旋流燃烧器的改造

（controlled flow/split flame）

CF、SF低NOx旋流燃烧器CF/SF的意思是可控气流和火焰分离（controlled flow/split flame）的英文缩写，这也说明了这种燃烧器的特点。它实际上也是空气分级的双调风燃烧器，通过控制一、二次风的分配和火焰的分离来达到降低NOx浓度的目的。CF/SF燃烧器的结构类似于德国巴威的WSF型燃烧器，如图所示。---------- 一次风煤粉气流从燃烧器的中心管进入后，被分成四股气流由喷口射出。每股煤粉气流各自形成富燃料火焰，这样可以尽量减少风粉的早期混合。在一次风煤粉气流的环形通道内，有可调节气流强度的内套筒，煤粉气流的出口速度和方向均可以通过改变可调内套筒的位置来控制。可调内套筒还可以调节在喷口处的风煤混合，因而可以控制煤粉气流的着火位置及火焰穿透到炉膛内的深度。该燃烧器的内外二次风采用移动式套筒风门来调节，孔板风罩的多孔均风板可以改善和均匀二次风的分配。通过改变内外二次风的各种控制机构可以单独或组合使用，以控制燃烧的着火位置、燃烧速率和火焰在炉膛中的位置，以达到最佳的NOx排放值和碳燃尽率。CF/SF低NOx燃烧器既可以用于新设计的锅炉，也可以用于改装旧有锅炉。自1979年这种燃烧器退出以来，已大量应用于福斯特惠勒的煤粉锅炉上，并在全世界改装了多台墙式燃烧锅炉。运行试验表明，通过多股一次风煤粉气流和内外二次风的合理配合，可以保证在距出口2-3米的范围内，使富燃料燃烧区内的空气量约为理论空气量的60-70%，这可以使NOx的排放浓度降低50-60%。如果燃烧器四周再布置二级燃烧空气时，可使NOx降低75%左右。

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1. 墙式（前后墙对冲）旋流燃烧器布置方式、结构、几种旋流燃烧器的特点。

布置方式：燃烧器布置方式采用前后墙布置，对冲燃烧。前后墙上各布置4层（或3层）燃烧器，每层各有4只（或6只）燃烧器，共32只（或36只、24只）旋流燃烧器。在最上层煤粉燃烧器上方，前后墙各布置1层燃烬风口，每层布置7只（或8只），分为燃烬风及侧燃烬风，共14只（或16只）燃烬风口。

结构：双调风燃烧器由一次煤粉气流喷口、导向器、圆锥扩散器、内二次风调节档板、内二次风导向档板、外二次风调节档板、油枪、火检组成；CF/SF低NOX旋流燃烧器由煤粉切向入口、外套筒、调节内套筒、分割煤粉喷嘴、内调档板、外调档板、移动套筒档板、油枪、火检组成；HT-NR3低NOX旋流燃烧器由一次煤粉气流入口、文丘里管、煤粉浓缩器、内二次风手调套筒、外二次风调风器、稳燃齿、稳燃环、导流环、油枪、火检组成。

几种旋流燃烧器的特点：

A、旋流燃烧器的共同特点是其空气分为三股，即一次风、二次风和三次风（外二次风）：一次风用于携带煤粉进入炉膛，二次风和三次风通过燃烧器内同心的二次风、三次风环形通道在燃烧的不同阶段分别送入炉膛，燃烬风口（AAP）的补充燃料后期燃烧所需的空气。通过射流旋转形成轴向中心回流区以实现稳燃，通过空气在燃烧的不同阶段送入，在单个燃烧器区域实现单个燃烧器的分级燃烧，在整个炉膛中形成燃烧室分级燃烧，抑制NOX的生成并促使煤粉燃尽。

B、双调风燃烧器的特点是利用圆锥扩散器实现煤粉浓度分布均匀，一次风为直流，内二次

风为旋流，通过调节档板调节风量，通过导向档板调节旋流强度，外二次风为旋流，通过调节档板调节内、外二次风风量比例和调节旋流强度。

C、CF/SF低NOX旋流燃烧器的特点是煤粉气流沿切向进入一次风套筒，轴向移动燃烧器的可调内套尖端，可以调整着火位置及火焰形状，内外二次风均为旋流，通过内调档板、外调档板调节内外二次风流量比及旋流强度，二次风量通过电动套筒档板（有均流孔板）调节。

