1000MW机组锅炉燃烧方式选择研究

陈炯炯

（中国能源建设集团江苏省电力建设第一工程有限公司，江苏 南京 210000）

1000MW机组锅炉燃烧方式选择研究

陈炯炯

（中国能源建设集团江苏省电力建设第一工程有限公司，江苏 南京 210000）

锅炉的作用是通过燃料使燃料中的化学能最大限度地转化为热能，要取得经济高效，必须根据其结构特点、布置型式选择合理正确的燃烧方式。本文重点从锅炉的燃烧方式研究分析，以期对企业根据自身需要选择更加适宜的锅炉型式以确保高效运行，提供有益的借鉴。

1000mw机组锅炉；燃烧方式；选择

1 我国主要生产百万机组锅炉生产商技术

目前我国1000mw机组锅炉生产商主要有东方锅炉厂、上海锅炉厂、哈尔滨锅炉厂、北京巴布科克威尔科克斯有限公司。他们设计、制造的1000mw机组锅炉代表着国内的领先的技术水平，在世界百万机组锅炉生产企业中也具有一定的核心竞争力。国内这四家生产商生产的百万机组锅炉，技术均引进了日本、美国大公司，布置型式采用了塔式或∏型；水冷壁型式以内螺纹螺旋管圈或螺旋管圈+光管为主，有的生产商已经对内螺纹管圈进行了技术改进，形成了内螺纹改进型垂直水冷壁；燃烧器一般采用了进口的低NOx燃烧技术或低NOx同轴燃烧技术、低NOx旋流燃烧技术。因为四大生产生商引进的支持方的技术有所不同，上海锅炉厂、哈尔滨锅炉厂生产的1000mw机组锅炉采用切圆燃烧，东方锅炉厂、北京巴布科克威尔科克斯有限公司生产的1000mw机组锅炉采用墙式对冲燃烧，所以生产的锅炉特点也存在一些区别，锅炉安装企业要根据实际需要合理选择。

2 锅炉的燃烧方式特点分析

根据燃烧器结构的特点和型式的不同，煤粉的燃烧方式主要分为切向燃烧、墙式燃烧、拱式燃烧三种，切向燃烧方式分四角、六角、八角三种，墙式燃烧分前墙燃烧和对冲燃烧两种方式，拱式燃烧又称W型火焰燃烧。1000mw机组锅炉，塔式布置一般采用的是四角单切圆或墙式对冲，∏型布置一般采用的是单炉膛双切圆或墙式对冲。下面根据布置型式的不同，分别介绍几种不同的燃烧方式的特点。

一是塔式单切圆燃烧方式。切向燃烧是通过把不同的切向所送来的煤粉，与风力互相配合动作，在炉膛内部形成一个较强的旋转火球，极速充分燃烧。其优点是：切向燃烧可以使炉膛内的煤粉由于旋转的作用而燃烧殆尽，由于切圆燃烧中四角火焰的相互作用，一、二次风混合可以有效控制风力大小，其煤种适应性更强。缺点是：锅炉容量增大后，因为切圆燃烧的炉膛出口烟气流存在的残余旋转，加大了炉膛出口烟温、烟量的分布偏差，致使过热器和再热器管的热负荷分布不均，给过热器工作带来不利影响，时间长了，会出现部件结焦、积灰、腐蚀和局部温度过高等现象。改善举措：对切向燃烧方式，采用塔式布置，因为过热器、再热器受热面采用了横向分布，烟气上升到炉顶后再顺势向下，经过了多层次的受热面，烟温偏差、烟流量分布不平衡、过热器受热不均等现象得到了极大改善。

二是∏型布置双切圆燃烧方式。∏型布置双切圆燃烧采用双切圆使燃烧器数目变为两个，对每个燃烧器的风量、煤粉量的输送控制相对简单，大大降低了单只燃烧器的热功率。当锅炉负荷发生变化时，燃烧器可以分层次切换，保护炉膛内不同截面温度和热负荷均匀。优点：因为炉膛内高温强烈的旋转气流，风力与煤共同作用形成粉末状颗粒，能燃烧完全，并延长煤粉颗粒在炉内停留时间，炉内热负荷分布均匀，对炉膛出口附近的烟温等起到控制调解作用，炉膛出口烟温偏差明显减小。其缺点是：由于炉膛内两个火球的位置有时会引发偏移导致容易出现隐患。另外，炉膛内旋转的气流会使烟气、煤粉斜向冲刷屏式过热器，时间久了会形成渣尘附着，影响过热器工作效果。改善举措：把两个相对独立“燃烧器”的对流热偏差和火焰辐射系统的辐射热偏差，进行合理有效的搭配组合，会大大降低炉膛出口附近的烟气热偏差。

三是对冲燃烧方式。把旋流燃烧器固定在相对而立的两面炉墙上，形成对冲式火焰。旋流式燃烧器内部的燃烧，主要是通过卷吸燃膛内高温的烟气来点燃煤粉并燃烧，对冲布置的火焰因为前后两面炉墙的相对布置，形成的对冲火焰会充满整个炉膛。其优点是：对冲燃烧可以使炉内的左右两侧的烟气保持基本平衡，调解过热器和再热器的最高点温度，不会因减温水喷洒而降低循环热效率。炉内烟气均匀冲刷屏式过热器，会降低管子上煤渣附着。其缺点是：对冲式燃烧方式对旋流燃烧器的选择有一定限制，尤其对一些容易结焦的煤种，要选择更加适合的类型和布置，控制好燃烧器中过热器的热负荷，才能较好的发挥对冲式燃烧的优势，达到更高效的燃烧目的。

另据我国现行锅炉运行情况调查，大多专业人士认为，在燃烧的稳定性、燃烧经济性、对炉内水冷壁结渣的影响等方面，切圆燃烧方式与前后墙对冲燃烧方式对比没有太大区别，只是NOx的生成量稍低。采用∏型布置切圆燃烧时，四角锅炉由于炉膛出口的烟气侧热力偏差随着锅炉容量的增加而增大，当锅炉容量加大到一定程度时，应改为八角双切圆燃烧方式，能取得更为理想的燃烧效率。

3 结语

锅炉的燃烧效率受燃烧方式、煤种质量、技术等多条件制约，要取得更加高效的燃烧效果，提升企业经济效益和社会效益，在选择锅炉安装时，要本着经济、适用、高效的原则，结合煤质的特点、电网的需求、厂房布置、技术支持、资金投入等多方面因素，选择适合自身经营特点的锅炉，选用合理的燃烧方式，有效提高燃烧效率和降低NOx气体的排放。同时，国内锅炉生产制造商，要进一步加大锅炉先进技术的引进和优化，加强自身的技能改造提升，不断研究改良出更先进、更优良的锅炉设备，为服务经济社会发展，提供坚实的物力保障和技术支持。

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Study on Combustion Mode Selection of 1000MW Unit Boiler

Cһen Jiongjiong
（Cһina Energy Construction Group First in Jiangsu Electric Power Construction Engineering Co.，Ltd.，Nanjing 210000，Cһina）

Tһe function of boiler fuel tһrougһ tһe fuel cһemical energy into һeat energy to maximize，to acһieve economic efficiency，must according to tһe cһaracteristics of tһe structure，layout reasonable cһoice combustion mode. Tһis paper focuses on tһe analysis of tһe boiler burning，in order to enterprises according to tһeir own needs to cһoose a more suitable type of boiler in order to ensure efficient operation，provide a useful reference.

1000MW unit boiler； combustion mode； cһoice

陈炯炯（1983— ），本科，中国能源建设集团江苏省电力建设第一工程公司项目副经理。