)備的安全是一個很大的威脅。

汽溫過低，會使汽輪機(jī)的末級蒸汽濕度增大，對葉片的侵蝕作用加劇，嚴(yán)重時發(fā)生水沖擊，引起劇烈振動，威脅汽輪機(jī)的安全，汽溫低，增加了汽輪機(jī)的汽耗，經(jīng)濟(jì)性降低。

運(yùn)行過程中影響汽溫變化的因素有哪些？運(yùn)行過程中，引起蒸汽溫度變化的因素是多方面的、復(fù)雜的，而主要的有以下各點(diǎn)：

（1）燃料量變化將會使鍋爐輻射傳熱量與對流傳熱量的比例發(fā)生變化，使過熱器吸熱量發(fā)生變化，從而引起蒸汽溫度變化。

（2）燃料性質(zhì)的變化：主要指燃料的揮發(fā)份、含碳量、發(fā)熱量、煤粒度、水分的變化，引起燃燒工況變化、煙氣量變化，煙氣流速變化，當(dāng)燃料的水份增加時，水份在爐內(nèi)蒸發(fā)需吸收部分熱量，使?fàn)t膛溫度降低，煙溫降低。

（3）鍋爐負(fù)荷變化，爐膛熱負(fù)荷增加時，爐膛出口煙溫升高，使對流受熱面吸熱量增大。

（4）爐膛過量空氣系數(shù)的影響當(dāng)過量空氣系數(shù)增大時，使理論燃燒溫度降低，煙氣量增大，結(jié)果使?fàn)t內(nèi)輻射傳熱量減小，對流傳熱量增大，由此引起的對蒸汽溫度的變化。

（5）爐內(nèi)工況的影響爐內(nèi)工況變化指床溫變化、循環(huán)物料量變化，床壓、風(fēng)量變化等

（6）爐膛吹灰后，爐內(nèi)傳熱加強(qiáng)，蒸汽溫度下降。燃料性質(zhì)變化燃料的水分、灰分、揮發(fā)分、發(fā)熱量等發(fā)生變化，對蒸汽溫度都會有影響，尤以水分變化時明顯。如水分增大時，使理論燃燒溫度下降，煙氣容積增大，結(jié)果，使輻射傳熱量減小，對流傳熱量增大，從而使蒸汽溫度變化。

（7）給水溫度變化當(dāng)給水溫度下降時，水變成蒸汽的吸熱量（蒸發(fā)熱）增多，在負(fù)荷不變的情況下，燃料量必然增加，蒸汽溫度將上升；

（8）即減溫水溫度變化，也將影響蒸汽溫度變化。

（9）減溫水流量變化蒸汽壓力變化蒸汽壓力突然降低時，相應(yīng)飽和溫度下降，即過熱器進(jìn)口蒸汽溫度下降；與此同時，鍋爐蓄熱量將產(chǎn)生附加蒸汽量，使蒸汽流量瞬時增大。兩方面因素作用的結(jié)果使蒸汽溫度降低。

（10）受熱面清潔程度的變化：水冷壁和屏過積灰結(jié)焦或管內(nèi)結(jié)垢時，受熱面的吸熱將減少，使?fàn)t膛出口溫度升高，當(dāng)過熱器本身結(jié)焦或積灰時，由于傳熱不好，將使汽溫降低。

1.燃燒調(diào)節(jié)的目的

使燃料燃燒工況適應(yīng)負(fù)荷的要求，以維持汽壓穩(wěn)定。

（1）保持適量的過量空氣系數(shù)，使燃料能夠充分燃燒，減小未完全燃燒損失并降低排煙熱損失。

（2）調(diào)節(jié)送風(fēng)量和引風(fēng)量，保持爐膛一定的負(fù)壓，以保證設(shè)備安全運(yùn)行。

2.燃燒調(diào)節(jié)的一般要領(lǐng)

（1）合理控制燃料量與燃燒所需空氣量的比例，并使燃料與空氣充分混合接觸。

（2）保持火焰在爐內(nèi)分布均勻，防止火焰偏斜對爐體及爐墻造成強(qiáng)烈沖刷。

（3）不能驟然增減燃料量，應(yīng)注意風(fēng)量與燃料量增減的先后次序，風(fēng)量與燃料量的協(xié)調(diào)及引風(fēng)與送風(fēng)的協(xié)調(diào)。

3.燃燒調(diào)節(jié)的方法

對負(fù)壓燃燒的鍋爐，保證爐膛一定的負(fù)壓，是燃燒調(diào)節(jié)的另一項(xiàng)內(nèi)容。爐膛負(fù)壓般應(yīng)維持在20Pa～30Pa，負(fù)壓過小，火焰可能噴出，損壞設(shè)備或燒傷人員；負(fù)壓過大，會吸入過多的冷空氣，降低爐膛溫度，增加熱損失。爐膛負(fù)壓的大小，主要取決于風(fēng)量，合地調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小，使其與爐膛燃燒工況相適應(yīng)。但在增減風(fēng)量時，一定要嚴(yán)格按照風(fēng)、送風(fēng)增減的先后次序進(jìn)行操作。

