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技术专题介绍4600MW超临界机组郑州电力高等专科学校杨建华超临界锅炉燃烧设备主要内容•1.切圆燃烧与对冲燃烧的比较•2.HT-NR3型燃烧器介绍–整体布置–关键结构–燃烧器的运行切圆燃烧与对冲燃烧的比较对于大容量的锅炉要增加炉膛的宽度和深度根据锅炉的容量改变燃烧切圆的数目···············不均衡的通风和热负荷分布切圆燃烧与对冲燃烧的比较当采用双切圆燃烧时，易发生结焦、积灰等问题双切圆燃烧可以保持均衡的热负荷分布吗？可以……如果有起分隔作用的水冷壁那么它会怎么样呢？由于它双面受热，将会导致严重的结焦问题不可以……没有起分隔作用的水冷壁由于细小颗粒冲刷水冷壁导致严重结焦由于燃烧系统的不平衡和负荷的变化，双火球的位置容易发生浮动容易导致结焦、积灰金属温度升高等等隐患前后墙对冲燃烧方式技术特点：能够使热量输入沿炉膛宽度方向较均匀分布，随着锅炉容量的增加，一般只须调整炉膛宽度来增加炉膛断面。随着锅炉容量的增加，炉膛的断面也相应增加，可以方便的增加一定数量的燃烧器，保证炉内火焰有较好的充满情况，保证均衡的燃烧热负荷。屏式过热器进口烟气分布炉膛出口烟气温度分布高温过热器进口烟气分布2020℃烟气温度分布高过炉膛出口250kW/m20kW/m2屏过0℃简单的小圆孔滑压运行均衡的热负荷分布和热吸收螺旋管水冷壁对冲燃烧螺旋管易于实现，切圆燃烧螺旋管难于实现均匀的热负荷分布切圆燃烧与对冲燃烧的比较燃烧器区水冷壁开孔情况大的矩形孔，复杂的管子布置•所以国产600MW超临界锅炉多采用对冲燃烧——墙式燃烧。•东方锅炉采用HT-NR3型旋流燃烧器。–HT——Hitach（日立）–NR——NOxReduced–3——第3代HT-NR3型燃烧器基本原理：快速着火，高火焰温度，火焰内还原NOx特点・火焰内NOx还原高温火焰燃烧，火焰内还原NOx富燃料燃烧，与外部空气隔绝有效抑制NOx生成・快速着火降低未燃烬炭，燃烧效率高更低稳燃负荷，稳燃能力强燃烧器构造：・在一次风通道中布置煤粉浓缩器，达到稳燃、抑制NOx生成；・二次风通过燃烧器内同心通道送入炉膛，参与燃烧；・三次风通道内设有独立的旋流装置，从燃烧的不同阶段送入炉膛；・燃烧器实现分级燃烧。火焰内NOx还原技术A:挥发份淅出区B:中间还原性介质生成区C:NOx还原区D:氧化区FlameStabilizingRing＋BafflePlateGuidesleeveP.C.Concentrator二次风三次风煤粉+一次风导流环导流筒煤粉浓缩器ABCD前后墙3排布置，每层4只，总共24只。组织前后墙对冲燃烧。主燃烧器之上设燃尽风口12只，燃尽风风口含两股独立的气流，中央部分为非旋转气流，外圈为旋转气流。YXZ燃烧器燃尽风口15.4568mm67.0m左侧墙右侧墙X：离前墙的距离Y：离炉膛底部的距离Z：离左侧墙的距离YXZYXZ燃烧器燃尽风口mX：离前墙的距离Y：离炉膛底部的距离Z：离左侧墙的距离•燃烧器层间距为4.9571m，燃烧器列间距为3.6576m•上层燃烧器中心线距屏底距离约为28.5m，下层燃烧器中心线距冷灰斗拐点距离为2.3977m。•最外侧燃烧器中心线与侧墙距离为4.2232m，燃尽风距最上层燃烧器中心线距离为7.0046m。