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2 · 《河北电力拄木》l 年掉4期
W” 型火焰锅炉的特点及运行
刑 省电力试验研究所 兰 删
r文摘1 介绍了大型W 火馅锅炉的特点和运行，PAX燃烧器结构特点和性能， 厦
W 型火焰燃烧的控制厦他化， 并对谣型炉燃烧系统的结构和运行特性进行7分析。
【Abst ract1 This paper introduce S the siructure feature and ope ratioa
of large W —flame boilers， p~rformance of PA X bu rners， control aad
optimization of W —flame combustion． The structure and operating
characte ristics of this combus Lion system &re also analyzed．
1 设备概妻
上安电厂2×350MW机组是华能国际电力开发公司成立后的第一批成套设备进口项目，
锅炉系加拿大 ＆W 公司制造，汽轮机、发电机由美国GE公司供货，其它控制及配套设备由意
大利ANSALD0负责。
锅炉为自然循环、W型火焰煤粉炉，设计煤种为25嘶阳泉无烟煤和75嘶寿阳贫煤，其混
煤主要特性：低位发热量0 24147k]／kg， 水份W 一6呖， 灰份A =21．82呖， 可燃基挥
发份 一16．72呖。锅炉主要参数如表1。
襄l W型火焰锅炉主妻参鼓
项 目 单位I最大工况l瓤定工况 项 目 l单位 鼍太工况 定工况
主蒸汽藏t t／h }1190．1 l 1085．1 再热嚣出口温膳 l 。C s39 s39
再热燕汽流量 tth}955．s l 877．8 再热器进口温崖 f ·C 3U 30工
生燕汽压力 MPa l l7．94 l 85 措水强度 C 288 282
再热器进口压力 MPa l 3． l 3．158 l酉 度 l。C l28 l铒
再热器出口压力 MPa l 3．295 l 3．020 二投风温度 l。C 360 3s3
包压力 MPa 1 19．34 1 19．O1 锅炉效率 l 蹦 90．74 90．83
主燕汽蕾崖 。C l 540 s40
锅炉整体布置如图1所示，炉膛高度为42．215米，燃烧室截面积为 ．3mx16．419m，
20个主燃烧器布置在标高27．6米处。在每个主燃烧器下方装有一个三次风喷口(抽出风)和
一个分级风口(二次风)。燃烧室断面热负荷为8．523×10。J／m h，炉膛及辐射受热面面
积为5426米 。
汽水系统的流程为 高加一汽包一顶棚过热器一包墙过热器一一级水平过热器一一级立
式过热器一一级减温一一级过热器二段(屏式)一二级减温一二级过热器一段一二级过热器
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瞄l B＆w 1035／182型煤精垆示意图
二段一汽轮机；再热汽系统：高艇缸排汽一事故喷水一低温再热器(水平段)一高温再热器
一 ‘轮机。主汽温度的调节靠一级和二嘏减温水；再热汽温由位于竖井烟遭的烟气挡板调
节。汽包内径l 676mm、壁厚1 77．8ram：材料为SA299钢， 最大上下壁温差允许到125。c。
2 燃烧系统的组成及特点
2．1 制粉系统的构成
上安电厂1 、2 炉所采用的制粉系统为一次风机中速磨正压直吹系统， 整个稍粉系统
由两台一伙风机、两台三分仓再生空预器、两台密封风机、四台MPS磨，四台8224A型给煤
机、若干风粉管遭以及挡板组成。两台一次风机产生的风， 经暖风器后被分成两部分，其中
大部分被空预器加热成350。C左右的热风，另一部分(压力冷风)直接去磨煤机和密封风机
入口。在磨煤机入口装有冷热风调节挡板、一次风截止挡板和流量调节挡板；磨出．r3每个一
次风管上装有两遭截止挡板，其中一道是摩出口的摆动阗，另一遭是装在一次风管上的刀形
闸板阀(手动)
在每台磨煤机入口风道上装有笛形管风量测量装置， 笛形管产生的差压由微差压变送器
转换成4~20mA的电信号， 经N r90系统计算、修正， 在主控B盘直接显示出一次风量的大
小。由于每台磨的一次风最能连续测量，运行人员可以准确地把握一次风量的大小，将制粉