煤粉燃燒對爐膛的要求

爐膛作為燃燒室，是保證爐膛正常運(yùn)行的先決條件之一。燃燒煤粉時，對爐膛的要求是：

1）創(chuàng)造良好的著火、穩(wěn)燃條件，并使燃料在爐內(nèi)完全燃盡；

2）爐膛受熱面不結(jié)渣；

3）布置足夠的蒸發(fā)受熱面，并不發(fā)生傳熱惡化；

4）盡可能減少污染物的生成量；

5）對煤質(zhì)和負(fù)荷復(fù)合有較寬的適應(yīng)性能，以及連續(xù)運(yùn)行的可靠性。

煤粉在爐膛內(nèi)的燃燒過程

燃料從入爐內(nèi)開始到燃燒完畢，大體上可分為如下三個階段:

1）著火前準(zhǔn)備階段

從燃料入爐至達(dá)到著火溫度這一階段稱準(zhǔn)備階段。在這一階段內(nèi)，要完成水份蒸發(fā)，揮發(fā)份析出、燃料與空氣混合物達(dá)到著火溫度。顯然，這一階段是吸熱過程，熱量來源是火焰輻射及高溫?zé)煔饣亓?。影響?zhǔn)備階段時間長短的因素除燃燒器本身外，主要是爐內(nèi)熱煙氣為煤粉氣流提供熱量的強(qiáng)弱，煤粉氣流的數(shù)量、溫度、濃度、揮發(fā)份含量及煤粉細(xì)度等。

2）燃燒階段

當(dāng)達(dá)到著火溫度后，揮發(fā)份首先著火燃燒，放出熱量，使溫度升高，焦炭被加熱到較高溫度而開始燃燒。燃燒階段是強(qiáng)烈的放熱過程，溫度升高較快，化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈，這時碳粒表面往往會出現(xiàn)缺氧狀態(tài)。強(qiáng)化燃燒階段的關(guān)鍵是加強(qiáng)混合，使氣流強(qiáng)烈擾動，以便向碳粒表面提供氧氣，而將碳粒表面的二氧化碳擴(kuò)散出去。

3）燃盡階段

主要是將燃燒階段未燃盡的碳燒完。燃盡階段剩余的碳雖然不多，但要完全燃盡卻很困難，主要是存在著諸多不利于完全燃燒的因素，如少量的固定碳被灰包圍著；氧氣濃度已較低；氣流的擾動漸趨衰減；爐內(nèi)溫度在逐步降低。如果燃料的揮發(fā)份低、灰份高、煤粉粗、爐膛容積小，完全燃盡將更困難。據(jù)試驗(yàn)，對細(xì)度R90=5%的煤粉，其中97%的可燃物可在25%的時間內(nèi)燃盡，而其余3%的可燃物卻要75%的時間才能燃盡。這也是實(shí)際鍋爐中不可能使可燃物徹底燃盡的基本原因。

影響燃燒的因素

燃燒速度反映單位時間燒去可燃物的數(shù)量。

由于燃燒是復(fù)雜的物理化學(xué)過程，燃燒速度的快慢，取決于可燃物與氧的化學(xué)反應(yīng)速度以及氧和可燃物的接觸混合速度。

前者稱化學(xué)反應(yīng)速度，也稱化學(xué)條件；后者稱物理混合速度，也稱物理?xiàng)l件。

化學(xué)反應(yīng)速度與反應(yīng)空間的壓力、溫度、反應(yīng)物質(zhì)濃度有關(guān)，且成正比。

對于鍋爐的實(shí)際燃燒，影響化學(xué)反應(yīng)速度的主要因素是爐內(nèi)溫度，爐溫高，化學(xué)反應(yīng)速度快。

燃燒速度除與化學(xué)反應(yīng)速度有關(guān)外，還取決氣流向碳粒表面輸送氧氣的快慢，即物理混合速度。

而物理混合速度取決于空氣與燃料的相對速度、氣流擾動情況、擴(kuò)散速度等。

化學(xué)反應(yīng)速度、物理混合速度是相互關(guān)聯(lián)的，對燃燒速度均起制約作用。

例如，高溫條件下應(yīng)有較高的化學(xué)反應(yīng)速度，但若物理混合速度低，氧氣濃度下降，可燃物得不到充足的氧氣供應(yīng)，結(jié)果燃燒速度也必然下降。

因此，只有在化學(xué)條件和物理?xiàng)l件都比較適應(yīng)的情況下，才能獲得較快的燃燒速度。

燃燒能迅速而又完全燃燒的基本條件主要有：

1）相當(dāng)高的爐膛溫度：

溫度是燃燒化學(xué)反應(yīng)的基本條件，對燃料的著火、穩(wěn)定燃燒、燃盡均有重大影響，維持爐內(nèi)適當(dāng)高的溫度是至重要的。當(dāng)然，爐內(nèi)溫度太高時，需要考慮鍋爐的結(jié)渣問題。

2）適量的空氣供應(yīng)：

適量的空氣供應(yīng)，是為燃料提供足夠的氧氣，它是燃燒反應(yīng)的原始條件?？諝夤?yīng)不足，可燃物得不到足夠的氧氣，也就不能達(dá)到完全燃燒。但空氣量過大，又會導(dǎo)致爐溫下降及排煙損失增大。