油枪布置示意图每只煤粉燃烧器布置有一只250kg/h的小油枪（机械雾化），用于启动油枪和煤粉燃烧器的点火及维持煤粉燃烧器的稳燃；前墙中排和后墙中排每只燃烧器中心布置有启动油枪（蒸汽雾化），用于暖炉和带初始负荷，单只出力4700kg/h，共8只。来自AH大风箱燃烧器燃烧器燃烧器燃尽风来自AH前后墙对冲燃烧方式:热空气配风简单可靠燃烧器与水冷壁组装后关键结构1——煤粉浓缩器•HT-NR燃烧器有一个锥型的煤粉浓缩器。煤粉浓缩器给煤粉一个径向的速度分量，提高火焰稳燃环附近的煤粉浓度，提高燃烧效率。NR3煤粉浓缩器优化模拟示意图关键结构2——稳焰环及稳焰齿•在一次风管（煤粉喷嘴）的前端装有陶瓷制的齿形环状火焰稳焰环及稳焰齿。陶瓷稳燃环在一次风喷口端产生热烟气回流，促进快速点火和提高火焰温度。喷燃器正视（无启动油枪）喷燃器正视（有启动油枪）燃烧器与水冷壁组装后关键结构3——导流筒•使用导流筒控制最外侧的三次风和火焰的混合，加强火焰内NOx还原的效果。导流筒导流筒关键结构4——调节导轴和旋流器•旋流器制造高旋流的三次风，有效的高旋流可降低NOx排放，最大限度的防止降低燃烧效率。•通过调节导轴可以控制高旋的三次风和火焰的混合。由于三次风的分离，形成了衰减区，导致了焰内NOx还原。三次风的高旋流促进了火焰和三次风的混合，同时也可以获得高的燃烧效率。有启动油枪喷燃器侧视无启动油枪喷燃器侧视有启动油枪喷燃器后视无启动油枪喷燃器后视类型II安装于无启动油枪的煤粉燃烧器类型I安装于带启动油枪的煤粉燃烧器燃尽风•在煤粉燃烧器的上部布置了一层燃烬风喷口，分为主燃尽风（AAP）和侧燃尽风（SAP），其作用是补充燃料后期燃烧所需的空气，同时实现分级燃烧，抑制NOX的生成，防止炉膛结渣。AAP（主燃尽风）的基本结构中心风内二次风漩流）外二次风(漩流）（直流）中心风挡板内二次风挡板外二次风挡板内二次风调风器外二次风调风器AAP主燃尽风设计有两股旋向相同的二次风。此种结构设计的好处为：中心部分为直流风，风速大、穿透力强，可到达炉膛中部；内二次风和外二次风可通过挡板调节风量的大小，从而使燃尽风能够覆盖到整个炉膛截面，有效控制了锅炉的未燃尽碳。在水冷壁附近因为外二次风贴近水冷壁，在水冷壁周围形成氧化性性氛围，防止水冷壁结渣。主燃尽风侧视AAP主燃尽风正视AAP主燃尽风后视AAPSAP（侧燃尽风）的基本结构中心风（直流）二次风（漩流）中心风挡板φ侧燃尽风正视SAP侧燃尽风后视SAP大风箱为使每个燃烧器的空气分配均匀，在锅炉前后墙燃烧器区域对称布置有2个大风箱。大风箱被分隔成单个风室，每层燃烧器一个风室。大风箱对称布置于前后墙，设计入口风速较低，可以将大风箱视为一个等压风箱，风箱内风量的分配取决于燃烧器自身结构特点及其风门开度，这样就可以保证大风箱和燃烧器的载荷通过风箱的壳体，传递给支撑梁；支撑梁的一端与壳体相连，另一端与固定在钢结构上的恒力弹簧吊架相连。大风箱入口风门用电动执行器燃烧器及燃烬风各层风室的风量分配是通过调节各层风室的风门挡板的开度来实现的。锅炉前、后墙大风箱分别分隔为四个独立的风室，每个风室入口左右两侧设有一风门执行器，全炉共布置有16个风门用电动执行器。所有风门挡板的调节均由电动执行器的动作来完成。燃烧用热空气配风来自AHAAP燃烧器燃烧器燃烧器大风箱来自AH在每个小修期（推荐1年，不得大于2年），应对燃烧设备各部件，特别是磨损件进行检查，如发现磨损等问题应及时更换。为解决现场检修时大尺寸的一次风喷口炉内更换困难的问题，一次风管内部件设计成抽出式。