电厂锅炉燃料与燃烧研究

王占东　高衍建

[摘要]文章基于对河北华电石家庄鹿华热电有限公司2*330MW空冷供热机组锅炉设备工程实例的分析，探讨电厂锅炉燃料特性以及关键参数，并就低氮燃烧技术在锅炉燃料燃烧中的应用问题进行了简要介绍，望能够引起同行人员的关注与重视。

[关键词]热电厂 锅炉 燃料 燃烧

大量实践经验表明，对锅炉燃料的合理选择以及相应燃烧技术的科学应用能够使锅炉运行更加高效与优质，对提高资源利用效率有重要意义，同时也是缓解日益紧张的电力资源供需矛盾，实现火力发电厂热能动力工程科学发展的重要思路之一。本文即结合河北华电石家庄鹿华热电有限公司2"330MW空冷供热机组锅炉设备工程实例，对锅炉燃料特性以及燃烧技术进行分析与论述，望引起重视。

一、工程概况

河北华电石家庄鹿华热电有限公司2*330MW空冷供热机组采用1170t/h亚临界压力、自然循环、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、干式排渣、半露天布置、全钢构架的汽包锅炉。锅炉采用水平浓淡宽调节比（WR）燃烧器，四角布置切向燃烧方式，二层三次风，顶部布置。燃烧器每角共装设十六只喷嘴，由六只煤粉喷嘴，八只二次风喷嘴（一只OFA喷嘴）和二只三次风喷嘴组成。在每个煤粉喷嘴布置二次风组成的周界风，在燃烧器二次风室中配置三层共12支油枪，按锅炉30%MCR工况设计，每只油枪的最大出力1.75t/h。另外#2炉配置一套少油点火装置，4支小油枪安装在每个角的燃烧器最下层一次风口内，每只出力0.25t/h。

二、锅炉燃料特性分析

本工程中锅炉燃料特性如下：煤质方面，锅炉燃烧过程中设计煤种为50.0%晋中贫煤和50.0%晋中无烟煤的混煤。煤质特性关键参数如下表（见表1）所示；灰成分方面，设计煤种SiO2为49.98%，校核煤种Al2O3为32.80%，设计煤种SiO2为49.98%，校核煤种SiO2为32.78%，设计煤种Fe2O3为6.006%，校核煤种Fe2O3为6.109%，设计煤种CaO为1.319%，校核煤种CaO为1.32%，设计煤种MgO为0.447%，校核煤种MgO为0.453%，设计煤种K2O为1.037%，校核煤种K2O为1.046%，设计煤种Na2O为0.462%，校核煤种Na2O为0.355%，设计煤种TiO2为1.08%，校核煤种TiO2为1.058%；点火及助燃用油方面，锅炉燃烧使用油种为0#轻柴油，20.0℃条件下的恩氏粘度为1.2～1.67OE，运动粘度为3.0厘沱～8.0厘沱，灰分比例≤0.025%，水分比例<0.03痕迹，硫分比例<0.2%，无机械杂质，凝固点≤0.0℃，比重在0.80t/m³～0.83t/m³范围内，闭口闪点≥55.0℃，燃烧过程中低位发热值为41.863MJ/kg。

三、锅炉燃烧技术分析

本工程中锅炉燃烧燃烧采用双尺度低氮燃烧技术，此项技术可通过改变锅炉内燃烧射流组合的方式，使其在空间尺度上相关区域三场特性实现差异化，并配合分区优化调试的方式，在燃烧过程中避免锅炉内部出现结渣问题，同时对提高燃尽效率，降低氮氧化物排放量也有重要意义。本工程中所选用双尺度低氮燃烧器采用垂直性大钝体浓淡煤粉分离技术，在燃烧器出口部位形成回流区，可有效提高燃烧器出口区域温度。同时，整套工艺系统中采用低氮氧化物燃烧器、一次风喷口集中且浓淡组合，以及接力热回流环涡稳燃等相关技术手段，使三种动涡在锅炉内部燃料燃烧过程中连续巷口，优化锅炉燃烧喷口部位煤粉热解着火反应下碳着火燃烧区段的三场特性，更有利于实现与锅炉中心复合射流大涡的可靠连接。环涡内碳粒的停留时间因内回流率提升而明显延长，环涡内碳燃烧发热量也有显著提高，对燃料燃烧热量的累积有重要作用。除此以外，双尺度低氮燃烧技术作用下能够在锅炉炉膛近壁区内形成较低且稳定温度，避免灰例大量附壁区域，燃料燃烧中火焰边部可进行有效调节与控制，强化对水冷壁的保护，避免了炉膛结渣的问题，综合效果确切。

结束语：本文针对河北华电石家庄鹿华热电有限公司2*330MW空冷供热机组锅炉设备燃烧期间所选用燃烧的基本特性进行分析，从煤质特性、灰成分、以及点火助燃用油对燃料关键特性参数进行总结，然后研究了双尺度低氮燃烧技术在锅炉燃料燃烧中的应用，验证了该技术方案对避免炉膛结渣，提高燃尽效率，降低氮氧化物排放量的重要价值。