双置式浓淡分离技术在200 MW 机组锅炉燃烧器改造中的应用

张林仙，邓彬伟，刘宝平，何春生

（1.湖北理工学院 电气与电子信息工程学院，湖北 黄石 435003；2.湖北西塞山发电股份有限公司，湖北 黄石 435002）

0 引言

某电厂200 MW 机组670 t/h 锅炉燃烧器于2007 年进行了低负荷稳燃改造，改造后稳燃效果良好，基本达到了经济性要求。运行5 年来，在对该锅炉的检修中发现，锅炉燃烧器存在百叶窗、扭曲板磨损较严重、#11 燃烧器被烧损等问题。为了解决锅炉燃烧器运行中存在的问题，达到低负荷稳定燃烧和节约点火及助燃用油的目的，提高机组安全经济运行能力，在该锅炉大修中结合锅炉节油点火技术、采用双置式浓淡分离技术对燃烧器进行再次改造，运行结果表明取得了良好的经济效果［1］。

1 燃烧器改造方案

1.1 燃烧器本体

1）该锅炉燃烧器为四角布置，每个角分为A、B、C、D 四层。本次改造中更换了四个角共16 只燃烧器，其中A 层4 只为节油稳燃型燃烧器，其余B、C、D 三层12 只为稳燃型燃烧器，燃烧器由原来的百叶窗和扭曲板组成的水平浓淡分离燃烧器改为现在的双置式浓淡分离燃烧器［2］，其结构见图1，燃烧器标高略有改变，布置方式未作改变。

2）四角上二次风、中上、中中、中下、下二次风所有喷口更换。

3）#1、#2 角下三次风矩形弯管进行了更换。

4）四角上、下三次风喷口全部更换，将喷口倾角由原下倾15°改为下倾5°。

5）原燃烧器切圆直径Φ 736 mm 未改变，原#1、#3 角对切，#2、#4 角对称布置方式未变。从安装情况来看，#1、#3 角切圆良好，#2、#4 角一次风喷口的对冲线偏离理论线32 mm，偏向#1角。#2、#4 角二次风喷口对冲线偏离理论线28 mm，偏向#1 角。

1.2 调节风

A、B、C、D 层煤粉燃烧器均需二次风作调节风使用，B、C、D 层利用原相应的调节风管道及风门；A 层所增加调节风管道用Φ219 mm 无缝管从二次风总管道处引出，并加装手动风门调节。

1.3 供油系统

小油枪油源取自同角B、C 层大油枪管路，引至小油枪2 m 位置之内，与过滤器联接，然后用软管将过滤器与油枪连接，原油系统的蒸汽吹扫及蒸汽雾化功能取消，相应的电磁阀割除，蒸汽管道保留，管口进行了封堵［3］，改造详情见图2。

图1 锅炉燃烧器组结构图

图2 锅炉炉前燃油系统图

1.4 冷却风管道

点火燃烧器所配油枪需要冷却风，采用Φ 159 mm 无缝管从送风机联络风道引至炉前四角点火燃烧器附近，再用专用软管与点火燃烧器连接（该冷却风主要用于冷却油枪）。油枪套管冷却用Φ76 mm 软管两头焊接，油枪冷却用Φ32 mm 胶皮管连接，两头插入后用铁丝拧紧。

1.5 点火枪、油枪、点火器

此次改造对点火枪、油枪、点火器全部进行了更换，受现场钢性梁影响，点火枪、油枪结构均为三节式。小油枪的油耗为400 kg/h，要求供油压力≥2 MPa。

1.6 一次风管道连接

#1 角A、B 层管道与燃烧器连接部分需提高，对其吊架与支架做延伸处理，提高高度为400 mm。#2、#3、#4 下层一次风管道与燃烧器连接弯头进行了更换，#2 角弯头59°37'、#3 角弯头33°0'、#4 角弯头30°23'，其他管道连接未发生变化，对磨穿、变形的管道进行了更换，四角油枪维护区加装了检修平台。

2 燃烧器改造后运行技术要求

2.1 供油控制要求

蒸汽吹扫电动阀门和供油电动阀门不能同时开，应为逻辑互锁。油枪不进位时，油阀门不开，点火枪不进位时不打火。打火结束后，点火枪自动推出，电动推进器接线端子如图3 所示。

