煤粉炉的燃烧分析与燃烧器改造
范荣谦，王士林
(山东晨鸣热电股份有限公司，山东寿光262700)
1概述
山东晨鸣热电股份有限公司7号炉(UG-65/3.82-M4）是无锡锅炉厂生产的中温中压、 自然 循环、单汽包煤粉锅炉。燃用煤种为山东淄博贫煤及新汶烟煤（配比2：1），制粉系统采用
钢球磨中间仓储式热风送粉系统，燃烧器为一次风集中布置的直流式燃烧器，采用四角切圆 布置，假想切圆为Φ600mm，该机组于1997年8月投入运行。
自投产以来，锅炉燃烧一直不稳，曾出现三次燃烧器附近水冷壁管爆管现象，并且飞灰、炉渣可燃物含量很高，平均值分别在15．6％和24．8%，低负荷稳燃能力差， 低于额定负荷的70%，必须投油稳燃，并且锅炉热效率低，直接影响安全经济运行。
2原因分析
2．1燃烧器安装质量存在问题
锅炉自投产以来，经过多次冷、热态调整，燃烧工况并没有得到较好的改善，同时燃烧
器附近水冷壁管磨损严重。2000年7月公司委托山东省电力研究院热能工程研究所对7号炉进行冷态试验及炉内空气动力场试验。通过空气动力场试验发现，炉膛中心无明显切圆，炉内空气动力工况较差，风速最高点位于炉膛中心，使燃烧工况组织不良。同时燃烧器安装角度 偏离设计范围，造成燃烧器附近内侧水冷壁管严重磨损。经分析该炉燃烧器在安装质量上存在较大的问题，是造成锅炉燃烧不稳及飞灰可燃物含量高的主要原因。
2．2锅炉使用煤种与设计煤种的偏差
设计煤种为可燃基挥发份Vr＝28％的山东新汶烟煤，设计燃烧器切圆Φ600mm。公司现使 用的煤种是山东淄博的贫煤与新汶烟煤的混煤，可燃基挥发份Vr＝14％左右。因燃烧器安
装问题，实际切圆较小，使炉内火焰不能完全充满炉膛，造成炉膛断面容积热负荷降低，燃 烧强度下降，最终出现燃烧不稳，燃烧不完全。这也是造成锅炉燃烧不稳及飞灰可燃物含量
高的重要原因。
2．3煤粉过粗
使用的煤种对应的煤粉细度为：R200≤0.1%，R90=11～12%，对煤粉细度要求 较高。制粉系统设计出力为10t／h，而运行中实际出力为13～15t／h，正常运行中为节约厂用电，制粉速度较快，通风量较大，使制粉系统在超出力运行，必然造成粉粗且不均匀，尤其
R200数值变化较大（有时甚至达到2．5％）。由于煤粉过粗，造成燃烧不完全，导致飞灰、炉渣可燃物含量较高。
2．4运行调整
运行调整是燃烧好坏的重要因素，要组织起良好的燃烧工况，必须控制好风量及一、二
次风率的配比。但在运行中经常出现：高负荷时氧量控制过小，低负荷时氧量控制过大 ，对燃烧的稳定性有较大的影响；总风压虽然在正常情况下控制1900Pa左右，但经常给粉机 转速不一样，出现给粉机转速高的风管出粉浓，风速低，给粉机转速低的风管出粉稀，风速高，在炉膛发生火焰中心偏斜，局部氧气过剩，局部缺氧燃烧的现象，从表面上看氧量控制较合适，但实际燃烧效果并不好。这也是造成飞灰、炉渣可燃物含量高的一个重要原因。
3改进措施
3．1燃烧器的改造
对炉内空气动力场检测后，通过各种手段重新调整，但运行中飞灰可燃物含量仍然没有降低
多少。2001年5月公司对7号炉进行大修，并对该炉燃烧器进行改造，将“直流式煤粉燃烧器 ”改为“大速差射流型一次风双通道煤粉燃烧器”。该燃烧器主要特点：在同一燃烧器上下侧各有一个一次风口，可保证长期运行不结焦，使高温烟气回流形成连续点火的条件，保证煤粉稳定燃烧；为避免回流烟气使燃烧器两侧壁过热与结焦，控制合理的着火距离，在两侧壁腰部各设腰部风口，由二次风箱接入，既保护了侧壁，又是调节煤粉着火点位置的重要手段；燃烧器端部设有端部风口，以调整因煤的挥发份变化而带来的燃烧工况变化的调节。
这种燃烧器对低负荷稳燃效果非常明显，经过运行试验，最低不投油稳燃负荷为65％左 右的额定负荷，并且飞灰可燃物显著下降，炉渣含碳量明显降低。
3．2煤粉细度调整
结合锅炉大修，对制粉系统进行彻底修整。为解决粉粗的问题：重新调整粗粉分离器挡
板角度，这是降低煤粉细度的主要环节，根据制粉量及分离器的特性，确定挡板角度最佳方 案为32°左右；减少制粉风量，因为粉粗的主要原因是制粉风量偏大；经过多次试验，在保
证制粉系统出力和正常运行情况下，排粉机风门开度由65％下调到50％，再循环风门开度由60％调整为55％。
经过一段时间的调整运行，煤粉细度由R200=0.96%,R90=14.66%调整到R200=0.18%,R90=8.39%左右，完全满足实际运行要求。
3．3燃烧调整
经过燃烧器改造和煤粉细度调整后，针对锅炉特性，进行优化燃烧调整：将一次风速由
原来21m／s提高到24m／s，增加一次风射流的刚性；二次风在正常运行中采用“倒三角”送 风方式，全部改造为电动风门，上二次风门开度提高到95％以上，下二次风门开度45～50％
，同时缩短停磨时间，由原来每班2．5小时减少到2小时，虽增加一些厂用电，但燃烧效率明显提高；重新校正给粉机转速，由入炉煤计量设备显示给粉机转速来校正转速表，根据热
负荷调节给粉量及配风，总风压由1900Pa提高到1950～2000Pa左右，残氧量控制在6～8 %，以实现炉内煤粉完全燃烧；严格控制配煤，保证入炉煤可燃基挥发份Vr＝14～15％。
4结论
7号炉经过燃烧器改造、运行调整后，运行工况稳定，低负荷稳燃效果好，而且提高了锅
炉的燃烧效率5％左右，飞灰及炉渣可燃物含量有了大幅度的降低，由改造前平均飞灰15．6 ％、炉渣24．8％下降到改造后平均飞灰5．1%、炉渣11．5%，完全达到改造的目的，实现节
能降耗。