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系统和燃烧控制在最佳范围内。
2．2 PAX(一次风交换双调风)燃烧器
上安电厂1 、2 炉所使用的燃烧器为B＆W公司开发的新形燃烧器，全称： 一次风交
换双调风燃烧器 ， 如图2所示。这种燃烧器的作用在于在合适的范围内确定一个可靠的着
火点， 及通过煤与空气有控制的混合而达到有效燃烧，有利于提高挥发性物质低的煤种的
燃烧性能。
豳? PAX翌葺s钎器
从磨煤机出1：1来的风粉混合物温度为90。C左右，为了提高一次风温，在靠近燃烧器的
弯头分离器处抽出“稀相 气流(约5O呖空气量和1O嘶粉量)，在主燃烧器下方送入炉膛，
再在弯头分离器后加入50畅左右的高温风(称作增压风)， 将一次风温提高到170。C左右。
通过一次风交换后，使得一次风温大幅度挺高，从而提高了燃烧器的燃烧性能。同时，高温
一次风通过燃烧器喷嘴， 以低流速从中流出而进入燃烧器喉口， 喷嘴的低流速也提高了燃烧
性能。
双调风是指燃烧器的二次风分为内外两部分，用挡板分别控制各自的风量。二次风通过
两个并列空气调节器， 进入燃烧器的内调风和外调风区。进入内调风区的二次风由内调节器
调节， 内调风通道中装有可调式旋流叶片， 可以调整旋流强度；旋转的内二次风离开内调风
风道， 沿着主火焰射流的外绿形成局部的回流区， 这个回梳区可促进燃烧， 并起到稳定靠近
燃烧器喉口的火焰前沿的作用。外调风气流不旋转。内外谰风风量的比例约为3：7左右，
两股气流的动能相差很大 合理地调整内外二次风的风量及内二次风的旋流强度， 一方面可
以实现稳定着火燃烧，另一方面也可降低燃烧产物中的NOx。如果燃烧反斑很剧烈，而且供
氧很充足，就容易产生较多的N0x。因此， 需要把燃烧过程分为两步：当燃烧初期挥发份威
烈燃烧，局部火焰温度很高时，不供给充足的氧气(少给内调风)；在燃烧后期再加入大部
分／,bi~风供燃烬用，此时局部火焰温度下降，从而抑制了NOx的生成。-k燃用着火性能差的
煤种时，可以调节内二次风旋流叶片，提高内二次风的旋流强度，强化内回流区卷吸高温烟
气的能力， 提高局部火焰温度， 从而达到建立一个稳定的内着火区来稳定着火 当燃用易燃
煤种时，调大外调风门开度，减小内调风旋流强度， 使气流轴向速度增大， 火焰刚度增加。
这种低N0x燃烧方法与低挥发份煤燃烧要求不谋而合，因为低挥发份煤的挥发份含量
你t=讶期珲发份燃烧不需很多空气，其燃烧反应释放的能量亦少，若加入大量空气会使燃烧
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温度降低，不利于着火。所以这种双调风燃烧器电适台于烧无烟煤
另外，在主燃烧-NT方4．5米处有一个分级风口(二次风)，额定工况下其通过的风量
约为总二次风的20％左右， 目的也是为了将=次风分段送入，减少NOx，提高燃烧稳定性。
2．3 w型火焰
上安电厂1 、21炉采用的是w 型火焰，亦叫垂直燃烧，其主要特点是；一次风喷口速度
很低，满负荷时仅为)．4m／s，对低挥发份的煤着火非常有利；由于W 型火焰是先下行再折向
上行。增长了火焰行程，增加了煤粉在炉膛内的停留时间。一般炉膛煤粉颗粒在炉内滞留时
间为1．5～2．5秽，而上安w型火焰在炉膛内停留则达4．3秒，有利于煤粉燃烬，减少口 损失。
从运行实绩来看，w 型火焰燃烧稳定性较好，150MW(43％)负荷下能停油稳燃， 且可燃物
亦较低。当然，下炉膛的lO00m。左右的卫燃带对稳燃也起了一定的作用。
但是，w型火焰也有其不足之处， 比如燃烧器不好布置，炉膛尺寸大， 钢材消耗量增
加。20个主燃烧器布置如图3所示。Al组为A磨供给的三个燃烧器iA2组为A磨供给的两个燃
烧器。其它依次类推。由此可见，当一台磨或三台磨运行时沿炉膛宽度方向热负荷分布不均
匀，AC、DB磨这种组台方式热负荷也很不均匀。另外，w 型火焰一般只能在前后墙各布置
一排燃烧器，使炉膛很宽，炉膛形状变得报复杂，增加了设计和制造难度，增多了柄投资
3 W型火焰燃烧的控嗣爱优化
3．1 燃油阶段燃烧的控制
点火初期。为使轻油充分燃烧，二次风量应大一些，两台送风机的动时开度应在3O呼靠～
5O％范围，并尽可能地提高暖风器出口风温 随着二次风温的升高，送风机动叶开度可以逐
渐关小。风量的控制应以油火焰基本不冒黑熵为依据。在2O支油枪全投入，就地浦压为7～