图3 电动推进器接线端子图

2.2 低负荷燃烧指导卡片

低负荷燃烧指导卡片见表1（表1 内容仅作参考，实际中应根据具体情况决定）。总风压的控制应根据当时燃烧工况、煤质好坏决定，若燃烧工况良好，可适当维持较大风压，以利于炉内气流的良好扰动及维持合格的蒸汽参数。若全停一层给粉机，则相应二次风门应关闭，保留10%～15%开度冷却喷嘴。

表1 低负荷燃烧指导卡片

2.3 双置式浓淡分离燃烧器运行要求

1）双置式浓淡分离燃烧器设计为整体式喷嘴，低负荷稳燃性较好，与直流燃烧器相比其阻力约增加200～250 Pa 左右，在运行调整中应将一次风压调至稍高于原直流燃烧器运行风压，以防止堵管。在低负荷时，可任意投运各层的一次风管，不影响正常燃烧，但在高负荷时，尽量全投四层一次风管运行。

2）侧二次风调节的作用。侧二次风可补充高负荷时需要的空气量，冷却喷咀，不会因温度升高而被烧毁或变形；加强回流区的气流强度和流量，使温度迅速升高，保证煤粉火焰的自动稳燃性；补充足够的氧气，使炭粒燃烧温度迅速升高，形成高温还原火焰。

3）调节方法。运行中可根据锅炉燃烧状况，在高负荷或喷嘴四周温度较高、或有结焦现象时，适当开启调节风门；运行中根据煤质和喷咀温度情况掌握风门最佳开度。在低负荷及温度很低时，不能开调节风门（需保留10%～15%开度冷却喷嘴）。

3 运行效果讨论

为了说明燃烧器改造前后的运行效果，选取两种不同煤质成分的煤种进行比较，第一种煤：Mar（%）=6.12、Aar（%）=32.59、Vdaf（%）=16.17、Qnet.ar（kJ/kg）= 19 880；第二种煤：Mar（%）= 5.3、Aar（%）= 36.69、Vdaf（%）= 16.93、Qnet.ar（kJ/kg）= 18 350。以下部分数据引自该锅炉大修后性能试验报告。

1）大修后锅炉性能试验的实际燃煤比设计煤稍差。在此情况下大修后200 MW 负荷点时锅炉实际热效率为90. 54%（第一种煤）和89. 20%（第二种煤），按设计煤修正后对应热效率为91.78%和90.44%，与设计值接近。

2）改造后的燃烧器最低不投油稳燃负荷在燃用第一种煤情况下可达105 MW，燃用第二种煤情况下可达115 MW，可满足机组调峰的需要。

3）从燃烧器改造效果来看，在最低稳燃负荷点，两种煤的飞灰含碳量满足合同要求（5 %以内）；大渣含碳量第一种煤（7. 06 %）接近合同保证值7 %，第二种煤（11. 74 %）则超出了保证值，主汽温及再热汽温在保证值范围内。在200MW负荷点，第二种煤的大渣含碳量（4.25 %）在保证值内，其他则高出保证值，主汽温及再热汽温在保证值内。从试验情况和数据分析总的来看，在主汽温和再热汽温控制在保证值内，改造后的燃烧器能满足较低的稳燃负荷（55 %）并保证燃烧效率。

4）该燃烧器采用汽化油枪技术，设计单支小油枪油量为60 kg/h，从实际运行情况来看，该小油枪在粉仓有粉的情况下能满足锅炉点火需要，油耗远低于设计值，约在200 ～300 kg/h 左右，冷态点火用油约在20 t 左右，较改造前有明显改观［4－5］。

［1］ 聂欣，周俊虎，汪洋，等.我国电站锅炉煤粉直接点火技术的发展以及现状［J］. 热能动力工程，2008，23（4）：333－336.

［2］ 管晓艳，孙绍增，郭洋洲，等.可换向百叶窗煤粉浓缩器的结构优化研究和应用［J］. 节能技术，2011，29（1）：15－19.

［3］ 蔡斌，潘海虹，王后忠. 微油点火技术在锅炉燃烧系统中的应用［J］. 内蒙古电力技术，2010，28（1）：42－44.

［4］ 张洪波. 微油点火技术在大型电站锅炉中的应用［J］.节能与环保，2010（7）：31－33.

［5］ 张博，张辉，谢伟. 火力发电厂煤粉锅炉节油点火技术分析及应用［J］. 能源研究与利用，2010（3）：29－32.