燃烧器系统

制作：2004年600MW集控全能值班员培训教材燃烧器系统燃烧器结构燃烧器原理及配风火检设置燃烧器运行600MW集控全能值班员培训教材简目二期锅炉采用IHI－FW型的双调节漩流式燃烧器，由于油枪布置的不同，位于最底层的E、F层的燃烧器带有低负荷油枪，而其它层的燃烧器不带低负荷油枪。燃烧器主要有一支点火油枪、二个火焰检测器，一个煤粉喷嘴及有关的配风装置等组成。煤粉燃烧器的布置布置三层前后墙对冲布置数量(只)24容量(kg/s)3.78EF层标高(m)26.5BD层标高(m)30.4AC层标高(m)33.0燃烧器结构600MW集控全能值班员培训教材双调节燃烧器也称低NOx燃烧器，其主要作用就是使燃烧过程按类同二段燃烧的方式进行，达到抑制NOx和SOx发生量的目的。燃烧器出口的二次风被分成内、外二股入炉。二次风风箱中的热空气通过外二次风叶片进入燃烧器，然后又分成两路，里面一路通过内二次风叶片作为内二次风进入炉膛，而外面部分作为外二次风直接进入炉膛。燃烧器的结构如下图所示：图中，外二次风叶片的控制方式已作修改，原外二次风叶片通过一电动马达来驱动，而且根据燃烧器等的投运情况进行开关，现已改成手动设置的方式。一般该叶片的开度通过燃烧调整确定后不作改变。600MW集控全能值班员培训教材燃烧器结构（续）燃烧器结构图600MW集控全能值班员培训教材燃烧器布置图600MW集控全能值班员培训教材B1D4D3D1D2E1E2E4E3低负荷油枪和点火油枪F1锅炉前墙C1C2C4C3点火油枪点火油枪A1B4B3B2F层燃烧器F3F2F4A层燃烧器B层燃烧器锅炉后墙A2A3A4E层燃烧器D层燃烧器C层燃烧器在采用旋流燃烧器的锅炉中，每个旋流燃烧器都是一个基本独立的火焰，燃烧过程都在近燃烧器出口的区域基本完成，为使过程按二段燃烧的方式进行，就需在每个燃烧器的火焰区域都形成燃料过浓和过稀区域。将二次风分成风量和旋转强度分别可调的两股，其目的就在于使内二次风与煤粉的混合与内、外二次间的混合可以分别控制。煤粉气流因与内二次风的混合而被带动旋转，形成回流区抽吸已着火前流的高温介质，构成一个燃料浓度高的内部着火燃烧区域。这一区域内的燃烧工况可通过内二次风的旋转强度和风量即内二次风叶片进行调节。外二次风与内二次风及煤粉气流的混合使在内部燃烧区域的外缘构成一个燃料过稀的燃烧区域，燃烬过程随着两者的混合而进行与完成，混合过程也可通过外二次风叶片的开度进行控制。NOx和SOx的生成同样因为内部燃烧区域的氧浓度低而得到抑制，也同样因外部燃料过稀区域中温度相对较低而电动抑制。燃烧器原理及配风600MW集控全能值班员培训教材配风器为低负荷油枪和煤粉燃烧器投运时提供二次风。配风器由外二次风叶片和内二次风叶片及其驱动装置组成。外二次风叶片由一个电动马达来进行操作（已改成手动设置），而内二次风叶片由手动来调节。外二次风挡板开度的大小主要控制旋流强度和扩散角，关小外二次风挡板，可提高二次风旋流强度和扩散角；开大则反之。内二次风挡板开度的大小主要控制着火点的远近，关小内二次风挡板，可提高二次风回流强度，从而缩短着火距离；开大则反之。在整个燃烧器的中心还布置了三次风风管和三次风挡板。三次风来自于每个燃烧器的二次风箱，由手动来调节。三次风的作用是用来冷却煤粉燃烧器和低负荷油枪的头子，并可防止煤粉和飞灰在燃烧器内部积聚下来。锅炉燃烧器配风图参见下图。