3）良好的混合條件：

混合是燃燒反應(yīng)的重要物理?xiàng)l件?；旌鲜?fàn)t內(nèi)熱煙氣回流對煤粉氣流進(jìn)行加熱，以使其迅速著火?；旌鲜?fàn)t內(nèi)氣流強(qiáng)烈擾動，對燃燒階段向碳粒表面提供氧氣，向外擴(kuò)散二氧化碳，以及燃燒后期促使燃料的燃盡，都是必不可少的條件。

4）足夠的燃燒時間：

燃料在爐內(nèi)停留足夠的時間，才能達(dá)到可燃物的高度燃盡，這就要求有足夠大的爐膛容積。爐膛容積與鍋爐容量成正比。當(dāng)然爐膛容積也與燃料燃燒特性有關(guān)，易于燃燒的燃料，爐膛容積可相對小些。比如相同容量的鍋爐，燃油爐的爐膛容積要比煤粉爐的小，而燒無煙消云散煤的爐膛容積要比燒煙煤的爐膛容積稍大些。

改善燃燒的措施

1）適當(dāng)提高一次風(fēng)溫度：

提高一次溫可減小著火熱需要量，使煤粉氣澈入爐后迅速達(dá)到著火溫度。當(dāng)然，一次風(fēng)溫的高低是根據(jù)不同煤種來定的，對揮發(fā)份高的煤，一次風(fēng)溫就可以低些。

2）適當(dāng)控制一次風(fēng)量：

一次風(fēng)量小，可減小著火熱需要量，利于煤粉氣流的迅速著火。但最小的一次風(fēng)量也應(yīng)滿足揮發(fā)份燃燒對氧氣的需要量，揮發(fā)份高的煤一次風(fēng)量要大些。

3）合適的煤粉細(xì)度：

煤粉越細(xì)，相對表面積越大，本身熱阻小，揮發(fā)份析出快，著火容易于達(dá)到完全燃燒。但煤粉過細(xì)，要增大廠用電量，所以應(yīng)根據(jù)不同煤種，確定合理的經(jīng)濟(jì)細(xì)度。

4）合理的一、二次風(fēng)速：

一、二次風(fēng)速對煤粉氣流的著火與燃燒有著較大影響。因?yàn)橐?、二次風(fēng)速影響熱煙氣的回流，從而影響到煤粉氣流的加熱情況；一、二次風(fēng)速影響一、二次風(fēng)混合的遲早，從而影響到燃燒階段的進(jìn)展；一、二次風(fēng)速還影響燃燒后期氣流擾動的強(qiáng)弱，從而影響燃料燃燒的完全程度。因此，必須根據(jù)煤種與燃燒器型式，選擇適當(dāng)?shù)囊?、二次風(fēng)速度。

5）維持燃燒區(qū)域適當(dāng)高溫：

適當(dāng)高的爐溫，是煤粉氣流著火與穩(wěn)定燃燒的基本條件。爐溫高，煤粉氣流被迅速加熱而著火，燃燒反應(yīng)也迅速，并為保證完全燃燒提供條件。故在燃燒無煙煤或其它劣質(zhì)煤時，常在燃燒區(qū)設(shè)衛(wèi)燃燒帶或采取其它措施，以提高爐溫。當(dāng)然，在提高爐溫時，要考慮防止出現(xiàn)結(jié)渣的可能性。

6）適當(dāng)?shù)臓t膛容積與合理的爐膛形狀：

爐膛容積大小，決定燃料在爐內(nèi)停留時間的長短，從而影響其完全燃燒程度，故著火、燃燒性能差的燃料，爐膛容積要大些，這種燃料還要求維持燃燒區(qū)域高溫，故常需要選用爐膛燃燒區(qū)域斷面尺寸較小的瘦高型爐膛。

7）鍋爐負(fù)荷維持在適當(dāng)范圍內(nèi)：

鍋爐負(fù)荷低時，爐內(nèi)溫度下降，對著火、燃燒均不利，使燃燒穩(wěn)定性變差。鍋爐負(fù)荷過高時，燃料在爐內(nèi)停留時間短，出現(xiàn)不完全燃燒。同時由于爐溫的升高，還有可能出現(xiàn)結(jié)渣及其它問題。因此，鍋爐負(fù)荷應(yīng)盡可能地在許可的范圍內(nèi)調(diào)度。

鍋爐運(yùn)行中穩(wěn)定燃燒的措施

1．實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定著火的兩個條件：

1）放熱量和散熱量達(dá)到平衡，放熱量等于散熱量。

2）放熱速度大于散熱速度如果不具備這兩個條件，即使在高溫狀態(tài)下也不能穩(wěn)定著火，燃燒過程將因火焰熄滅而中斷，并不斷向緩慢氧化的過程發(fā)展。

2．實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定著火的措施

放熱速度與散熱速度是相互作用的。在實(shí)際爐膛內(nèi)，當(dāng)燃燒處于高負(fù)荷狀態(tài)時，由于燃煤量增加，燃燒放熱量比較大，而散熱量變化不大，因此使?fàn)t內(nèi)維持高溫狀態(tài)。在高負(fù)荷運(yùn)行時，容易穩(wěn)定著火。

