670th锅炉三次风反切对燃烧切圆的影响及对策

1、670t/h 锅炉三次风反切对燃烧切圆的影响及对策崔方辰，巩汉强中石化胜利发电厂，山东东营 257087 摘要 实施三次风反切的四角切向燃烧锅炉， 在低负荷时因制粉系统启动不当， 或燃烧组织不合理， 存在燃烧切圆反转的可能， 切圆反转会对锅炉的安全稳定运 行带来极大的威胁，本文对胜利发电厂 670t/h 锅炉燃烧切圆反转原因进行了探 析，并提出了解决这一问题的方法。关键词 锅炉 燃烧切圆 三次风反切 制粉系统引言胜利发电厂一期锅炉采用DG670/13.7-8A型超高压中间再热自然循环固态排渣煤粉炉，单炉膛畀型布置，锅炉实际尺寸xxyxz=10880mmx11920mmx42500mm设计燃用晋

2、中贫煤，采用热风送粉， 四角切圆直流燃烧方式， 燃烧器为水平浓淡 燃烧器，一、二次风采用 #1、#3角对冲， #2、#4角逆时针相切，设计切圆的直径 为中736mm为消除炉膛出口的旋转残余，减少水平烟道产生的烟速偏差和烟温 偏差，该厂对#2炉上下三次 风口进行了反切改造，但在2 008年1 0月以来多次发生 炉内 燃烧切圆反转 现象，造成锅炉燃烧状况恶化 ，对机组安全稳定运行造成严重 威胁。燃烧切圆反转的现象及危害燃烧切圆反转发生的条件通过分析发生的燃烧切圆反转过程，发现发生这种情况的时机为锅炉启动 过程中或深度降负荷后恢复正常负荷中。燃烧切圆反转发生时的现象负荷较高时燃烧不稳，火检灯信号闪烁

3、严重，需投油稳燃；甲侧炉膛出口温度高于乙侧， 根据比照分析， 燃烧正常时都是乙侧炉膛出 口温度高于甲侧；就地检查喷燃器的向火面回火减弱， 燃烧差，喷燃器的背火面回火强 于向 火面，燃烧相对较好 ；炉膛负压波动较大；炉内燃烧火焰忽明忽暗，脉动较大。2.3 燃烧切圆反转 的危害#2炉采用水平浓淡燃烧器，在正常情况下炉内气流的旋转方向是逆时针方 向，浓煤粉气流在向火侧，淡煤粉气流在背火侧，当燃烧切圆反转后，旋转方向 改变为顺时针，会对锅炉的安全稳定运行造成以下危害：燃烧稳定性降低。燃烧切圆反转后，会造成淡煤粉和侧二次风在向火侧， 浓煤粉在背火侧，这就违背了浓淡燃烧的基本原理，向火侧着火条件好， 但煤

4、粉 浓度低，着火困难，使得煤粉气流着火推迟，当煤种波动和负荷变化时，对四角 风速以及煤粉浓度均匀性影响较大， 这些因素会引起切圆直径变大， 导致锅炉燃 烧的稳定性下降，容易出现灭火；锅炉运行可靠性降低。 浓侧煤粉浓度较高， 燃烧过程中需要消耗大量氧气， 在反转炉膛中处于背火侧， 容易在水冷壁外表附近形成复原性气氛， 加剧水冷壁 高温腐蚀以及结渣等不良现象， 水冷壁局部超温及局部热流过大， 长期运行会损 坏受热面，使得锅炉运行可靠性降低；炉膛中心弱风区过大，会使炉膛容积利用系数降低；导致炉膛出口烟速、烟温偏差大。炉内燃烧切圆反转同样存在残余旋转， 会造成炉膛出口两侧能量分布不平衡，从而造成烟速、

5、烟温偏差大，对过热器、 再热器工作不利。三次风反切在某些工况下 消旋作用 过大，引起燃烧切圆反转，造成燃烧恶化， 探讨三次风反切情况下的燃烧调整，防止出现上述情况十分必要 。燃烧切圆反转原因分析依据燃烧空气动力学原理， 炉内旋转火焰气流的空气动力工况是由空气动力 学参数旋转动量流率矩决定。 在采用了反切风的复杂流场中， 炉内气流同时受到 反切风及正切风两种射流的综合作用。 利用反切风来消减炉膛出口残余旋转所造 成的烟气偏差。但反切风的影响大到一定时候， 炉内气流出现反旋现象。 通过对 几次切圆反转现象的分析，初步判断造成 #2 炉出现燃烧 切圆反转主要有以下几 个原因。三次风反切 动量 过大是

6、造成炉内 燃烧切圆反转 的主要原因2008 年 10 月以来的几次 燃烧切圆反转 现象都与制粉系统的启停有很大关 系。#2炉制粉系统在 很长一段时间内煤粉细度偏大 （ 比#1炉大 34） ，制粉出 力也比 #1 炉大（#1 炉制粉出力一般为 60t/h 左右，#2 炉制粉出力一般能到达 75t/h 以上 ） ，最近发现，在排粉机挡板开度限制在 50的情况下，磨煤机出力 仍然可以到达 80t/h ，给煤机经常 满负荷运行 ，这说明制粉系统阻力小。从而导 致三次风量过大，同时带粉增加， 进入炉膛后反切动量过大， 当炉内燃烧切圆较 脆弱时（比方负荷较低 、炉启动） ，此时启动制粉系统对炉内扰动较大，

