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邯郸热电厂#10炉燃烧器改造
Burner Reformation of Boiler No.10 in
Handan Cogeneration Power Plant
卢志强，冯文革，解瑞琪
（邯郸热电厂，河北 邯郸 056004）
1 设备概况
邯郸热电厂#10锅炉为单汽包、Π型布置、固态排渣、自然循环煤粉炉，露天布置。燃烧煤种为贫煤，热风送粉。该炉于1990-08-18投产。原设计直流燃烧器分2层布置，每层4只，共8只，炉内为四角切圆燃烧。2级省煤器和2级管式空气预热器交错布置。制粉系统为中间储仓式，配有2台钢球磨煤机,并装有送、引风机各2台。
2 存在的问题
原燃烧器为直流燃烧器，1994-05小修时，将下排改为多功能燃烧器，装有船形钝体,并将油枪改在下一次风口内。1996-03以后，锅炉开始频繁发生水冷壁爆管事故，检修时发现水冷壁因高温腐蚀而严重减薄，且水冷壁及燃烧器结焦严重，为此先后进行了大面积换管。水冷壁高温腐蚀爆管的主要原因如下：煤质含硫量高；燃烧器出口气流扩散角大，造成煤粉火焰刷墙；锅炉尾部烟道漏风大，致使炉膛出口氧量偏低，造成燃烧器区域缺氧燃烧。采取了如下措施：在多功能燃烧器喷口迎风侧加不锈钢板；将切圆直径由600
mm减小为300
mm。但是效果不明显，于是对水冷壁表面采取了喷涂措施，暂时减缓了水冷壁的高温腐蚀与磨损。
3 燃烧器改造
为了解决锅炉存在的上述问题，在2002-05-08郸热电厂对燃烧器进行了改造，全部更换为由某大学研制开发的“宽调节双稳燃煤粉浓淡燃烧器”，见图1、表1，并对尾部烟道的漏风进行了综合治理。
3.1燃烧器的主要特点
a. 在一次风管内加装撞击式连续可调的煤粉气流分离导向装置——扇形挡块，使左右浓淡比在1∶1至1∶7之间连续可调，实现煤粉的浓淡分离。使煤粉在浓侧（向火侧）集中充分燃烧，在背火侧（靠近水冷壁处）形成一层气流保护膜，既防止煤粉气流冲刷水冷壁，又防止水冷壁的结焦。
b. 在燃烧器喷口安装了壁温报警系统，防止在煤质好而风速低时火焰离喷口太近而烧坏喷口。
c. 燃烧器在保持喷口面积不变的前提下，减小了燃烧器的高宽比，假想切圆直径设计为300 mm，二次风口切圆直径仍为原设计值600
mm。原多功能燃烧器喷口尺寸为420
mm×560
mm，现在改为上排424
mm×539 mm，下排424 mm×487 mm，高宽都比原来减小了，从而增加了煤粉气流的刚性，防止由于气流偏斜而刷墙。
d. 一次风口采用波纹稳燃体，增加了扰动及射流卷吸能力，从而提高了其稳燃能力。
e. 整个燃烧器的阻力很小，虽然增加了扇形挡块，但由于采用了流线型设计，阻力也只有100～200 Pa。
f. 在扇形挡块和稳燃体的迎风侧敷设耐高温、耐磨损的陶瓷贴片，延长了设备的使用寿命。
g. 在下一次风口安装新型小油枪（500
kg/h），能够节约50%的点火用油。
3.2燃烧器挡块的作用
燃烧器挡块作用示意图见图2。由图2可以看出，由于一次风管弯头作用，在面对喷口时，#1、#2角左侧为浓侧（背火侧），右侧为淡侧（向火侧）；#3、#4角则相反，左侧为淡侧（背火侧），右侧为浓侧（向火侧）。为此在燃烧器安装时，挡块均装在一次风管的左侧，面对喷口，以便使各角燃烧器的背火侧为淡、向火侧为浓，当然在调整时两侧挡块的推进高度应有所不同。
4 燃烧器改造后的试验情况
4.1锅炉冷态空气动力场试验
为了检查燃烧器的安装状况，掌握燃烧器的运行特性及炉内空气动力工况，对#10炉进行了冷态空气动力场试验。
a. 对一次风在线监测装置进行标定，重新核算标定系数，并折算为风口风速。
b. 将一、二次风速进行调平并调整到模拟值。
c. 在炉内拉十字钢丝，绑切圆，在炉膛中心每隔300
mm绑一短飘带，一次风喷口绑长飘带，做飘带示踪及测试。测试结果表明：炉膛气流充满度较好，实际切圆直径为3
000 mm，比假想切圆扩大了10倍，属于正常范围。由于#2角上排二次风喷口下倾角过大，使切圆中心向左后墙方向偏斜，造成后墙和右墙贴壁风速较大,为5.3～5.5 m/s，且有明显刷墙现象。为此对喷口进行了处理，消除了缺陷。
d. 在仅开2层一次风时，喷口气流较好，基本保持水平状态，没有明显的下倾或上翘，说明燃烧器安装质量较高。
e. 在浓淡分离挡块开度不同时，观测一次风喷口两侧的风速变化。测试数据说明挡块的变化对两侧的风量影响不大。由于弯头和挡块的共同作用，#1、#5燃烧器的淡侧风速普遍大于浓侧，#3、#7燃烧器的浓侧风速普遍大于淡侧，挡块预置在量程的2/3位置。
4.2低负荷试验
在机组启动后进行了锅炉低负荷试验，试验时将上排挡块控制在量程的80%左右，下排挡块控制在100%位置，煤质接近于设计煤种。在110
t/h负荷下,试验持续近3
h，期间锅炉燃烧稳定，炉膛负压及火检波动正常，说明改造后燃烧器能够实现50%的低负荷稳燃。
4.3锅炉热态运行调整试验
通过对锅炉进行一系列的热态优化运行调整试验，锅炉运行状况良好，着火稳定，水冷壁结焦轻微。在看火孔处可以明显观察到煤粉浓淡分离的效果，煤粉挡块阻力不大，对锅炉大负荷运行没有影响。建议在机组负荷降低时，应逐渐开启挡块，调整煤粉浓度，加强燃烧的稳定性。
5 结论
综上所述，#10炉燃烧器改造是比较成功的。目前锅炉运行稳定，煤粉着火迅速，能够实现50%低负荷稳燃，其炉内结焦及壁面腐蚀磨损也有了明显改善。
河北电力技术
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