径向浓淡型旋流燃烧器的应用

[摘要]本文通过对燃烧器布置方式的对比改造，以及径向浓淡旋流煤粉燃烧器技术的介绍，论述了该技术在哈尔滨热电有限责任公司#4、5机组（100MW）中的应用，改造成功后其节能降耗达到预期效果。其应用经验对同类型机组具有重要的借鉴意义。

[关键词]燃烧器的布置方式；旋流燃烧器；比较试验

我厂#4、5炉是哈尔滨锅炉厂1978年生产的HG-410/100-6型燃油锅炉,1992年进行油改煤工程改为HG-205/9.8-YM型燃煤锅炉,该炉自93年改造后投入运行就存在着低负荷燃烧不稳定问题,为了解决我厂#4、5炉低负荷稳燃问题,决定采用哈尔滨工业大学热能动力教研室研制的径向浓淡式旋流燃烧器。

一、#4、5炉燃烧器布置方式的选定

我厂#4、5炉改造后锅炉设计煤种为鸡西混煤，可燃基挥发份V=31.34%，低位发热量Q=18.11MJ/Kg，设计炉膛宽度为11990mm，炉膛深度6070mm，炉膛积1326立方米，炉膛出口烟气温度为993℃，由于炉膛容积大，同时6只燃烧器采用两墙布置，炉膛宽度方向较长，两侧墙之间距离过小气流不能充分扩展，因此锅炉无法在低负荷下稳定运行，针对我厂#4、5炉存在的问题和几年来对#4、5炉燃烧器改造的经验，提出两种改造方案，并且由哈工大热能动力教研室试验，建立与我厂炉型相同的试验台，进行空气动力试验。

1．侧墙燃烧器距离拉开布置

为了减少倒三角布置方式下燃烧器之间的干扰，将侧墙燃烧器之间距离拉开，通过试验室试验，扩展角度有所增大，但回流区展角稍小，由乙二醇示踪试验发现气流基本独立流动，下层燃烧器出口气流冲击上层燃烧器出口气流根部的现象基本消除，燃烧器之间相互影响有明显减弱，但并没有彻底消除，效果不够理想，但此方案改造量小。

2．六只燃烧器后墙布置方式

将6只燃烧器分上、下两层布置于后墙，上层布置2只标高为8676mm，下层布置4只燃烧器，标高为6276mm，通过试验，气流间的相互影响很小，消除了相邻气流冲刷燃烧器出口气流根部的现象，燃烧器可单独稳定运行，燃烧器区域气流充满较好，气流无偏斜，无冲刷炉墙的现象发生。

通过两种方式模拟台试验，第二种布置方式，即：六只燃烧器分上下两层后墙布置，气流扩展最充分，出口气流的回流区可达到1D左右，扩展角度达到900C左右，燃烧器间无相互干扰，燃烧器区炉内气流充满度好是最理想的布置方式。

二、#4、5炉径向浓淡式燃烧器改造

我厂#4、5炉燃烧器将两侧墙6只燃烧器和后墙的2只稳燃器拆除，两侧墙水冷壁弯管拆除，更换直管水冷壁管排，后墙原水冷壁管拆除，安装燃烧器喷口处弯管。

三、#4、5炉冷热态试验

我厂#4、5燃烧器改造后，进行了冷热态试验

1．炉内空气动力场试验

(1)对各风管一、二次风管喷口风速的测量，由于各只燃烧器风道行程不同，各部分阻力不同，为了解决各只燃烧器风量分配是否均匀，对二次风出口风速进行了测量，为燃烧调整提供第一手资料。

（2）冷态炉内空气动力场示踪，将燃烧器出口风速控制在自模化区中，同时保持一次风、二次风的动量比与热态运行时相同，利用小飘带进行流场示踪，通过试验测出一、二次风出口风率、风速，一、二次风动量比，测出各只燃烧器出口中心回流区直径一般为1200mm以上，长度一般为1500mm以上，出口气流间无相互干扰，燃烧器可单独独立运行，直流二次风开大、射流扩散角下降，中心回流区有所收缩，有较好的调节特性，能满足热态运行的需要。

2．锅炉热态运行性能试验

（1）锅炉低负荷运行情况

锅炉由冷态启炉之后运行状况良好，可以在低负荷130t/h下连续稳定运行，尤其下排四只燃烧器，火焰明亮无波动现象，由于上层炉膛热负荷较低，上层火焰略有波动，但对整个锅炉稳定运行影响不大，炉内负压稳定，炉膛温度较改造前有所提高。

（2）锅炉满负荷运行的性能试验

#4、5炉在满负荷下运行，进行了锅炉性能试验，满负荷下锅炉运行状况良好，炉内温度，炉膛负压波动小，过热器无超温现象，减温水量不大，试验中采取飞灰和大渣样进行化验分析，飞灰含量为1.82%，大渣含碳量为11.0%由此算得固体不完全燃烧热损失q=1.6%，燃烧效率达98.4%。

#4、5炉燃烧器改造后，通过满负荷、低负荷试验证明改造是成功的，解决了我厂长期以来#4、5炉燃烧不稳，大负荷不能脱油的大问题，同时又为我厂适应电力市场迈出可喜的一步，每年可为我厂节约助燃油50%，在经济运行方面，由于燃烧稳定各参数压红线运行，使机组效率提高。