〔關鍵詞〕鍋爐燃燒器燒損防治

　　近幾年，江蘇先后進行了20多臺大型國產鍋爐的低負荷穩燃技術改造，總體上取得了良好的效果和經濟效益。但是，在改造過的燃燒器中，有相當一部分存在著燒損、變形的問題。鍋爐燃燒器的損壞，不僅會增加檢修費用和檢修工作量，而且對鍋爐的安全運行構成嚴重威脅，破壞了爐內燃燒工況，也易帶來水冷壁結焦和高溫腐蝕等問題，使鍋爐運行的安全性和經濟性受到影響。為此需采取必要的措施，以保證燃燒器的安全運行。

　　下面以某發電廠2號爐為例分析燃燒器燒損原因，并提出解決對策。

　　12號爐設備概況及燃燒器燒損情況

　　2號爐系上海鍋爐廠70年代設計制造的SG50410-M型單汽包、超高壓、中間再熱、自然循環、固態排渣煤粉鍋爐。呈π型無中間走廊全露天布置。燃燒方式為中間儲倉式、乏氣送粉。在爐膛四角布置直流式煤粉燃燒器，每角布置四層二次風、一層三次風、三層一次風，其布置順序為（從下至上）二、一、一、二、一、二、二、三（作二次風使用）。燃燒器出口氣流在爐膛中心形成600mm的假想反轉切圓。爐膛近似正方形，深8357mm、寬9600mm、高31951mm、容積1871m3，四周采用膜式水冷壁。爐內上部沿煙氣流向布置前屏過熱器、后屏過熱器、對流過熱器。爐頂及豎井轉彎煙道三面包覆管為低溫過熱器。豎井從上至下布置有高溫再熱器、低溫再熱器、省煤器及回轉式空氣預熱器。鍋爐主要設計參數如表1。

　　燃燒器設計參數如表2。

　　該廠在1998年大修中對2號鍋爐燃燒器進行了改造，將中層一次風噴嘴改為濃稀相直流燃燒器�！�1999年小修檢查發現：2號角濃稀相燃燒器燒損嚴重，中間及上部變形、開裂，上二次風噴嘴燒掉；3號角上層一次風噴嘴燒掉。

　　2燃燒器熱態試驗

　　2．1試驗煤種工業分析

　　Mt=6．20，Mad=1．31，Vr=18．55，St=0．84，Qnet，ar=25366J/kg。

　　2．2爐膛溫度測試

　　在125MW負荷工況下，利用爐膛四周及燃燒器的看火孔和打焦孔，用遠紅外輻射高溫儀進行測量。測得的2號爐爐膛溫度為880~1430℃，平均溫度在1220℃，其中1、2、3號角爐膛溫度在同一水平，4號角明顯偏低其它角近200℃。

　　2．3熱態一次風管風速測試

　　在110MW負荷工況下，利用防塵畢托管進行測量，結果如表3。

　　2．4燃燒器出口溫度測試

　　在125MW負荷工況下，利用K型熱電偶在燃燒器出口測得溫度如表4。

　　32號爐燃燒器燒損原因分析

　　3．1爐膛溫度偏高

　　爐膛火焰中心溫度偏高，爐膛高溫煙氣對燃燒器的輻射換熱增強，導致燃燒器噴口壁面溫度增高。這是導致燃燒器燒損的一個原因。

　　3．2爐膛火焰中心偏斜

　　燃燒器熱態試驗結果表明：從四角測得的爐膛溫度和燃燒器噴口的溫度分布明顯不均。爐膛火焰中心偏斜，也會導致燃燒器燒損。從一次風管風速測量結果看，同層四角燃燒器的一次風噴口風速明顯不均，各層噴口一次風速均低于設計值。同層一次風噴口風速偏差大，是造成爐膛火焰中心偏斜的一個原因。一次風速偏差大及一次風速偏低都會導致燃燒器噴口的損壞。

