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生物质锅炉新闻动态
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410t/h锅炉燃烧器烧损的试验研究
发布时间：2013-10-12 09:35 来源：未知
0、前言
近几年，江苏先后进行了20多台大型国产锅炉的低负荷稳燃技术改造。全省稳燃技术改造取得了良好的效果和经济效益。但是，改造过的燃烧器中，有相当一部分存在着烧损、变形的问题，为此需采取必要的措施，以保证燃烧器的安全运行。
徐州发电厂在1998年大修中对2号锅炉燃烧器进行了改造，将中层一次风喷嘴改为浓稀相直流燃烧器。锅炉运行仅1年左右时间，就发现浓稀相分离器磨穿、燃烧器喷口变形、烧塌等形象。1999年小修检查发现：改造后，浓稀相燃烧器烧损严重，中间及上部变形、开裂，部分二次风喷嘴烧掉3/4；2号角浓稀相燃烧器烧损严重，中间及上部变形、开裂，上二次风喷嘴烧掉；3号角上层一次风喷嘴烧掉。锅炉燃烧器的损坏，不仅会增加检修费用和检修工作量，而且对锅炉的安全运行构成严重威胁，破坏了炉内燃烧工况，也易带来水冷壁结焦和高温腐蚀等问题，使锅炉运行的安全性和经济性受到影响。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗�；⒛拘伎帕；怪频纳镏士帕Ｈ剂�，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
1、设备概况
徐州发电厂2号炉，系上海锅炉厂有限公司70年代设计制造的单汽包、超高压、中间再热、自然循环、固态排渣煤粉锅炉。呈Ⅱ型无中间走廊全露天布置。燃烧方式为中间储仓式、乏气送粉。在炉膛四角布置直流式煤粉燃烧器，每角布置4层二次风、1层三次风、3层一次风，其布置顺序为（从下至上）二、一、一、二、一、二、二、三（作二次风使用）。喷燃器出口气流在炉膛中心形成∮600mm的假想反转切圆，炉膛近似正方形，深8 357mm、宽9 600mm、高31 951mm、容积1 871m3四周采用膜式水冷壁，炉内上部沿烟气流向布置前屏过热器、后屏过热器、对流过热器、炉顶及竖井转弯烟道三面包覆管为低温过热器，竖井从上至下布置有高温再热器、低温再热器、省煤器及回转式空气预热器。锅炉主要设计参数见表1，燃烧器设计参数见表2。
2、燃烧器热态试验
2.1试验煤种工业分析结果如下：
2.2炉膛温度测试
在125MW负荷工况下，利用炉膛四周及燃烧器的看火孔和打焦孔，利用远红外辐射高温仪进行测量。测量得到的2号炉炉膛温度范围为880～1 430℃，平均温度在1 220℃，其中1、2、3号角炉膛温度在同一水平，4号角明显偏低其它角近200℃。
2.3热态一次风管风速测试结果
在110 MW负荷工况下，利用防尘毕托管进行测量，结果见表3。
2.4燃烧器出口温度测试
在125MW负荷工况下，利用K型热电偶在燃烧器出口测得温度见表4。
3、2号炉燃烧器烧损原因分析
3.1炉膛温度偏高的影响
炉膛火焰中心温度偏高，炉膛高温烟气对燃烧器的辐射换热的增强，导致燃烧器喷口壁面温度增高，这是导致燃烧器烧损的一个原因。
燃烧器区域壁面热负荷Qr偏高。qr可由下面公式计算：
根据上面公式计算，原设计值qr—L30MW/m3，由于蒸发量的增加导致燃料量增加后，燃烧器区域壁面热负荷提高到qr=1.52MW/m2，这就会导致燃烧器喷口易过热变形、直至损坏。
3.2炉膛火焰中心偏斜的影响
燃烧器热态试验结果表明：从四角测得的炉膛温度和燃烧器喷口的温度分布明显不均。炉膛火焰中心偏斜，也会导致燃烧器烧损。从一次风管风速测量结果看，同层四角燃烧器的一次风喷口风速明显不均，下层一次风喷口风速为21. 9～25. 4mls、中层一次风喷口风速浓侧为9.2～11. 7m／s、淡侧为26～33m/s均低于设计值。中层一次风喷口风速偏差较大，2号角与1号角相差7．Om/s，造成中层一次风切圆变形严重。上层一次风喷口风速在18. 8～23m／s，喷口一次风速低于设计的27m／s。同层一次风喷口风速偏差大，是造成炉膛火焰中心偏斜的一个原因。一次风速偏差大及一次风速偏低都会导致燃烧器喷口的损坏。