8kg／cm。(0．686~0．785MPa)，二次风温为250~300。C时，只要氧量控制在l3呖～l4呖
范围内，油燃烧就比较正常，火焰发亮，黑烟较步。为了保持尾部受热面的清洁，燃油时应
注意二次风量的控制，让油充分燃烧，并对雾化不好的油抢及时进行处理，尽量提高轻油的
燃烬度。
312 燃煤阶段燃烧的控制 。
3．2．1 燃煤初期燃烧的控制
由于该炉设计上的不足，启动时汽温偏高，过热器壁温超限，初始给煤量不能按 ＆W规
程所要求的3分钟内从零增加到20～25t／h，实际设定初始给煤量仅为lO~lSt肛，所以刚开
始投粉时，煤粉浓度较低。风粉气流不易着火。从1 、2 炉运行实绩来看。风量的大小对煤
粉着火影响很大。并对控制好再热汽温和过热器金属壁温也很关键，所以说投粉初期必须精
心控制好风量。从2 炉试运行过程中的有关记录结果来看。初投粉时一次风量控制在50N
55t／h。增压风控制在10~15tlh，进风机动叶开度为l7呖～l8％， 二次风分风门开度为23和
～ 26％，在这种工况下，煤粉着火容易。再热汽温和壁温亦较容易控制。
3．2．2 二次风量的控翩
由于一次风和增压风都有较为准确的测量系统和控制曲线，二次风量的太小可以从AH
(空预器)入口的氧量中反映出来，运行中二次风量主要根据氧量的大小来调整。关于氧量
构控制。我们根据B＆W提供的热力计算数据，画了一条电负荷与氧量的关系曲线， 如图4
所示。但运行中发现， 当电负荷高于100MW 时。如果增加氧量。一级过热器壁温和减温水
量上升很快，无法按厂家提供的曲线运行。我们认为在100MW负荷以下，氧量或控嗣在5盼
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七B
Al B2 C2 D1
Cl D2 A2 B1
前 墙
圈3 燃浇器布置示意圈
以下， 随着负荷的升高， 氧量可以适当地减小，
围， 可以通过燃烧调整试验获得。
3．2．3 W 型火焰的燃烧优化
＼
＼
＼
＼
D 20 d0 fi0 80 i00
电负荷％
臣4 菹量控 曲提
但最低不能小于3．5％ 。氧量的最佳运行范
从1t、2 炉运行实绩来看，w 型火焰的特点没有充分发挥，燃烧尚未达到最佳状态， 飞
灰可燃物比较高，煤粉着火点滞后。我们认为该燃烧系统设计合理，监测控锕手段齐全，较
容易将燃烧控制在最佳范围。运行中应按 ＆ 提供的曲线控制一次风量和增压风量，采用
过大的一次风和增压风量， 对锅炉的经济运行和燃烧的稳定性都不利；每个二次风箱的风压
指示应准确， 通过控制该风压值，可以使每一磨组各燃烧器的二次风量基本保持一致，有利于
煤粉的稳燃和燃烬；控制好二次风总风量，保持AH入I：1氧量在3．5％N5．5％范围内，让煤
粉充分燃烧，减少g 损失：调整内外调风挡板和旋流lⅡ十片开度，使煤粉着火提前，提高燃烧
的稳定性和燃用无烟煤的能力。
从上安电厂l#、2 炉运行结果来看，当燃用煤质基本保持稳定，应用基低位发热量在
20930kJ／kg以上，可燃基挥发份高于n％时，150MW(43％)负荷能停油稳燃。该工况下，
炉内火焰温度较高，分级风着火处最高火焰温度为1580。C， 燃烧稳定， 飞灰可燃物亦较低。
从燃烧角度出发，如果适当调整燃烧器内外调风的比例和旋流叶片角度，低负荷无油稳燃能
力可望进一步提高。
‘ 结 语
a． 上安电厂1#、2‘炉燃烧系统风温，风压，风量测点齐全，调节挡板，截止档板、手
动挡板设计台理，系统调节性能好，运行人员容易将燃烧控制在最佳范弱。
b． W型火焰炉膛燃烧稳定性好，低负荷时飞灰可燃物比国产200MW机组明显低， 燃
烧效率高。
c． 一次风交换双调风燃烧器使一次风温提高9O。C左右， 有和J于着火 二次风配风可调
性能好， 易于每个燃烧器的燃烧调整；同时， 此种配风方式也大大降低了对环境的污染程度
(指减步了NOx)。
d． W型火焰配合PAX型燃烧器， 再加上分级风的布置及敷设卫燃带， 提高了锅炉对
低厦应燃料的适应船力，特别是低负荷下的稳定性，锅炉不投油助燃可带43％的负荷
e． 由于加拿大B＆w没有设计350MW w 型火焰锅炉的经验，该炉启动过程中汽温严
熏偏高，过热器管壁超温，影响了机组的正常运行
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