莱芜大型燃烧器-中科热能燃烧器公司

关于锅炉燃烧器改进及损坏原因分析

锅炉燃烧器的喉部扩张角为12b，这一角度的选择太小，虽然采用小的扩张角可以使旋流强度*，容易形成一封闭的回流区，但过小的扩张角*了回流区的面积，加长了回流区的长度，使回流区更接近于燃烧器，油嘴喷出的雾化油滴过早进入回流区，因高温缺氧而被分解成炭黑，少部分炭黑被回流区的高温气体带到燃烧器的某些部件表面继续燃烧，造成这些部件的损坏。通过以上分析可知，喉部扩张角过小，加速了燃烧器的损坏。

燃烧器的改进通过对原燃烧器损坏原因分析，吸收日本日立拔伯葛公司所生产160t/h锅炉燃烧器的优点，设计了燃烧器，与原燃烧器相比，它作了以下几方面的改进。加大稳焰器直径取消一次风套筒，加大稳焰器的直径，稳焰器的直径由原250mm加大到370mm，这样不但加大了一次风与二次风的配比，为初期燃烧提供充足的氧气，更重要的是它使一次风与二次风的配比为一恒定值，不会随负荷的改变而改变，有利于操作。

同时，取消一次风套筒，减少了一次风与二次风的阻力，****了旋转气流的旋转强度，有利于形成稳定回流区，便于稳定燃烧。减小稳焰器旋流角参考原2台开工锅炉稳焰器旋流角度，由35b减小到20b左右，叶轮叶片数量由10片增加到15片，可以降低旋流强度，*一次风的轴向速度，使着火中心和回流区外移，减小对燃烧器的损坏。*燃烧器喉部扩张角*了燃烧器喉部扩张角，由原12b*到20b，使得旋流强度减弱，回流区面积减小，回流区外移，减小了对燃烧器的损坏。

锅炉运用燃烧器炉内运行性能剖析

1概述在我国已探明的煤炭储量中，*煤约占15 %.国内电厂主要采用四角燃烧固态排渣煤粉炉来燃用*煤，存在许多问题。国外普遍采用W型火焰燃烧技术燃烧*煤，具有煤粉气流着火条件好，火焰行程长；负荷调节范围大；一、二次风分级送风可降低NO x排放；烟气在炉内作180°转弯，可将10 %～15 %的粗灰粒分离下来，减轻了对流受热面的飞灰磨损；炉膛出口处的烟气温度场和速度场比较均匀，减小了过热器和再热器的热偏差等优点。国外实践表明，W型火焰锅炉固态排渣煤粉锅炉可燃用可燃基挥发分Vr= 4 %～20 %的*煤和贫煤，我国也先后引进了一些W型火焰锅炉。

各国在W型锅炉上采用的燃烧器形式较为多样，主要有旋风分离式燃烧器、缝隙式直流燃烧器、旋流分级燃烧器和PAX型燃烧器等，可分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。W型火焰锅炉在国内投入使用以来，国内部分科研单位对W炉的配风方式进行了研究，但试验研究主要针对于采用直流拱顶燃烧器的W型火焰锅炉。炉内空气动力场通过拱顶一次风、布置在一次风周围的二次风、布置在炉膛前后墙的侧面风及乏气风四种喷口的布置方式及介质的动量来控制。研究结果表明：（1）动量足够大的二次风能有效地压制主气流，****气流短路；（2）分级风动量流率不能太大，以保证拱顶风能够冲向炉膛下部；（3）炉内配风为倒锥形配风方式时可获得良好的炉内空气动力场；（4）拱顶风动量与侧面风的动量比应达到5～7：1.

旋流燃烧器具有调节性能好及管道布置方便等优点，为适应降低NO x排放的要求，又发展了双调风旋流燃烧器，一次风采用直流风，二次风分为内外两层，内二次风为轴向叶片式，外二次风为切向叶片式。这种旋流燃烧器可形成分级燃烧，得到了较广泛应用。本文主要对W型锅炉采用旋流拱顶燃烧器后，炉内的空气动力特性与采用直流拱顶燃烧器的W型火焰锅炉的差别进行试验和分析。

2双调风旋流燃烧器的出口流场采用综合旋流强度作为衡量拱顶燃烧器出口气流旋转强度的指标。定义综合旋流强度注脚1、2in、2out表示直流一次风分别表示各通道的旋流强度、当量直径及面积，其中分别表示外通道和中心通道直径，作为整个燃烧器的定性尺寸。

在设计工况下，拱顶燃烧器的综合旋流强度为，由试验测得其出口实际旋流强度为111.在此工况下，双调风旋流燃烧器的出口流场轴向速度分布，其中横坐标Z向为燃烧器出口轴向，而纵坐标Y向为燃烧器出口水平面的横向方向。拱顶采用旋流和直流燃烧器时炉内流动对比针对上述采用双调风旋流燃烧器的W型模型锅炉进行试验。设计工况下，拱顶动量为侧面动量的3倍，从烟i花示踪试验可以看到，一次风射流刚离开一次风喷口时，射流截面还较小，但经很短距离后，一次风射流截面迅速扩大，整个火焰射程较短，容易形成短路现象造成上炉膛结渣和过热汽温过高。