D、HT-NR3低NOX旋流燃烧器的特点是利用煤粉浓缩器实现煤粉浓缩，与稳燃齿、稳燃环一起提高低负荷稳燃能力，内二次风为直流，风量较少，通过内二次风手调套筒调节风量，外二次风为旋流，通过外二次风调风器调节风量及旋流强度。

2. 炉膛结构设计三个因素。

A、炉膛容积应足够大，使燃料完全燃烧，并具有足够的受热面，为增大煤种的适应性，炉膛尺寸加大，即炉膛容积热负荷值qv取得较小。

B、需将NOx的生成量限制到可被接受的程度。

C、应使烟气流量保持均匀，使炉膛出口温度维持稳定。

炉膛容积热负荷：指单位时间相当于单位炉膛容积的燃料带入热量（KW/M3）。对于一定参数、一定容量的锅炉，qv值取得小，炉膛容积就大；qv值取得大，炉膛容积就小。炉膛容积过小，燃料在炉内停留时间短，不能保证燃料的完全燃烧，同时能敷设水冷壁的面积小、炉温高，易引起结渣；炉膛容积过大，炉内温度低，对低负荷稳燃及燃尽不利，还增加了金属消耗量。qv值的合理选用，主要根据燃料特性，特别是挥发分含量的高低，以及排渣方式来确定：挥发分低的无烟煤，qv值应取小一些，炉膛容积可大一些，延长燃料在炉内的停留时间，以促使煤粉燃尽及降低炉膛出口温度。

炉膛断面热负荷：指单位时间相应于单位炉膛断面积的燃料带入热量。相同的炉膛容积热负荷下，断面热负荷大则炉膛为瘦长型，容易获得较高的炉膛充满程度，利于稳定着火，但易引起气流刷墙结焦。

燃烧器区域热负荷（燃烧器区域壁面热负荷）：单位时间相应于燃烧器区域容积（单位壁面积）的燃料带入热量。燃烧器区域热负荷越大，燃烧器喷口越密集，炉内温度分布越集中，利于稳定着火，但易导致结焦及NOX生成量增加。

3. 锅炉结焦的原因，危害。

锅炉结焦的原因：

⑴内因：灰的成分及其熔化特性。

⑵外因：①燃烧器设计不合理，炉内空气动力场不良，火焰冲刷水冷壁。

②炉膛热负荷过高，使燃烧区温度过高。

③炉膛过量空气系数过低或气粉混合不良造成局部有还原性气氛，而使灰熔点降低。

④锅炉超负荷运行，使炉内温度热负荷过高。

⑤吹灰不及时或锅炉长期失修。

⑥燃烧工况不良，火焰偏斜冲墙或火焰中心上移。

锅炉结焦的危害：

⑴、引起汽温偏高。

⑵、破坏水循环。

⑶、增大了排烟损失。

⑷、使锅炉出力降低。

⑸、影响锅炉正常运行。

如何防止结焦：

⑴、防止受热面壁温过高：保证炉内风粉射流动量均衡，减少射流偏斜，防止气流刷墙；控制锅炉不超负荷运行。

⑵、防止炉内生成过多还原性气体：保持合理的炉内空气动力工况，各燃烧器风粉比均衡，防止个别燃烧器煤粉浓度过高缺风，出现还原性气体。

⑶、做好燃料管理，保持合适煤粉细度：固定煤种，清除石块，保持合适的煤粉细度，不使煤粉过粗导致火焰中心上移，引起炉膛出口结焦。

⑷、做好运行监视：密切注意炉内燃烧工况，及时清理结焦，严格执行定期吹灰制度。

⑸、采用不同煤种掺烧：掺烧高熔点结晶渣型煤种。

4. 对流式、辐射式受热面的工作特性和布置方式。

对流过热器：此型过热器布置在锅炉的对流烟道中，依靠对流和管间辐射传热。按结构可分为垂直式及水平式两种。对流过热器的工作特性是：过热汽温随锅炉负荷增加而升高。这是因为当负荷增加时，烟气温度上升；同时烟气和蒸汽流速加快。这样就使烟气与水蒸气之间的温度差及对流传热系数都增大，使传热量增大。增大的这部分热量，使蒸汽温度提高，其值远大于因蒸汽量增加对汽温降低的影响。