7、 操作不当 会导致炉内 燃烧切圆反转 。喷燃器的投停方式不恰当是造成 燃烧切圆反转 的另一重要原因 三次风反切消旋设计时， 为保证实际效果和保证锅炉燃烧效率与炉膛出口烟 温不受影响，角度选择经过慎重选择。 但在锅炉启动初期或深度降负荷时， 燃烧 器投停方式不合理会使主旋气流 受三次风射流的影响 不能很好形成或发生改变， 而形成燃烧切圆反转 现象，负荷越低喷燃器投停对 切圆的形成 影响越大。就 #2 炉而言， #1、3 角对冲， #2、#4角相切，在升降负荷时，增投喷燃器时应优先投 入 #2、#4 角；停止喷燃器时，先停止 #1、#3 角。在运行中，运行人员对次重视 不够，也会造成 燃烧切圆反转

8、 。3.3 正常运行中就地发现 #2炉二次风偏弱， #2 、#4角尤其明显， 不能很好辅助 燃烧，在一定程度上减少了正切气流的动量， 当三次反切风的动量与正切风的动 量相等或偏大时，会造成整体的燃烧出现反切现象。乏气送粉系统的投用增大了三次风的反切动量，增加了燃烧切圆反转的可 能。所谓乏气送粉是指粉仓的粉通过三次风直接送入炉膛。燃烧切圆反转的预防和纠正 不同的运行调整方式对炉膛出口烟温差和燃烧切圆的形成有较大影响。锅炉 燃烧器反切改造后要根据不同的运行工况 尤其是锅炉启动过程中或低负荷工况 下，运用合理的调整方式， 既要保证燃烧良好， 又要保证炉膛出口烟温差较小， 否则会造成燃烧切圆反转等燃烧

9、恶化的情况发生。燃烧切圆反转的预防运行调整方面由于燃烧切圆反转都发生在锅炉启动初期， 所以启动中的燃烧组织和配风调 整十分重要， 在不启动制粉系统的情况下不会发生燃烧切圆反转现象， 说明启动 制粉系统的时间和上层二次风的配风非常关键，由于负荷较低时启动制粉系统， 上层二次风风量较少， 正切风动量较弱， 遇到较强的反切风动量时无法按照设计 切圆方向旋转， 被三次风射流引向反向旋转， 所以要从运行调整上预防燃烧切圆 反转的发生。1启动制粉系统不能过早； 2合理调整制粉系统的运行方式，控制三次风率，根据炉膛出口烟温正、负 偏差适当改变其工况，当甲侧温度高时， 应开大制粉系统再循环门， 降低三次风 率

10、，当乙侧温度高时，应关小制粉系统再循环门或开冷风门，提高三次风率； 3合理配置上层二次风，当甲侧温度高时，应开大上二次风，以增强正切动 量，削弱反切动量；当乙侧温度高时，应关上二次风，以增强反切动量，削弱正 切动量； 4 升降负荷时，注意喷燃器的投停方式。升负荷时，首先投入#2、#4 角喷燃器；降负荷时，先停止 #1、#3 角喷燃器，可有效保持原来气流方向 。检修维护方面1 利用小修对粗别离进行检查，对内筒、折向挡板等磨损的部位进行挖补， 减少折向挡板的角度， 调整上内锥帽，补充细别离内脱落的衬板可提高别离效果， 减少系统通风量，进而控制三次风量，减少三次风量对燃烧的影响。 2仔细检查喷燃器口

11、及一二三次风口进行，对出现变形、磨损的喷燃器进行 挖补和校正，保证各喷燃器在合格范围之内。 复查三次风喷燃器的角度， 保证三 次风角度在原设计范围内。 3）校对二次风门挡板，发现空行程及挡板操作器指示与就地不符要及时消除。 4）缺陷消除后， 进行空气动力场试验，对一二三次风的切圆情况进行测量，及 时发现偏差，并予以消除。燃烧切圆反转的纠正 燃烧切圆一旦反转在高负荷下难以完成纠正， 只有在负荷较低时调整燃烧工 况才可以完成。 下面结合具体过程介绍纠正方法， 首先停止制粉系统逐渐降负荷 至180MW，燃烧未见好转，逐步 停止#1-4、#3 4、#13、#3 3给粉机，解除 一次风压自动，加大#2、

12、#4角二次总风压，当炉负荷降至130MW寸，观察到火 检灯突然明显好转，炉膛出口温度出现明显变化 ， （ 甲侧温度迅速降低 ，乙侧温 度迅速上升 ） ，撤出油枪后燃烧依然稳定 。逐渐增投给粉机，燃烧稳定，说明炉内逐步恢复正常，当炉恢复负荷200MWV燃烧良好，就地观察着火情况，喷燃器 向火面着火明显好于背火面，说明燃烧已经恢复正常 。效果和效益#2 炉执行防反切燃烧调整措施以来，未发生燃烧反转现象。 每杜绝#2炉发生一次切圆反转现象，可产生如下效益：1、节约燃油产生经济效益按每次发生助燃用油 10 吨计算，一年减少 5 次计算，年节约资金为： 10*6000*5=30 万元。2、锅炉各项参数提高产生的经济效益按每次锅炉效率降低 1%计算，发生时间按照 50 小时计算，年节约资金： 3.474*10-3*2*105*50*800*5=27792 元。3、减少锅炉灭火一次可节约资金 10万元结论采用三次风反切技术的四角切向燃烧锅炉， 为防止发生燃烧切圆反转 现象 ， 应在低负荷启动制粉系统时合理调整制粉系统的运行方式，防止三次风率过大， 同时合理投停喷燃器和配置合适的二次风。采用三次风反切技术的四角切向燃烧锅炉， 发生燃烧切圆反转后，可采取降 低负荷重新组织燃烧的方法