燃烧器原理及配风（续）600MW集控全能值班员培训教材燃烧器配风图600MW集控全能值班员培训教材F1F2F3F4B1B2B3B4MMMM来自厂用压缩空气来自二次冷风(密封风)A1A2A3A4PPPPPPC1C2C3C4D1D2D3D4E1E2E3E4MM来自厂用压缩空气来自二次冷风(密封风)MMPL边界风L边界风PSAPOAPOAPOAPSAPOAPSAPOAPOAPOAPOAPSAP来自二次热风(过燃风)(过燃风)来自二次热风来自二次热风(过燃风)来自二次热风来自二次热风(过燃风)来自二次热风单只燃烧器配风图600MW集控全能值班员培训教材回流旋流二期锅炉有24个燃烧器，每只燃烧器配置1只检测红外线的检测装置（检测煤粉火焰和低负荷油枪火焰）和1只检测紫外线的检测装置（检测点火油枪火焰）。只要锅炉启动及运行某一时刻点火油枪成功投运数大于等于2对或任一对低负荷油枪投运过或有磨煤机投运过锅炉熄火保护就自动投运。虽然每个燃烧器配置的二个火检探头检测的火焰不同，但在炉膛熄火保护逻辑中只要这二个火检探头有一个探头检测结果为有火就认为该燃烧器有火；二者均无火且持续5s就认为该燃烧器无火。如果某个火检故障，就认为该火检探测结果为无火。当所有燃烧器无火，熄火保护动作触发MFT。火检设置600MW集控全能值班员培训教材二期锅炉同时设有部分失火焰触发MFT的保护。具体如下：投运中的煤燃烧器及低负荷油燃烧器组（这二种燃烧不可能同时在同一层燃烧器进行）有4组及以上检测无火。燃烧器组检测无火即对应的2个燃烧器检测无火。燃烧器检测逻辑同上，无火检测同样需要5s延时。燃烧器组是指A～F层每层按14、23燃烧器分成的组，每层2组。“投运中”的概念是指对应的磨煤机或低负荷油枪投运成功后，未停运或跳闸动作。磨煤机已投运标准：给煤机运行且时间超过2分钟，出口温度大于55℃，对应4个配风器在燃煤位置。火检设置（续）600MW集控全能值班员培训教材燃烧器磨损速率大，蜗壳使用寿命短现象：＃5炉D2燃烧器壳体磨损着火，检查中发现燃烧器蜗壳磨穿，方位为煤粉刚刚开始旋转区域，以后其它燃烧器蜗壳多次发生类似部位。原因：主要原因是一次风流速设计偏高，测算最高达到28m/s，且是切向贴壁旋转冲刷燃烧器蜗壳，而燃烧器蜗壳内护板材料壁厚仅6mm，其耐磨性能又较差。煤粉输送管只有四根，相对来说管径设计偏细，再加上运行中为了控制石子煤中细粉的含量，一次风量控制偏大，导致一次风粉流速偏大；另外，风环通流截面积设计值偏大，导致风环出口向上垂直分速度偏低，极易造成石子煤中细粉的含量增大，迫使运行控制加大一次风量。措施：一次风管与蜗壳接口处加导流板；燃烧器蜗壳内护板采用内衬陶瓷；适当缩小风环通流的截面积，以便在不增加一次风量的前提下提高风环出口一次风垂直向上的分速度，提高其在风环出口的携粉能力；合理调整磨煤机的一次风量，降低煤粉气流的流量和速度，减少对燃烧器涡壳的磨损；运行人员加强监视。燃烧器运行600MW集控全能值班员培训教材燃烧器区域热负荷偏高，易结渣现象：二期锅炉燃烧器区域局部严重结渣，并且伴有经常性塌渣。原因：主要原因是燃烧器区域热负荷水平偏高，同＃2炉相比，单只燃烧器是其1.5倍，且3.5m的燃烧器层距也比＃2炉的4.8低了1.3m。措施：合理配煤掺烧；对风量、氧量及OAP开度合理控制；原则上每周每台机组至少安排一次大幅度的降负荷操作（150MW及以上）；加强就地锅炉结渣观察。燃烧器运行（续）600MW集控全能值班员培训教材谢谢收看，再见燃烧器系统600MW集控全能值班员培训教材