當(dāng)燃燒處于低負(fù)荷運(yùn)行時，由于燃煤量減少，燃燒放熱量隨之減小，這時相對于單位放熱量的散熱條件卻大為增加，散熱速度加快，因此爐內(nèi)火焰溫度與水冷壁表面溫度下降，使燃燒反應(yīng)速度降低，因而放熱速度也就變慢，進(jìn)一步使?fàn)t內(nèi)處于低溫狀態(tài)。

在低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，穩(wěn)定著火比較困難，因此需要投入助燃油等燃料來穩(wěn)定著火燃燒。對于低反應(yīng)能力的無煙煤和劣質(zhì)煙煤，不但著火困難，而且難于穩(wěn)燃，因而容易熄火“打炮”。

從以上分析，可得到提示：

1）著火和燃燒溫度與水冷壁面積、進(jìn)入爐內(nèi)的新氣流初溫度相關(guān)。

2）在爐內(nèi)可自動到達(dá)穩(wěn)定著火狀態(tài)，如果點(diǎn)火區(qū)的溫度與燃料的活性不相適應(yīng)，就需投入助燃油或采用強(qiáng)化著火的措施。

影響鍋爐熱效率的因素分析

1．氧量

入爐總風(fēng)量的大小與鍋爐熱效率的高低密切相關(guān) 總風(fēng)量過大會使排煙熱損失增加;總風(fēng)量過小則會使煤粉燃燒不充分煙氣中CO含量、飛灰可燃物含量和爐渣可燃物含量增加致使化學(xué)和機(jī)械未完全燃燒損失增加;總風(fēng)量的大小也對主汽溫和再熱汽溫產(chǎn)生影響因此選取合理的入爐總風(fēng)量可使總的熱損失最小鍋爐熱效率達(dá)到最高同時在低負(fù)荷時又能保持較高的汽溫。

2．爐膛—風(fēng)箱壓差

在鍋爐負(fù)荷與爐膛出口氧量不變的條件下爐膛—風(fēng)箱壓差的高低關(guān)系到輔助風(fēng)、燃料風(fēng)和燃燼風(fēng)彼此間風(fēng)量的比例比例大小對煤粉燃燒的穩(wěn)定性、燃燼性及NOx的排放量有極大的影響因此選擇合理的爐膛—風(fēng)箱壓差會提高鍋爐的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

3．燃盡風(fēng)風(fēng)量

燃燒器最上1層為燃燼風(fēng)噴口燃燼風(fēng)的作是實(shí)現(xiàn)分級燃燒減少熱力型NOx生成補(bǔ)充燃燒后期所需氧。燃盡風(fēng)風(fēng)量的大小影響NOx的排放量和碳粒子的燃燼程度。此項(xiàng)試驗(yàn)只考慮燃盡風(fēng)風(fēng)量對鍋爐燃燒的影響。

4．燃燒器擺角

燃燒器噴嘴設(shè)計(jì)為上下可擺動主要是通過改變爐膛火焰中心高度調(diào)節(jié)再熱汽溫和過熱汽溫但火焰中心高度的改變對煤粉燃燼產(chǎn)生一定影響。燃燒器向上擺動飛灰可燃物增加鍋爐效率降低減溫水量增加。

5．一次風(fēng)風(fēng)速

機(jī)組帶600MW負(fù)荷鍋爐其它運(yùn)行參數(shù)不變通過改變磨煤機(jī)入口風(fēng)量來改變一次風(fēng)噴嘴風(fēng)速。由于受制粉系統(tǒng)的限制一次風(fēng)風(fēng)速很難大范圍變化因此鍋爐熱效率幾乎沒有變化這說明一次風(fēng)風(fēng)速在小范圍內(nèi)變化對鍋爐熱效率沒有多大影響。

6．煤粉細(xì)度

煤粉細(xì)度變小飛灰可燃物含量和爐渣可燃物含量降低鍋爐熱效率提高。

7．投磨方式

磨煤機(jī)分別組合運(yùn)行鍋爐熱效率相差較小但對汽溫影響較大。

爐膛結(jié)渣的運(yùn)行因素

受熱面結(jié)渣過程與多種復(fù)雜因素有關(guān)。

任何原因的結(jié)渣都有兩個基本條件構(gòu)成，一是火焰貼近爐墻時，煙氣中的灰仍呈熔化狀態(tài)，二是火焰直接沖刷受熱面。

但是，與這兩個因素相關(guān)的具體原因很復(fù)雜。這些因素是：

1．煤灰特性和化學(xué)組成煤灰特性主要表現(xiàn)在兩個方面：一是煤灰的熔點(diǎn)溫度，二是灰渣的粘性。一般灰熔點(diǎn)低的煤容易結(jié)渣，與此同時，低灰熔點(diǎn)的灰份通常粘附性也強(qiáng)，因而增加了結(jié)渣的可能性。

在運(yùn)行條件變化時，煤灰的結(jié)渣特性也可能灰變化。例如，爐膛溫度升高，或受熱表面積灰導(dǎo)致壁面溫度升高，火爐內(nèi)局部地區(qū)產(chǎn)生還原性氣氛，使灰的熔點(diǎn)溫度降低時，結(jié)渣傾向就可能增加。