3.3运行控制方面的原因
3.3.1 煤粉着火距离太近
(1) -次风速太小会造成煤粉着火距离太近。在运行中，一次风总风压控制太低，就可能造成着火距离太近，从而引起燃烧器喷口的过热变形直至损坏。
(2)二次风风速太低也会造成着火距离太近，造成燃烧器喷口的损坏。
3.3.2煤种变化的影响
煤质变好后，挥发分提高后，运行人员未能根据一次风喷口的煤粉着火距离变近来及时调整好一次风和二次风的控制，以适应煤种的变化。
3.3.3煤粉细度太细
从2个月的煤质分析报告上看，电厂运行煤种的可燃基挥发分在15%～23%变化，灰分在25%左右，对应控制煤粉细度R为14.5%～21%，而运行控制的煤粉细度风。为12%左右，造成一次风喷口的煤粉着火距离太近，从而引起燃烧器喷口的过热变形直至损坏。
3.4低负荷运行时，上层一次风喷口冷却不够
在低负荷运行时，对于未投用的一次风喷嘴，几乎处于干烧状态，得不到足够冷却，从而造成燃烧器的过热、变形直至损坏。
3.5燃烧器结构方面的原因
3. 5.1材质方面的原因
燃烧器选用的合金钢的防磨性能较差、耐热性能较差，不能满足锅炉正常运行时燃烧器耐磨损、耐高温的要求。
3.5.2设计方面的原因
煤粉浓缩、预热燃烧器的喷口设计不够完
善、由于喷口处产生强烈的热回流造成喷口温
度过高从而是过热变形，直至损坏。
4、燃烧器烧损的防治对策
由于造成徐州发电厂2号炉燃烧器烧损的原因是多方面的，为解决燃烧器烧损问题，应从下面几点着手进行：
4.1改进燃烧器设计
(1)改善燃烧器结构和防磨性能。对煤粉直接点火燃烧器的预热筒的筒壁厚度及内筒长度进行适当改进，选择耐热、耐磨性好的合金钢材料，增加防磨耐热性能；对于煤粉浓缩、预热燃烧器设计应充分考虑浓淡燃烧器的耐磨损及预热室的耐高温、耐热性能。
(2)对上层一次风喷口增加周界风设计。周界风可以起到这样的作用：在高负荷时，周界风是开的，此时周界风的作用是加强一次风刚性，防止煤粉扩展而冲刷周围水冷壁，并及时补充燃烧所需氧量；周界风的存在也削弱了水冷壁附近的还原性气氛，避免水冷壁发生高温腐蚀；在低负荷时，可以满足在停用1台排粉机时上层一次风喷口的冷却要求，从而延长燃烧器的运行时间，防止燃烧器的烧坏。根据江苏省各电厂锅炉燃烧器的调研情况，在高负荷时，投运周界风后，有效控制了燃烧器的煤粉着火距离，防止燃烧器的烧坏。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡�。
4.2检查燃烧器安装
可以考虑利用停炉机会，安排进行检查燃烧器的安装角度，确保炉壁设计切圆的正确。做好2号炉一次风速的冷、热态的调匀试验及二次风的冷态挡板特性试验。这样，以保证炉膛火焰的中心不偏斜，切圆大小正确。
4.3加强运行方面的控制调整
(1)运行人员应及时了解入炉煤种的变化，根据煤质分析报告，相应调整好制粉系统的运行，控制煤粉细度在最佳煤粉细度的附近变化。
(2)锅炉运行人员应经常观察煤粉的着火情况，控制煤粉的着火距离离一次风喷口出口约500～800mm。根据煤粉浓缩、预热燃烧器的壁温情况及时调整补气门的开度。
(3)运行人员在高低负荷工况都应调整好炉内燃烧，调整好一次风、二次风的配风，保证炉膛火焰不偏斜。
4.4重新设计燃烧器
针对目前煤种比原先选定改装煤粉直接点火燃烧器和煤粉浓缩、预热燃烧器时的设计煤种要好，新设计燃烧器时，应考虑适当减少一次风喷口面积，提高一次风喷口风速至25～28m／s(锅炉原设计一次风速为27m／s)。燃烧器改造后，要合理设计燃烧器壁温热电偶安装位置，使在运行中能真正起监测作用。
