〔关键词〕锅炉燃烧器烧损防治

　　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，总体上取得了良好的效果和经济效益。但是，在改造过的燃烧器中，有相当一部分存在着烧损、变形的问题。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。为此需采取必要的措施，以保证燃烧器的安全运行。

　　下面以某发电厂2号炉为例分析燃烧器烧损原因，并提出解决对策。

　　12号炉设备概况及燃烧器烧损情况

　　2号炉系上海锅炉厂70年代设计制造的SG50410-M型单汽包、超高压、中间再热、自然循环、固态排渣煤粉锅炉。呈π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，每角布置四层二次风、一层三次风、三层一次风，其布置顺序为（从下至上）二、一、一、二、一、二、二、三（作二次风使用）。燃烧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8357mm、宽9600mm、高31951mm、容积1871m3，四周采用膜式水冷壁。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。锅炉主要设计参数如表1。

　　燃烧器设计参数如表2。

　　该厂在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。　1999年小修检查发现：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。

　　2燃烧器热态试验

　　2．1试验煤种工业分析

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

　　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，用远红外辐射高温仪进行测量。测得的2号炉炉膛温度为880~1430℃，平均温度在1220℃，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

　　在110MW负荷工况下，利用防尘毕托管进行测量，结果如表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如表4。

　　32号炉燃烧器烧损原因分析

　　3．1炉膛温度偏高

　　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。

　　3．2炉膛火焰中心偏斜

　　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，各层喷口一次风速均低于设计值。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

　　3．3．1．1一次风速太小会造成煤粉着火距离太近。在运行中，控制的一次风总风压太低，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。

　　3．3．1．2二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，挥发份提高后，一次风喷口的煤粉着火距离变近，运行人员未能及时调整好一次风和二次风，以适应煤种的变化。

　　3．3．3煤粉细度太细

　　从两个月的煤质分析报告看，电厂运行煤种的可燃基挥发份在15~23，灰份在25左右，对应控制煤粉细度R90zj应为14．5~21，而运行控制的煤粉细度R90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，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燃烧器设计方面的原因

　　3．5．1材质方面

　　燃烧器选用的合金钢材料，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结构方面

　　煤粉浓缩、预热燃烧器的喷口结构设计不够完善，在喷口处产生强烈的热回流造成喷口温度过高，使喷口过热变形、损坏。

　　4燃烧器烧损的防治对策

　　4．1改进燃烧器设计

　　4．1．1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，设计时应对筒壁厚度及内筒长度进行适当改进，选择优质合金钢材料，增加防磨耐热性能。对于煤粉浓缩、预热燃烧器，设计时应充分考虑燃烧器的耐磨损、预热室的耐高温性能。

　　4．1．2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：高负荷时，周界风是开的，此时周界风的作用是加强一次风强度，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，防止燃烧器的烧坏。根据江苏省电厂锅炉燃烧器调研情况看，在高负荷时，投运周界风还可有效地控制燃烧器的煤粉着火距离。

　　4．2确保炉膛设计切园正确

　　利用停炉机会，检查燃烧器的安装角度，确保炉膛设计切圆的正确。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，保证炉膛火焰的中心不偏斜。

　　4．3加强运行控制调整

　　4．3．1运行人员应及时掌握入炉煤种的变化，根据煤质分析报告，相应调整好制粉系统的运行，保证煤粉细度在最佳范围。

　　4．3．2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。

　　4．3．3运行人员在高低负荷工况时，都应调整好炉内燃烧，调整好一次风、二次风的配比，保证炉膛火焰不偏斜。

　　4．4重新进行燃烧器设计计算

　　针对目前煤种比原设计煤种要好的情况。重新进行燃烧器设计计算。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。燃烧器改造后，要确定合理的燃烧器壁温热电偶安装位置，以便运行中能真正起到监测作用。