2．爐膛溫度水平爐內(nèi)燃燒器區(qū)域的溫度越高，煤灰越容易達(dá)到軟化或熔融狀態(tài)，結(jié)渣的可能性就越大。而影響燃燒器區(qū)域溫度水平的因素也很多。例如，前述的斷面熱強(qiáng)度與燃燒器區(qū)域的壁面熱強(qiáng)度、燃料的發(fā)熱量、水份含量以及鍋爐負(fù)荷的變化等。

如果鍋爐改燒發(fā)熱量大的同類煤時，由于燃放熱增多，燃燒器區(qū)域溫度水平就高，結(jié)渣的可能性就大。而鍋爐負(fù)荷越高，送入爐內(nèi)的熱量也越多，結(jié)渣的可能性也越大。

3．火焰貼墻對于四角布置直流式燃燒器的爐膛，煤粉氣流由于受到氣流剛度，補(bǔ)氣條件和鄰角氣流的撞擊等影向而引起火焰貼墻時，這必然結(jié)渣。對于布置旋流式燃燒器的爐膛，當(dāng)旋流強(qiáng)度太大時，會引起火焰貼壁。

或某只燃燒器的旋流強(qiáng)度過小，氣流射程太長時，可能使氣流直沖對面爐墻或頂撞對面的火焰而導(dǎo)致結(jié)渣。

4．過量空氣系數(shù)當(dāng)爐內(nèi)局部區(qū)域過量空氣過小且煤粉與空氣混合不均勻時，可能產(chǎn)生還原性氣氛，而煤粉在還原性氣氛不能充分氧化，灰份中的Fe2O3被還原成FeO，F(xiàn)eO與SiO2等形成共晶體，其熔點(diǎn)溫度就會降低，有時會使熔點(diǎn)下降150～200oC，因而，結(jié)渣傾向隨之增加。

或者，采用高煤粉濃度燃燒方式時，由于燃燒放熱過于集中，使局部區(qū)域溫度升高且處于還原性氣氛，結(jié)渣也會傾向嚴(yán)重。當(dāng)然這也與灰的熔融特性有關(guān)。

5．煤粉細(xì)度粗煤粉的燃燒時間比較長，當(dāng)煤粉中粗煤粉的比例增加時，容易引起火焰延長，導(dǎo)致爐膛出口處的受熱面結(jié)渣。

6．吹灰吹灰器長期不投，受熱面積灰增多時，可能導(dǎo)致結(jié)渣。

7．燃用混煤鍋爐燃用混煤時，灰渣的特性有可能改變。一般結(jié)渣性強(qiáng)的煤與結(jié)渣性弱的煤混合時，結(jié)渣會減輕。

鍋爐結(jié)渣是多種因素綜合影響的結(jié)果，不過總是有幾個關(guān)鍵因素起先導(dǎo)作用。比較重要的因素是煤灰的熔融特性、水冷壁的冷卻能力、以及火焰貼墻等。

爐膛負(fù)壓

煤粉爐通常采用負(fù)壓燃燒，負(fù)壓燃燒是指爐內(nèi)壓力比外界大氣壓力低2～6mm水柱。

維持正常的爐膛負(fù)壓，不僅對鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行作用很大，而且對運(yùn)行調(diào)節(jié)十分有益。正常的爐膛負(fù)壓值是依靠調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的擋板開度實(shí)現(xiàn)的，但主要是靠調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)的擋板開度來控制的。如果引風(fēng)機(jī)出力不足，或擋板調(diào)節(jié)失靈時，爐內(nèi)可能出現(xiàn)正壓狀態(tài)。此時，煙氣或火焰向外泄漏，不僅污染工作環(huán)境，而且對設(shè)備及人身構(gòu)成危險。

當(dāng)然負(fù)壓太大也是不允許的。爐膛負(fù)壓太大，說明引風(fēng)機(jī)抽吸力過大。此時，爐內(nèi)氣流明顯向上翹，火焰中心上移，爐膛出口煙溫升高，引起汽溫升高或過熱器結(jié)渣。氣流上翹，火焰行程縮短，導(dǎo)致不完全燃燒。

爐膛負(fù)壓急劇升高時，還可能發(fā)生爐膛內(nèi)爆事故。

內(nèi)爆會造成水冷壁損壞或人身事故。

內(nèi)爆產(chǎn)生的原因一：引風(fēng)機(jī)運(yùn)行不正常，靜壓頭過高或擋板運(yùn)行不良；二：因滅火而切斷燃料供應(yīng)時，爐膛負(fù)壓急劇升高。

因此，在切斷燃料的同時，應(yīng)適當(dāng)關(guān)小引風(fēng)機(jī)擋板，以免負(fù)壓劇增。

此外，大型機(jī)組應(yīng)設(shè)置爐內(nèi)壓力報警和安全保護(hù)裝置。爐膛負(fù)壓波動時，也可能是爐內(nèi)壓力波動變化造成的。此時表明燃燒處于不穩(wěn)定狀態(tài)。燃燒脈動時，負(fù)壓也隨著脈動。所以，爐膛負(fù)壓是燃燒調(diào)整和鍋爐保護(hù)的重要參數(shù)。

