四角切圓燃燒方式調整心得

徐德強

摘 要：影響鍋爐飛灰含碳量的因素較多，其中氧量影響較大，氧量過高飛灰含碳量會下降但是排煙損失增加，氧量過低，飛灰含碳量降低。根據鍋爐每個角燃燒火焰的顏色來判斷氧量的高低，保證鍋爐恰當的氧量，有效降低飛灰含碳量。

關鍵詞：鍋爐；四角切圓燃燒器；飛灰含碳量；結焦

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.166

1 概述

南京化學工業園熱電有限公司一期3臺220t/h的鍋爐燃燒器采用上下濃淡分離燃燒技術，四角布置，12只燃燒器分三層設置。下、中層煤粉燃燒器集中布置，在主燃燒器上方增加高位燃盡風，高位燃盡風量在25%左右，距上一次風保持較大的距離，燃盡風噴口設計為可上下左右擺動噴口；更換原燃燒器一次風組件及二次風噴口，一次風噴口采用上下濃淡組合方式，二次風噴口面積也相應調整一二次風率及風速仍與原燃燒器設計參數相近。燃燒器由下至上依次為下二次風、下一次風（微油燃燒器）、中一次風、中二次風（加裝貼壁風）、上一次風、上二次風（加裝貼壁風）。在主燃燒器上部有兩層可擺動燃盡風：上燃盡風和下燃盡風。在水平斷面上，一次風射流在爐內形成φ540和φ200的逆時針大小切圓，二次風射流與一次風射流偏置5°，防結渣及降低NOx排放，燃盡風組件布置在兩側墻。

制粉系統：采用中間儲倉式乏氣送粉系統，每臺爐配兩臺TDM290/410型球磨機

2 鍋爐運行現狀

（1）鍋爐在正常運行時，由于空預器兩側換熱元件、風道阻力不同及每個二次風門線性不同，導致每個角二次風門在開度相同的情況下輸出二次風量肯定存在偏差。

（2）制粉系統雖然進行過一次風調平，各一次風風速均勻，但是在實際運行時每一個燃燒器內的給粉量肯定不同，需要的氧量不同，在各個角二次風量相同的情況下，就會存在某個角的氧量富余，飛灰含碳量小，而另一個角氧量不足，飛灰含碳量大的情況出現。

（3）四角切圓燃燒由于煙氣處于旋轉狀態，且四個角二次風速、一次風風速存在偏差，導致爐膛出口兩側煙氣量不同，煙溫偏差較大，對換熱影響較大，容易出現單側主、再熱汽溫偏差。

（4）爐膛氧量充足理論上飛灰含碳量應該降低，但是現在煤炭價格上漲，為了保證公司效率，各電廠都在進行劣質煤摻燒，當鍋爐燃用高熱值、低揮發份的煤種時，煤粉燃盡所需時間較長，氧量過大后，煙氣量大，煙氣流速快，導致煤粉在爐內停留時間縮短，煤粉在爐膛內不能充分燃盡，反而造成飛灰含碳量大，這點對于小容量鍋爐特別明顯。

（5）DCS爐膛氧量顯示受氧化鋯質量、二次風配方方式的影響，顯示與實際值存在偏差，容易失真，如果按照失真的氧量進行經驗調整，會存在偏差。

3 燃燒調整方法

3.1 氧量確定

理論上爐膛火焰的顏色隨著氧量的變化而變化：當氧量充足時，火焰發亮、發白；氧量最佳時，火焰呈金黃色；缺氧時，火焰呈紅色甚至暗紅色；不同的氧量對應的經濟性不同：當氧量富裕時，燃燒火焰發亮、發白，雖然有利于煤粉充分燃燒，但是爐膛燃燒強度高，水冷壁容易結焦、 NOx含量增加，增加了液氨消耗、風機單耗增加、排煙損失增加；氧量過低，火焰發紅，飛灰含碳量明顯增加，爐效降低，雖然風機單耗降低，但是得不償失。

目前國內鍋爐都經過了低氮燃燒器改造，在爐膛總風量不變的情況下，燃燼風風門開度，將直接影響了鍋爐主燃燒區域的風量變化（搶風效應），導致飛灰含碳量和爐膛出口NOx濃度發生變化。在煤種變化比較頻繁的情況下如何確認燃燒區域氧量是否足夠，最直接的方法是根據爐膛中心火焰的顏色來進行氧量判斷，進行送風量和燃燼風風量調整，將主燃燒區域火焰顏色調整為金黃色，然后將此時的氧量作為這個負荷的調整的標準；

3.2 燃燒器四角氧量調整

四角切圓燃燒器，燃燒器布置在鍋爐四個角，當爐膛氧量確定后，打開各角燃燒器看火孔，根據各角燃燒情況進行四個角的二次風調整：

（1）觀察各層燃燒器煤粉著火距離是否滿足要求，如果著火距離過短，為了防止火嘴燒壞，增加該角周界風開度，反之減小周界風開度；同時根據著火距離情況，來判斷一次風速和風溫是否滿足燃燒器冷卻需求；

（2）觀察各層燃燒器煤粉著火火焰顏色，比如#1角中層火焰顏色偏亮，適當關小#1角中層二次風門，反之增加風門開度，以此類推，對各個火嘴對應的二次風門進行微調（各角二次小風門能夠單獨操作的比較容易實現）；

（3）觀察爐膛火焰是否偏斜，是否沖刷爐墻，如果偏斜，可利用燃燼風的左右擺角來進行修正，改變爐膛內煙氣旋轉角度來調整火焰偏差和爐膛出口煙溫差。

3.3 燃燒調整結果總結

（1）通過試驗發現燃燼風開度越大，爐膛出口NOx濃度降低，飛灰含碳量變大，而此時爐膛氧量反而顯示增加，表明很多風量沒有參與到燃燒中，如果此時根據氧量變化減小送風量反而造成飛灰含碳量更大；燃燼風開度降低，爐膛出口NOx濃度升高，飛灰含碳量卻下降，而此時爐膛氧量顯示減少。最終試驗結果表明燃燼風門關小至50%左右，調整送風量使主燃燒區域氧量增加，火焰呈金黃色，脫硝入口NOx從300 mg/Nm3，提高至345 mg/Nm3，降低飛灰含碳量效果明顯，雖然脫硝入口NOx濃度相應會升高，意味著噴氨量成本增加，但是降低飛灰含碳量的經濟性要高；

（2）經過調整后，各個角風量和煤粉匹配，避免了風量的浪費，降低了風機單耗。同時煙氣量的下降，使得煤粉在爐內停留時間延長，更加有利于飛灰含碳量的降低；

（3）正常運行時，爐膛內水冷壁掛焦速度和自然掉焦速度比較均衡，水冷壁清潔程度能夠保持在一定水平，爐膛出口煙溫長時間穩定。當燃用灰熔點低的煤，爐膛容易結焦時，掛焦速度明顯大于掉焦速度，水冷壁吸熱降低，爐膛出口煙溫上升較快，此時適當開大燃燼風開度，降低爐膛主燃燒區域熱負荷，同時調整燃燼風左右擺角，能夠減緩爐膛結焦量。

4 結束語

每日對鍋爐火焰的觀察成了必修課，通過一系列的調整措施，降低了飛灰含碳量，提高了鍋爐效率，同時也降低風機單耗，提高經濟性。

參考文獻：

[1]張永濤.鍋爐設備及系統[M].北京：中國電力出版社，1998.