辐射式过热器：它布置在炉膛四周的墙上或炉顶，作为一个独立的辐射受热面，吸收炉膛的辐射热。由于它的热负荷很高传热效果好，故能节省受热面金属。但其工作条件差，应特别注意防止被烧坏。辐射过热器的工作特性是：过热汽温随锅炉负荷增高而降低。当负荷增加时，炉膛火焰温度提高不多辐射吸热量因此增加也不多，由此对汽温增高的影响，比不过蒸汽流量增加使汽温降低的影响。

半辐射过热器：半辐射过热器常做成屏状，故又称屏式过热器。屏式过热器悬挂于炉膛出口，吸收烟气的对流和辐射传热，但以对流为主。故其工作特性近似于对流过热器。其汽温随负荷增加而增高，但随负荷增加汽温的上升趋势比较平稳。屏式过热器可降低炉膛出口烟温，对防止对流过热器结焦有利。但它处于高烟温区又受到炉膛火焰的热辐射，因此，工作条件较差。设计、运行不当，容易超温烧坏。由于辐射过热器和对流过热器的工作特性恰好相反，设计过热器时，如果使辐射过热器与对流过热器的吸热量比例保持适当(满负荷时，辐射过热器吸热量占总吸热量的40一60)，则可得到比较平坦的汽温－负荷变化曲线。

布置方式：

⑴、传热方式分：对流、辐射、半辐射

⑵、烟气流向：顺流、逆流、混合流

⑶、布置方式：立式、卧式

⑷、排列方式：顺列、错列

5. 过热器、再热器产生热偏差原因。

热偏差产生原因：

⑴锅炉受热面的吸热不均。结构不均；运行工况（火焰偏斜、残余旋转）；受热面污染（积灰结焦、结垢）。

⑵流量不均又称水力不均。结构不均。

减轻热偏差措施：

①分级并进行级间混合，级间交叉流动。

②采用螺旋水冷壁管。

③管子与联箱采用多管引入引出连接方式。

④减少屏前烟气空间尺寸，用定位管防止屏的摆动。

⑤均衡并列各管长度和吸热量，增大部分管段直径，减小阻力：每片屏分组；内外管圈交叉布置；采用不同直径和壁厚的管子；采用反L型分隔屏。

⑥减少炉膛出口烟气残余旋转，减少烟温偏差：炉膛上部加装分隔屏；部分二次风反切。

运行措施：设备投产或大修后，必须做好炉内冷态空气动力场和热态燃烧调整试验；在正常运行时应根据锅炉出力要求，合理投运燃烧器，调整好炉内燃烧；烟气要均匀充满炉膛空间，避免产生偏斜和冲刷屏式过热器；尽量使沿炉宽方向烟气流量和温度分布比较均匀，控制水平烟道左右烟温偏差；及时吹灰，防止结渣积灰引起受热不均。

6. 飞灰可燃物大与哪些因素有关，如何调整。

飞灰可燃物与下列因素有关：燃烧方式、燃料性质（挥发份、水份、灰分、固定碳含量）、煤粉细度、炉膛结构（适当的高度及容积、喷燃器结构及布置）、锅炉负荷（过高来不及燃尽，过低则炉温低不易燃尽）、运行工况（炉温、过剩空气系数、风粉配比及风速调整）、运行操作等。

运行调整措施：

1）、合理控制氧量，保持最佳过量空气系数。

2）、及时掌握煤质变化，合理配掺。

3）、保持煤粉经济细度，做好运行观察、分析、检测，保持制粉系统良好运行。

4）、做好燃烧配风调整，适当降低一次风压，提高一次风温，控制适当着火点；调整好一次风、二次风的配比和风速，可适当提高二次风速，确保良好扰动和混合，并保证火焰充满炉膛且不偏斜。