爐膛負(fù)壓由極低突變正壓，此過程發(fā)生的時間極短，只有1～2秒，正壓值極高。這種情況下，極可能發(fā)生爐膛爆炸或“打炮”。

對于自動化程度比較高的鍋爐，爐膛負(fù)壓超限時，控制系統(tǒng)會自動發(fā)出報警或保護(hù)動作。但當(dāng)控制系統(tǒng)處于手動狀態(tài)時，則必須做出準(zhǔn)確、迅速的判斷和處理。

大型鍋爐運(yùn)行中，爐膛爆炸現(xiàn)象極少發(fā)生，但是一旦發(fā)生，破壞性很大。因?yàn)闋t膛爆炸的發(fā)生時間很短，只有1～2秒。所以，如何把燃料安全適當(dāng)?shù)厮腿霠t內(nèi)并對可能發(fā)生的爆炸做出判斷是十分重要的。

爐膛爆炸的原因是數(shù)量過多的燃料和空氣在爐膛內(nèi)未能及時著火燃燒，而以極高的速度進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)具有足夠的著火熱源時，在瞬間形成可燃性氣體，氣體容積急劇增加，爐內(nèi)壓力和溫度急劇升高。

需要注意的是，在鍋爐點(diǎn)火階段或燃燒不穩(wěn)定時，如果爐內(nèi)積聚了大量的未燃燃料，此時點(diǎn)火這很有可能造成爆炸。因此，運(yùn)行人員必須嚴(yán)格，準(zhǔn)確地按照運(yùn)行規(guī)程的操作順序控制燃料和空氣的投入并熟練掌握點(diǎn)火程序以及具有快速、準(zhǔn)確的判斷能力。

事實(shí)上，在破壞性爐膛爆炸發(fā)生之前，總要發(fā)生一些先導(dǎo)性事件。

例如，燃料的著火性能變差或點(diǎn)火裝置的能量不足以及未及時投入點(diǎn)火裝置。由于這些條件的變化，使送入爐內(nèi)的燃料與空氣未能及時轉(zhuǎn)變?yōu)椴灰追磻?yīng)的氧化物或惰性產(chǎn)物，因而積累了大量活性可燃易爆產(chǎn)物。這種積累過程需要持續(xù)相當(dāng)長的時間。即爆炸發(fā)生前總要有一段較長的孕育時間。

爐膛負(fù)低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)

1．提高一次風(fēng)氣流中的煤粉濃度提高一次風(fēng)氣流中的煤粉濃度，減少一次風(fēng)量，可減少著火熱；同時又提高了煤粉氣流中揮發(fā)份的濃度，使火焰?zhèn)鞑ニ俣忍岣?；再加上燃燒放熱相對集中，使著火區(qū)保持高溫狀態(tài)。

這三個條件集中在一起，強(qiáng)化了著火條件，使著火穩(wěn)定性提高。

當(dāng)然，煤粉濃度并不是越高越好。煤粉濃度過高時，由于著火區(qū)嚴(yán)重缺氧，而影響揮發(fā)份的充分燃燒，造成大量煤煙的產(chǎn)生，此時還因揮發(fā)份中的熱量沒有充分釋放出來，影響顆粒溫度的升高，延緩著火?；蛘咭驌]發(fā)份燃燒缺氧，使火焰不能正常傳播，而引起著火不穩(wěn)定。

可見，存在一個有利于穩(wěn)定著火的最佳煤粉濃度。有利于著火的最佳煤粉濃度與煤種有關(guān)，揮發(fā)份大的煙煤，其最佳煤粉濃度低于揮發(fā)份小的貧煤。

2．提高煤粉氣流初溫提高煤粉氣流初溫，可減少煤粉氣流的著火熱，并提高爐內(nèi)溫度水平，使著火提前。提高煤粉氣流初溫的直接辦法是提高熱風(fēng)溫度。

3．提高煤粉顆粒細(xì)度煤粉的燃燒反應(yīng)主要是在顆粒表面上進(jìn)行的，煤粉顆粒越細(xì)，單位質(zhì)量的煤粉表面積越大，火焰?zhèn)鞑ニ俣仍娇?。燃燒速度就越高，火焰?zhèn)鞑ニ俣仍娇?，燃燒放熱速度越快，煤粉顆粒就越容易被加熱，因而也越容易穩(wěn)定燃燒。

試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，煤粉燃盡時間與顆粒直徑的平方成正比，當(dāng)鍋爐燃用煤質(zhì)一定時，提高煤粉細(xì)度能顯著提高煤粉氣流著火的穩(wěn)定性。不過煤粉顆粒細(xì)度受磨煤出力與磨煤電耗的限制，不可能任意提高。

4．在難燃煤中加入易燃燃料當(dāng)鍋爐負(fù)荷很低或煤質(zhì)很差時，可投入助燃用霧化燃油或氣體燃料，混入燃燒器出口的煤粉氣流中，來改善煤粉的燃燒特性，維持著火的穩(wěn)定性，有時為了節(jié)省燃油，也可混入揮發(fā)份較大的煤粉，以提高著火的穩(wěn)定性。

鍋爐燃燒方式對比

1 燃燒經(jīng)濟(jì)性

對于切圓燃燒來說其優(yōu)勢在于:

