新型旋流燃烧技术应用于漳泽电厂210MW机组锅炉低负荷改造弹性档圈

新型旋流燃烧技术应用于漳泽电厂210MW机组锅炉低负荷改造

新型旋流燃烧技术应用于漳泽电厂210MW机组锅炉低负荷改造 2011： 中图分类号：TK223.2　　　文献标识码：B文章编号：1001－2060（2000）03－0306-03Novel Swirl Burners and Their Application at Zhuangze Power Station for the Low-load Stable Combustion of Boilers of a 210 MW Unit an Houzhang　An Enke　Hui Shien（Xi'an Jiaotong University, Xi'an, Shaanxi, China, Post Code 710049）Novel axial-blade swirl burners were put into use at Zhuangze Power Station in connection with the technical modification of boilers No.3-6 (4 units) of a 210 MW unit. As a result, problems specific to original burners, such as combustion instability and loss of flame, etc have been solved. Moreover, attained are a flexible regulation of secondary air swirl intensity and the alleviation of wear in the primary air pipes. The switch to the new swirl burners has made it possible to realize a stable combustion of the 100 MW boilers at low loads (46% of full load) with no need for the use of fuel oil. Key words: swirl burner, boiler modification, low load1　前言　　漳泽电厂3～6号炉系原苏联红色锅炉工作者制造厂生产的E Ⅱ－670－13.8－545KT型蒸汽锅炉，单汽包、自然循环、固态排渣煤粉炉。机组额定功率为215MW，受热面T型布置，双炉膛结构，在燃烧室两侧墙标高13.6 m和18.1 m处分上、下两层对冲布置16只旋流燃烧器，一次风通过蜗壳产生旋流，二次风通过切向叶片产生旋流、一、二次风旋转方向相同，相邻两燃烧器旋转方向相反。制粉系统为钢球磨煤机中储式、热风送粉。　　该厂四台锅炉从1988年陆续投产，自投运以来，燃烧稳定性差，负荷调节能力低，二次风切向叶片无法调整，燃烧器蜗壳及一次风直管内局部磨损漏粉，一次风粉漏入二次风管引起燃烧，直至烧坏燃烧器现象时有发生。严重影响锅炉运行的经济性和安全性。尤其是机组低负荷降至75%时就需投油助燃，由于近年来机组调峰频繁，峰谷差达50%，为了应付电网调峰，改造前每年需花费大量资金用于低负荷投油助燃。2　苏联切向叶片旋流式燃烧器分析　　原燃烧器一次风通过蜗壳形旋流器产生旋流，二次风通过切向叶片产生旋流。　　根据蜗壳内理想流体旋转动量流率矩不变原理，蜗壳式旋流器由于蜗壳外边缘到中心的半径不断变化，使得在园周上切向速度的分布不均匀，这样的旋转射流射入炉膛时，沿燃烧器一次风出口截面园周上的速度分布和煤粉浓度分布都极不均匀，实测表明气流速度分布不均匀系数达20 ‰～2 ‰，而煤粉浓度分布不均匀系数达45%～49%。这必将导致射流的扩展不完全对称而往往向一侧偏斜，局部气流速度高的地方会引起火焰中断、燃烧不稳；局部气流速度低的位置则着火提前［1，2］。同时，一次风气流沿蜗壳园周方向切向速度不均也是蜗壳及燃烧器一次风管内局部磨损的最直接原因。　　原二次风切向叶片阻力大调节机构膨胀卡死，几乎无法调节。更重要的是旋转强度调节范围很小，实际旋流强度仅为理论值的1/2左右。这使得经过切向叶片的二次风旋流强度达不到设计值，二次风射流扩展角不够，导致燃烧器火焰回流区卷吸高温烟气量少，燃烧不稳，达不到燃烧调整的目的。3　新型轴向叶片旋流式燃烧器的性能特点　　针对以上问题，在试验研究的基础上［3～6］，研制了一种调节范围宽广一次风出口气流均匀的新型旋流燃烧器，燃烧器结构，如图1所示。该燃烧器的重要特色在于将原二次风切向叶片改为具有良好调节特性和低阻力的轴向叶片，此次针对漳泽电厂锅炉燃烧器具体结构，对轴向叶片传动系统作了较大改进，除采用文献［3］中齿轮传动、万向节装置，使热膨胀得到合理吸收外，在调节方式上采取了直联就地调节和远距离跨二次风箱折向调节两种方式，方便了运行人员在热态下对燃烧的调整，特别是采用弧形轴向叶片，减少了阻力，增加了旋流强度的调节能力及低负荷适应性。图1　二次风轴向叶片型旋流燃烧器　　为了减轻由于蜗壳旋流器本身造成的内部局部磨损，在一次风蜗壳内设置了特型导流防磨装置，它不仅起防磨作用，也起到一定的导流作用，在保证一次风产生足够旋流的情况下，使各处煤粉浓度尽量均匀化。原一次风气流从蜗壳旋流出来进入环形直管段，由于蜗壳旋流器出口气流沿园周切向速度分布不均匀，使得环形一次风通道内气流速度沿园周方向也不均匀。为此，在环形一次风通道内设计了多股特殊的内螺纹均流线，通过试验，选择了合理的螺纹线头数、螺纹肋条的断面形状和尺寸。4　在漳泽电厂的应用及低负荷性能

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