5）、优化设计，运行中合理投停燃烧器，减少炉膛漏风，保证适当高的炉膛温度。

6）、延长燃烧时间，适当降低炉膛负压，延长停留时间；通过合理配风降低火焰中心。7）、加强设备消缺，保证设备健康状况。

7. 600MW超临界直流锅炉有哪些保护。

（1）OFT保护（启动油OFT和点火油OFT）。

（2）RB保护。

（3）锅炉汽水系统防超压保护：过热器机械安全门定值为29.19、30.38、31.57、32.76Mpa；再热器机械安全门定值为5.37、5.44、5.51Mpa；过热器PCV阀定值为2**、28.0Mpa。

（4）FSSS炉膛吹扫联锁保护：在锅炉MFT动作后，未经过吹扫闭锁点火，目的在于防止炉膛爆燃。

（5）MFT保护：

1) 炉膛压力高+2000Pa“三取二”延时3秒。

2) 炉膛压力低-2000Pa“三取二”延时3秒。

3) 给水流量低≤280T/h“三取二”延时20秒。

4) 给水流量极低≤240T/h“三取二”延时3秒。

5) 锅炉风量低<25%BMCR“三取二”延时3秒。

6) 两台吸风机全停。

7) 两台送风机全停。

8) 两台空预器全停延时15秒。

9) 给水泵全停延时3秒。

10) 两台一次风机全停：负荷≥30%且有任一煤组在运行，或负荷<30%且有任一煤组在运行且无油组运行。

11) 丧失火检冷却风：火检冷却风母管压力≤1.5Mpa（低三值），“三取二”延时10秒。

12) 全部燃料丧失：任一油组启动后，所有煤燃料失去且点火油失去且启动油失去。

13) 全炉膛火焰丧失：任一油组启动后，所有油组无火和所有煤组无火。

14) 水冷壁出口壁温高：左侧墙水冷壁出口管壁温度高“五取三”延时2秒；右侧“五取

三”延时2秒；前墙“七取四”延时2秒。

15) 水冷壁出口集箱给水温度高“三取二”延时10秒。

16) 再热器保护：a、高压主汽门或调门全关后高旁仍未投入；b、中压主汽门或调门全关后低旁仍未投入。若燃料量≥30%，且有油燃烧器启动，延时10秒动作；若有任一煤燃烧器组运行，则不延时动作。

17) 汽机跳闸：当负荷≥30%时汽机跳闸，或负荷<30%时汽机跳闸延时60秒后高旁或低旁仍未投入。

18) 发电机跳闸。

19) FGD故障动作锅炉“三取二”延时3秒。

20) 手动MFT按钮。

8. 600MW超临界直流锅紧急停炉的条件，紧急停炉的操作。

锅炉紧急停运条件：

1) MFT应该动作而拒动时。

2) 锅炉承压部件、受热面和管道爆破难以维持运行。

3) 所有锅炉给水流量表计损坏，不能正常监视锅炉上水流量。

4) 炉墙发生裂缝或钢架、钢梁烧红。

5) 尾部烟道发生二次燃烧或排烟温度急剧升高超过200℃。

6) 锅炉压力升高超过设定值而所有安全阀拒动，PCV阀手操开启无效。

7) 高压、中压安全阀动作后不回座，造成主、再热器蒸汽压力下降，补水量不足以维持运行时。

8) 炉膛内或烟道内发生爆炸，使设备遭到严重损坏时。

紧急停炉步骤：

1) 机、炉、发变组发生任一紧急停运条件满足，应立即手动按下相应“紧急跳闸”按钮，检查锅炉、汽机、发电机联锁动作正确。

2) 锅炉MFT之后，应检查所有油枪退出、所有燃油进回油快关阀关闭，给煤机和磨煤机跳闸，所有给水泵跳闸，过、再热减温水自动关闭，否则手动将其停运。

3) 若吸、送风机未跳，应将锅炉总风量调至30-40％BMCR工况的风量，吹扫5分钟。如风机跳闸，开启风烟挡板自然通风15分钟后，应启动送、吸风机对炉膛进行吹扫。若短时间不点火，吹扫后停送、吸风机，保持锅炉在热备用状态。如因尾部烟道或空预器发生二次燃烧停炉，则不应吹扫，停运风机进行能够灭火，灭火结束后启动风机彻底吹扫。