(1)煤粉在爐內(nèi)行程長爐內(nèi)停留時間長。

(2)受鄰角高溫?zé)煔獾闹苯記_刷強(qiáng)化了燃燒。

在正常情況下采用切圓燃燒技術(shù)時其燃燒經(jīng)濟(jì)性是有保障的。

對沖燃燒鍋爐采用旋流燃燒器就燃燒經(jīng)濟(jì)性來說它的優(yōu)勢在于:

(1)旋流燃燒器的一、二次風(fēng)混合早且強(qiáng)烈保障了煤粉及時、充分燃盡。

(2)旋流燃燒器對高溫?zé)煔獾木砦矢摺?/p>

(3)對沖燃燒的爐膛的爐膛熱負(fù)荷易控制均勻。

應(yīng)該說無論是對沖燃燒還是切圓燃燒燃燒經(jīng)濟(jì)性的問題已甚本解決。切向燃燒技術(shù)中WR 型燃燒器等濃淡分離技術(shù)的普遍使用旋流燃燒器中低燃燒速率燃燒器的研發(fā)與運(yùn)用燃燒經(jīng)濟(jì)性問題已不再成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的首要問題。特別是煙煤的燃燒其燃燒效率之高已基本達(dá)到了極限。

2 結(jié)渣、磨損與高溫腐蝕

煤種的結(jié)渣特性和爐膛容積熱負(fù)荷、截面熱負(fù)荷的選取是爐內(nèi)結(jié)渣與否的重要影響因素在以上參數(shù)一定的情況下采用何種燃燒方式燃燒器布置方式、燃燒器結(jié)構(gòu)特征等則成為解決結(jié)渣問題的核心。

對切圓燃燒來說合理組織切圓大小控制火焰中心偏斜是控制結(jié)渣的關(guān)鍵。切圓直徑大于一定值時結(jié)渣趨勢隨切圓直徑的增大而增大大量熔融、半熔融煤粉顆粒將直接撞擊水冷壁形成結(jié)渣同時磨損水冷壁發(fā)生高溫腐蝕。切圓又不能太小否則高溫火焰集中于爐膛中部不利于著火和穩(wěn)燃。

同心切圓燃燒技術(shù)如圖1所示的普遍使用對解決切圓燃燒中的結(jié)渣問題起到了重要作用。二次風(fēng)以大切圓噴入爐膛而一次風(fēng)粉氣流以小切圓、或?qū)_、或反向小切圓的形式進(jìn)入爐膛形成爐膛中央的富燃料區(qū)和水冷壁周圍的富空氣區(qū) 減小了一次風(fēng)沖刷水冷壁的可能性不僅對于控制結(jié)渣對減小水冷壁磨損和高溫腐蝕也大有幫助。同時一、二次風(fēng)的混合更加強(qiáng)烈有利于煤粉完全燃燒

相對而言對沖燃燒爐中旋流燃燒器射流沖墻的幾率較切圓燃燒小得多通過對單個燃燒器的旋流強(qiáng)度、火焰擴(kuò)散角和一、二次風(fēng)配比的控制即可實(shí)現(xiàn)對爐膛整體粘污水平的控制。

對沖燃燒爐中單個燃燒器功率的選取和燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷的選取是關(guān)鍵因?yàn)槿紵鲄^(qū)域結(jié)渣問題依然存在。單個燃燒器功率過大會使燃燒器區(qū)域局部熱負(fù)荷過高而產(chǎn)生結(jié)渣切換和啟停燃燒器對爐內(nèi)火焰偏斜的影響較大一、二次風(fēng)的氣流太厚不利于風(fēng)粉混合。但燃燒器只數(shù)減少相應(yīng)管道及風(fēng)箱布置則較簡單。

3 低NOX 燃燒

傳統(tǒng)旋流燃燒器的二次風(fēng)通常采用強(qiáng)旋流二次風(fēng)過早與一次風(fēng)混合不能在著火區(qū)形成局部高濃度區(qū) 這有悖于濃淡燃燒原理和分級燃燒原理不利于低NOX 燃燒。

后發(fā)展起來的目前已被成熟應(yīng)用的新型旋流燃燒器中大部分采用雙通道旋流結(jié)構(gòu)。較為典型的有Babcock 雙調(diào)風(fēng)燃燒器和IHI -FW雙流旋流燃燒器。

其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將旋流二次風(fēng)通道分解成兩個通道通過分級送風(fēng)實(shí)現(xiàn)分級燃燒以降低NOX 。新型雙通道旋流燃燒器中的一次風(fēng)不旋或弱旋避免燃燒器出口初期混合強(qiáng)烈而后期混合微弱的缺陷 Babcock 雙調(diào)風(fēng)燃燒器為典型代表。

新型旋流燃燒器出口形成局部煤粉高濃度區(qū) 是獲得良好燃燒的基礎(chǔ) 可以實(shí)現(xiàn)低負(fù)荷穩(wěn)燃和低NOX 排放 IHI -FW雙流旋流燃燒器為此種典型詳見圖2 。

相對切圓燃燒對沖爐型的燃燒器更易布置這為其合理布置燃燒器頂部的過燃風(fēng)(OFA)噴口提供了便利。

切圓燃燒時一、二次風(fēng)射流基本平行進(jìn)入爐膛其早期混合并不強(qiáng)烈煤粉火焰是一種邊燃燒邊同二次風(fēng)混合的擴(kuò)散火焰因此形成了一種較長的火焰結(jié)構(gòu)。

