改造喷燃器,提高锅炉效率

摘要：四角布置的直流喷燃，由于其燃烧方式是靠四股气流组织的，所以一、二次风量及风速的选择是决定炉膛良好的空气动力工况的基本条件，煤粉浓度局部富集可使析出的挥发份易于与环境氧气达到合适的匹配。向回流区喷入一股煤粉，利用回流，使这股煤粉首先着火，然后通过回流区边界强烈的物质交换，将回流区热量传给主流，从而点燃主流。基于上述思想，建议在喷口中间垂直方向加装“V型钝体”，以利于稳定地燃烧。

关键词：V型钝体 燃烧器 煤粉锅炉 劣质烟煤 稳定燃烧

1.前言

牡丹江佳日热电有限公司的三台炉是北京锅炉厂设计制造的BG75/54－M型锅炉，设计燃用褐煤。燃烧器为四角直流喷燃器，切圆燃烧。假想圆直径为550mm,制粉系统为中间储仓式，配二台250/320钢球式磨煤机，1号炉1989年10月14日投产，2号炉1990年9月26日投产，3号炉1991年1月22日投产，特别是3号炉投产以来，锅炉燃烧一直不稳定，灭火爆燃现象时有发生，并造成了很大的经济损失，以3号炉为例：

炉本体有8个直流煤粉燃烧器，每角二个喷燃器，相间布置3个二次风喷口，机械雾化喷咀设在下二次风口中，制粉系统的乏气为三次风，每角布置一个，置于喷燃器的上部，一次风喷口断面为230×230mm的正方形，上下二次风喷口断面为250×134矩形，中间二次风喷嘴出口断面为230×122mm的矩形，燃烧器设计数据见下表：

改造前喷燃口布置及一二次风喷口布置如下图：

2.存在问题

该炉投产以来，一直存在燃煤工况不稳，燃烧不完全，炉膛出口烟温高，排烟温度高达198℃(设计值为146.6℃)，飞灰可燃物高达9.0以上，炉效率很低。该炉原设计燃用沈北褐煤，燃烧器结构尺寸及送粉管道是按褐煤设计，而实际运行中一直燃用烟煤。燃用褐煤的锅炉与燃用烟煤的锅炉在结构上存在着很大的差别，为此有必要进行核算，以现有设备在不进行较大改造情况下，按鸡西混煤进行校核，一次风喷口风速偏低，由于炉膛出口及水平烟道的烟温过高，常使处在水平烟道的过热器超温爆管，喷燃器及其上部区域四周水冷壁腐蚀严重，致使大面积换管，遭受很大经济损失。

通过冷态空气动力场试验，在配风平衡情况下所测切圆大小及位置为：椭圆轴3000mm,短轴2700mm，略偏向后墙。

3.改造方案

按设计标准当V1＞35%时，烟煤一次风率r1=25－35%，燃烧器为直流式取上限，而一次风管风速范围为22－26m/s方能满足送粉安全的要求，从上述风速计算可见：r1＝30－35%时，一次风管风速小于22m/s，不能满足送粉要求，当r1＝38%时，一次风管风速大于22m/s，虽满足了送粉要求，但一次风率过高，又使着火推迟，燃烧稳定性变差，火焰中心上移，排烟温度升高，从而降低了锅炉效率。特别是在燃用劣质煤时，其不利因素尤为突出，从运行的稳定性、经济性出发，在燃用烟煤的情况下，对一次风管进行改造是很有必要的。

按设计标准推荐，一次风喷口风速范围为24－30%，在上述计算的一次风率范围内，喷口风速低，在不对喷口进行大改造的同时，建议在喷口中间垂直方向加装V型钝体，一方面达到缩小喷口截面积，提高一次风速的目的，另一方面加装钝体后，靠自身回流以利于稳定燃烧。

关于钝体尺寸的计算，一次风喷口风速选取27m/s，一次风喷口截面积为

减小截面积：ΔS＝S10－S1＝0.0529－0.043＝0.0099m2

钝体宽度L＝ mm

其材质可选用耐磨不锈钢Cr35Ni14Si12。材料重为3.8818吨，按3000元/吨计算，合计为11645元，加上人工费合计20000元。

4.改造和效率

通过对喷燃器的改造，改进了燃烧工况，排烟温度会大大降低，从而降低排烟损失，飞灰可燃物的下降，使机械不完全燃烧损失降低，按满负荷运行计算：降低的煤耗，每年可节煤近4000吨，折合人民币480000元。还可以消除过热器的超温，减少爆管的次数，机组可以多供热发电、多节油提高锅炉的效率。

参考文献：

【1】《燃煤锅炉燃烧试验技术与方法》主编：孙学信：中国电力出版社

【2】《锅炉原理计算》 冯俊凯 沈幼庭 科学出版社