采用拱顶旋流燃烧器时的炉内速度分布测量结果表明气流在下炉膛上部形成两个对称旋转的漩涡，对炉内燃烧方向是很有利的，可以使高温烟气回流至火焰根部。冷灰斗底部风速较小，为低速反转气流，部分颗粒仍能进入冷灰斗。设计工况下炉内速度分布。

从旋流燃烧器的试验结果可知，在设计工况下，燃烧器出口流场中心的轴向速度是很弱的，高速度区主要集中于远离中心的两侧，速度分布为马鞍形，一次风射流在离开一次风口不远，轴向动量就消耗殆尽，一次风射流被高速旋转的二次风卷入外层气流，整个射流的扩展角较大，一次风下冲深度不足，这与W炉上的实验结果是吻合的。

为观察拱顶动量与侧面动量之比是否是决定W炉内空气动力场的一个准确手段，全关二次风，开大了一次风速以保证拱顶动量不变。发现一次风刚性非常强，下冲严重，形成V形，两股射流在冷灰斗中部相交后，向两侧冷灰斗运动，许多测点速度方向直指冷灰斗壁面且冷灰斗壁面附近速度较大，因此预计此工况下冷灰斗结渣较为严重。此工况下的炉内流场测量结果。

4试验结果分析上述对比试验说明，在设计使用旋流燃烧器的W型火焰锅炉时，以拱顶动量与侧面动量之比来衡量W炉内空气动力特性的好坏是不合理的。

由于拱顶燃烧器与前后墙之间有相当距离，而且拱顶燃烧器的中轴线与前后墙不平行而是指向下自由射流轴心速度衰减规律炉膛中间，因此当拱顶燃烧器不开旋流二次风时，可以近似认为其一次风射流为自由射流，其射流中心速度的衰减规律由流体力学知识可知。

当打开拱顶燃烧器的二次风旋转射流轴向****i大速度点沿射流射程衰减的规律后，设计工况下，由双调风旋流燃烧器的冷态模型试验可得到其出口射流的衰减规律示。可以看到直流射流的速度衰减比旋转射流慢得多。由于下炉膛存在向上的速度，当拱顶射流带旋射流与直流射流的边界扩散的****i大轴向速度衰减到下炉膛向上平均速度时，射流开始转而向上i流动。因此可认为在拱顶风动量与侧面风动量比相同的情况下，采用直流拱顶风和常旋流的拱顶风穿透深度相差悬殊的原因就在于直流拱顶风与旋流拱顶风的射流衰减性的悬殊差别。采用射流的衰减程度来估计W炉内空气动力结构将较好地描述一次风的下冲深度。与直流射流相比，在采用拱顶风旋流燃烧器的W型火焰锅炉中，拱顶风的边界扩散要严重得多。R为旋流射流某一横截面的半径；R0和d分别为旋流燃烧器一次风喷口半径和直径；x为旋流射流某一横截面距射流出口的距离。

因此对于采用拱顶旋流燃烧器的W型锅炉，分级风拦截一次风中煤粉颗粒的能力受到影响，因为在分级风高度，旋转气流截面大，而分级风为直流风，射流截面较小，大型燃烧器，两股气流交汇时，有部分拱顶气流未与分级风射流相交而进入冷灰斗，特别是气流中那些惯性较大的固体粒子。

5结论

（1）双调风燃烧器轴向速度衰减快，导致一次风下冲深度较小，易造成短路导致上炉膛结渣、过热汽温过高等问题。

（2）应将二次风旋流叶片设计成可调，在****限情况下，二次风能全部变为直流，以增加火焰中心调节幅度。

（3）对配双调风旋流燃烧器的W炉，以拱顶风与侧面风动量比作为W型炉设计和配风参数选择的依据是不合理的，其主要原因为一次风的下冲深度很大程度上取决于二次风的旋流强度。

（4）采用旋流拱顶燃烧器后，拱顶射流的射流截面很大如分级风的喷口截面相对较小，则部分固体颗粒并不能被拦截住，应适当增加分级风的喷口截面积。

轻油燃烧机的使用说明

使用说明接通电源，燃烧机电机启动，点火电****之间产生电火花，经过预吹风后，油泵电磁阀自动打开，喷嘴喷出的油雾被电火花击穿后点燃形成火焰。此时，火焰探测器感受到火焰亮度，控制器进入锁定状态。点火电****再延i时点火后停止点火，燃烧机进入正常工作状态。如点火不成功，未形成火焰，或火焰探测器未感受到火焰亮度，则经过安全时间后，安全报警系统动作，燃烧机的启动工作程序被切断，故障红灯亮起。在燃烧机刚启动时，如火焰探测器巳感受到亮度，则安全系统动作，控制器不进入正常程序，电磁阀不会打开，喷嘴不喷油，经过安全时间后，故障红灯亮。所以，在光亮处启动燃烧机时一定要先遮住火焰探测器，不让它见光，待燃烧机喷出火焰后，即刻放开火焰探测器，否则燃烧机无法正常工作。燃烧机红灯亮起3分钟后方可重新启动燃烧机。