4) 做好停炉后的检查监视工作，根据情况点火恢复。

9. 600MW超临界直流锅停炉后的保养。

锅炉停运后的腐蚀主要是氧化腐蚀，来自于水中的溶解氧及外界漏入的氧。

干法保护分为：充氮保护法、余热烘干法、钝化加热炉放水法和干空气吹扫法。大容量锅炉实施困难，较少采用。

湿法保护分为：氨-联胺保护法（辅以氮压保护法）：联胺是还原剂；氨用于调节PH值，保持水的碱性；在未充水的部位充氮防止氧气进入。

气体保护：氮气置换法、充氨保护法。

10. 熟悉中速磨和双进双出磨煤机（重点学习）的规范、结构、工作原理。

中速磨：

规范：正压直吹式制粉系统，转速50-300R/MIN，分碗式磨、MPS磨、E型磨。例HP983：3个磨辊、8为偶数表示浅碗磨、98英寸。600MW锅炉采用6台中速磨，分别与6层燃烧器对应，制粉能力在锅炉BMCR下5运1备，每台磨煤机的制粉量为按锅炉设计煤种计算制粉能力的80％，尚有20％的制粉裕量。

结构：由下部磨煤机机体及上部煤粉分离器组成，分别由落煤管、叶轮传动装置、行星齿轮减速器、文丘里管、弹簧加载装置、磨碗、磨辊、风环、密封空气管、石子煤排出口及分离器体、内锥体、折向门调节装置、排出阀等组成。

工作原理：原煤由中心落煤管送入磨碗，在离心力作用下向磨碗周缘移动形成煤层，三个磨辊相隔120度布置，磨辊与磨碗之间保持一定的间隙而无直接接触，磨辊利用弹簧加压装置对煤层施以必要的研磨压力，利用压碎和研磨两种原理实现磨煤，磨出的煤粉因离心力沿磨

碗周缘溢出，被热风携带依次经过三级分离至合格的煤粉后送至燃烧器，粗粉回到磨碗继续研磨，石子煤及金属物沿磨碗周缘落入石子煤收集斗内，定时排出。

优点：运行可靠、维修方便、制粉单耗小、金属磨损少、使用寿命长、应用广泛、传动机构集中润滑、煤粉细度均匀性且可作线性调节、能对高含水煤进行干燥。

双进双出磨：

规范：正压直吹式制粉系统，转速15-25R/MIN，低速磨。例D-10-D：功率1118KW、转速17.2R/MIN、给煤机2台、对应燃烧器数量4只（或6只）、出力68T/H、出口温度66.5度、公用一次风机，600MW锅炉配置6套。

结构：按粗粉分离器与磨煤机可有整体布置（结构紧凑、分离性能差）和分体布置（结构复杂、因重力分离使分离效果好，细度易控制、对高水煤可预干燥），由减速箱、分离器、热风管道、煤粉出口管道、落煤管、螺旋输送装置、中心管、主轴承、磨煤机筒体、给煤机、混料箱、钢球、传动装置等组成。

工作原理：热风经磨煤机两端中心布置的空气管进入筒体，原煤由落煤管进入分离器底部并与分离出的粗粉混合，进入空气管与分离器耳（枢）轴间的环形通道，依靠与筒体一起转动的螺旋输煤器由下部旋转带入筒体，磨制后的煤粉仍通过环形通道再进入分离器，分离（离心）后的合格煤粉经一次风管送入燃烧器，粗粉返回磨煤继续研磨。

优点：

1) 可靠性及可用率高。

2) 与中高速磨相比，维护方便、维护费用省。

3) 能长期保持恒定的容量和要求的煤粉细度。

4) 能磨制硬煤及磨蚀性强的煤。

5) 有较大的储煤量及制粉裕量，在较宽的负荷范围内有快速反应能力。

6) 对煤种适应性强，使用周期长。

7) 能保持一定的风煤比。

8) 低负荷时能增加煤粉的细度。

9) 无石子煤排放。

10) 灵活性高，可半侧运行。

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