這種燃科與空氣混合的方式符合分級燃燒理論對降低NOX 的生成是有利的。特別是采用CFS 、LNCFS 的燃燒系統(tǒng)布置方式更加推遲了一、二次風(fēng)的初期混合加強(qiáng)了空氣分級的效果并配以各種濃淡燃燒器更起到抑制NOX 生成的作用。

4 低負(fù)荷穩(wěn)燃

切圓燃燒鍋爐的特點(diǎn)是各角間互相引燃相互作用。20 世紀(jì)80 年代末我國引進(jìn)CE 燃燒技術(shù)生產(chǎn)的300 MW、600 MW機(jī)組煙煤鍋爐不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷為爐最大出力的40 %BMCR 貧煤爐為60 %。

20 世紀(jì)90 年代普遍采用WR 燃燒器后進(jìn)一步提高了著火穩(wěn)定性煙煤鍋爐最低負(fù)荷降為30 %BMCR 貧煤鍋爐降為55 %BMCR。

旋流燃燒器的自穩(wěn)燃特點(diǎn) 使對沖燃燒鍋爐的低負(fù)荷穩(wěn)燃能力明顯優(yōu)于切圓燃燒鍋爐。旋流式燃燒器其低負(fù)荷穩(wěn)燃能力之強(qiáng) 甚至能降到額定負(fù)荷的20 %。

5 汽溫調(diào)節(jié)方式

目前切圓燃燒普遍采用擺動式燃燒器調(diào)節(jié)汽溫。一般以燃燒器擺動噴嘴輔以減溫水控制再熱汽溫而過熱汽溫則完全由減溫水控制。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于對流受熱面布置較容易制造成本較低汽溫調(diào)節(jié)范圍較大控制靈敏。

其缺點(diǎn)在于擺動噴嘴對汽溫的控制不夠精確經(jīng)常需要再熱器減溫水的幫助。對沖爐廣泛采用過熱、再熱煙氣檔板來控制汽溫。

一般以過熱、再熱煙氣檔板輔以減溫水控制再熱汽溫。其缺點(diǎn)是對流受熱面布置較受約束檔板的節(jié)流增加了煙風(fēng)系統(tǒng)阻力對尾部煙道的磨損也有不利之處。其優(yōu)點(diǎn)在于檔板對汽溫控制精確再熱汽減溫水可只作為事故噴水使用且檔板的操作靈活簡便、控制可靠。

無再熱器減溫水使再熱器系統(tǒng)阻力減少而且大大有利于爐效的提高。相對于燃燒器擺動噴嘴對主汽溫與再熱汽溫的同向控制煙道擋板對主汽溫與再熱汽溫的控制是反向的即在解決任何一方(主汽溫或再熱汽溫)偏低或偏高的同時可利用另一方(再熱汽溫或主汽溫)汽溫的余量來平衡不會出現(xiàn)類似于燃燒器擺噴嘴控制中為解決再熱汽溫的偏低而使過熱汽減溫水量過大的情況。

6 煙氣偏差

四角切圓燃燒鍋爐爐膛出口普遍存在左右兩側(cè)煙溫與煙速的偏差這是由于切圓燃燒鍋爐爐膛出口煙氣存在著相當(dāng)?shù)臍堄嘈D(zhuǎn)強(qiáng)度。這樣如何削弱爐膛出口煙氣的殘余旋轉(zhuǎn) 改善進(jìn)入水平煙道的煙氣流動狀態(tài)成為解決問題的關(guān)鍵。

目前國內(nèi)針對減小煙氣偏差而主要是在三次風(fēng)噴口和頂部二次風(fēng)噴口采取一些措施將三次風(fēng)和頂部二次風(fēng)改為反切圓布置但收效普遍不明顯。

其主要原因?yàn)橥ǔＴO(shè)計(jì)中的三次風(fēng)和頂部二次風(fēng)噴口均未脫離主燃燒器區(qū)域且其風(fēng)量與風(fēng)速不可能大到足以消除爐內(nèi)主二次風(fēng)氣流的旋轉(zhuǎn)動量矩的程度。況且爐內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)上升加強(qiáng)了爐內(nèi)混合增加了煤粉的燃燒行程此為切圓燃燒的優(yōu)點(diǎn)與特點(diǎn)。

硬要在燃燒器區(qū)域的頂部削弱或取消氣流的旋轉(zhuǎn) 是一得不償失之舉。與OAF 噴口的設(shè)置類似消旋噴口的設(shè)置應(yīng)盡量脫離主燃燒器區(qū)域在不影響燃盡的前提下提高其噴口位置加大其風(fēng)量與風(fēng)速吸收對沖爐的優(yōu)點(diǎn) 在消旋并控制爐膛出口煙溫的同時降低NOX 的排放。

為消除爐膛出口煙氣偏差部分研究者在爐膛折焰角上使用不等深度的折焰角來削弱或消除煙氣偏差此方法為解決煙氣偏差提供了新的思路。對沖爐中旋流燃燒器沿前后墻均勻布置因此沿爐膛寬度方向熱負(fù)荷均勻爐膛出口及水平煙道的煙溫偏差很小且易控制此為對沖燃燒爐的最大優(yōu)點(diǎn)之一。