　　3．3運行控制方面的原因

　　3．3．1煤粉著火距離太近

　　3．3．1．1一次風速太小會造成煤粉著火距離太近。在運行中，控制的一次風總風壓太低，就可能造成著火距離太近，從而引起燃燒器噴口的過熱變形直至損壞。

　　3．3．1．2二次風風速太低也會造成著火距離太近，造成燃燒器噴口的損壞。

　　3．3．2煤種變化的影響

　　煤質變好，揮發份提高后，一次風噴口的煤粉著火距離變近，運行人員未能及時調整好一次風和二次風，以適應煤種的變化。

　　3．3．3煤粉細度太細

　　從兩個月的煤質分析報告看，電廠運行煤種的可燃基揮發份在15~23，灰份在25左右，對應控制煤粉細度R90zj應為14．5~21，而運行控制的煤粉細度R90為12左右，造成一次風噴口的煤粉著火距離太近，從而引起燃燒器噴口的過熱變形直至損壞。

　　3．4低負荷運行時上層一次風噴口冷卻不夠

　　在低負荷運行時，未投用的一次風噴嘴，幾乎處于干燒狀態，得不到足夠冷卻，從而造成燃燒器的過熱、變形直至損壞。

　　3．5燃燒器設計方面的原因

　　3．5．1材質方面

　　燃燒器選用的合金鋼材料，不能滿足鍋爐正常運行時燃燒器耐磨損、耐高溫的要求。

　　3．5．2結構方面

　　煤粉濃縮、預熱燃燒器的噴口結構設計不夠完善，在噴口處產生強烈的熱回流造成噴口溫度過高，使噴口過熱變形、損壞。

　　4燃燒器燒損的防治對策

　　4．1改進燃燒器設計

　　4．1．1改善燃燒器結構和防磨性能

　　對煤粉直接點火燃燒器的預熱筒，設計時應對筒壁厚度及內筒長度進行適當改進，選擇優質合金鋼材料，增加防磨耐熱性能。對于煤粉濃縮、預熱燃燒器，設計時應充分考慮燃燒器的耐磨損、預熱室的耐高溫性能。

　　4．1．2上層一次風噴口增加周界風設計

　　周界風可以起到這樣的作用：高負荷時，周界風是開的，此時周界風的作用是加強一次風強度，防止煤粉擴展而沖刷周圍水冷壁，并及時補充燃燒所需氧量；周界風的存在也削弱了水冷壁附近的還原性氣氛，避免水冷壁發生高溫腐蝕；在低負荷時，可以滿足在停用1臺排粉機時，上層一次風噴口的冷卻要求，防止燃燒器的燒壞。根據江蘇省電廠鍋爐燃燒器調研情況看，在高負荷時，投運周界風還可有效地控制燃燒器的煤粉著火距離。

　　4．2確保爐膛設計切園正確

　　利用停爐機會，檢查燃燒器的安裝角度，確保爐膛設計切圓的正確。做好2號爐一次風速的冷、熱態的調勻試驗及二次風的冷態擋板特性試驗，保證爐膛火焰的中心不偏斜。

　　4．3加強運行控制調整

　　4．3．1運行人員應及時掌握入爐煤種的變化，根據煤質分析報告，相應調整好制粉系統的運行，保證煤粉細度在最佳范圍。

　　4．3．2鍋爐運行人員應經常觀察煤粉的著火情況，控制煤粉的著火距離離一次風噴口出口約500~800mm。根據煤粉濃縮、預熱燃燒器的壁溫情況及時調整補氣門的開度。

　　4．3．3運行人員在高低負荷工況時，都應調整好爐內燃燒，調整好一次風、二次風的配比，保證爐膛火焰不偏斜。

　　4．4重新進行燃燒器設計計算

　　針對目前煤種比原設計煤種要好的情況。重新進行燃燒器設計計算。新設計燃燒器時，應考慮適當減少一次風噴口面積，提高一次風噴口風速至25~28m/s。燃燒器改造后，要確定合理的燃燒器壁溫熱電偶安裝位置，以便運行中能真正起到監測作用。