检修时，一次风管内部件可以整体抽出炉外，具体过程如下：→燃烧器的检修燃烧器的运行•锅炉由高能点火器直接点燃点火油枪，再用点火油枪点燃启动油枪并带初始负荷。•当锅炉达到一定负荷并满足投磨条件后，再用点火油枪点燃煤粉燃烧器，完成锅炉的点火启动。•在启动油枪、煤粉燃烧器切停时也需投入点火油枪助燃。启动油枪的点火煤粉燃烧器的点火燃烧器投运顺序示意图燃烧器停运顺序示意图挡板开度设置与调节前墙、后墙SAPAAP1——AAP4SAP中心风挡板%100100100100AAP、SAP内二次风调风器%－2525－内二次风调风器外挡板%－100100－外二次风调风器%1002525100外二次风调风器外挡板%－100100－挡板开度设置与调节前墙BNR1——BNR4上排燃烧器内二次风挡板%－100100－外二次风调风器%－5050－中排燃烧器内二次风挡板%－100100－外二次风调风器%－50(80)50(80)－下排燃烧器内二次风挡板%－100100－外二次风调风器%－5050－挡板开度设置与调节后墙BNR1——BNR4上排燃烧器内二次风挡板%－100100－外二次风调风器%－5050－中排燃烧器内二次风挡板%－100100－外二次风调风器%－50(80)50(80)－下排燃烧器内二次风挡板%－100100－外二次风调风器%－5050－挡板开度设置与调节停运燃烧器BNR1——BNR4内二次风挡板%－100100－外二次风调风器%－～0～0－注：1、燃烧器外二次风挡板开度在燃烧调整时根据煤质和燃烧状况进行调整，沁北一期调整后开度：60\35\35\60。2、在燃烧调整优化后，除煤质有较大变化或锅炉经过大修外，燃烧器挡板一般不需再进行开度调节。燃烧器运行调整•1）当锅炉负荷达到30%～40%BMCR范围后，应注意使风量与燃料量相匹配，继续升负荷时应先增风量后增燃料。降负荷时先减燃料量，后减风量。•2）当锅炉负荷处在最低不投油稳燃负荷以下时，应有油枪助燃；当锅炉负荷在最低不投油稳燃负荷以上时，可逐步停运油枪。•3）同层煤粉喷嘴的出力相差不应超过5%；当投运的煤粉喷嘴层数超过一层时，原则上还应使各层煤粉喷嘴的出力一致。•4）停某一煤粉喷嘴时，应以一定的风量对该煤粉喷嘴及其管道系统进行吹扫，吹扫风量及时间应通过试验加以确定。•5）锅炉不同工况、负荷下，煤粉喷嘴的投运数量主要应使各运行喷嘴的风速与设计工况尽可能地接近。•6）当全炉膛有两层及以上煤粉喷嘴在投运时，不允许一侧有超过另一侧两层及以上的燃烧器运行。燃烧器运行调整1、在燃烧器一次风弯头前设置有冷却空气阀系统，其主要设备为带执行器的关断阀和逆止阀。运行基本要求为：1）在启动油枪投运时（阀开启），提供燃烧初期的空气；2）燃烧器停用时（阀开启），提供冷却空气冷却燃烧器一次风管；3）燃煤时，关断阀关闭。运行注意事项2、在启动油枪投运过程中，不允许油煤同轴燃烧运行方式，即同一燃烧器不能同时投启动油枪和煤粉。3、在燃烧器投运时，必须开启燃烧器本体密封风及冷却风管路上的有关阀门，以防止燃烧器出现烧损。4、在燃烧器投运时，必须保证一次风速不能过高或过低。5、燃烧器停运时，应该将大风箱入口挡板置于冷却位，同时将燃烧器旋流外二次风执行器置于冷却位（即通常所谓的关位）。6、燃烧器油枪需每隔一段时间进行动作试验，发现卡塞或动作不灵活需及时处理，以保证需要时能立即投用。7、燃烧器油枪、窥视孔等吹扫管路需定时吹扫，以防积灰。谢谢大家