W 型火焰燃烧技术及燃烧调整

电力18讯：    ・16 ・
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西北电建 1998年第2期
W 型火焰燃烧技术及燃烧调整 ．
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(西北电力建设调试施工研究所 西安审 710032)
摘要详细介绍W 型火焰燃烧器的组成和结茸勾・W 型火焰燃烧技术及其调整方法・供有关专业人员
参考．
关键词w 型火焰燃烧调整 乏气挡板消旋叶片
0 概述
对于大型的煤粉炉，煤粉着火的难易程度对机组运行的稳定性和安全性有很大的影响，尤
其是挥发份含量较低的无烟煤和贫煤，着火困难，工程技术和科研人员采取了许多措施和方
法解决这个问题。w 型火焰燃烧技术是专门为燃用无烟煤而发展起来的，它的前身是“U”型
火焰。随着锅炉容量的增大，逐渐发展成为双“U”型火焰，即为w 型火焰技术。目前，我
国引进了国外大型w 型火焰燃烧技术，东方锅炉厂引进美国FW 福斯特・惠勒能源公司的
w 型火焰燃烧技术，制造了330MW 亚临界自然循环汽包炉。山西阳泉电厂、河北上安电厂
都采用了这种炉型，且两台330MW 机组已经在上安电厂投产，获得了成功。机组运行稳定性
及带负荷状况均达到优良。
1 W 型锅炉煤粉气流着火条件
煤粉、空气流着火的首要条件是有足够高的温度。一次风喷入炉膛后，一方面卷吸炉内
高温烟气，通过湍流混合使煤粉、空气流升温，另一方面受到炉内高温火焰的强辐射而加热
升温。根据我国多年来的研究和实测，发现煤粉气流着火所需吸热量的7O％一9O％来源于卷
吸炉内高温炉烟的对流换热，1O％一3O％来源于炉内高温火焰的热辐射。根据热平衡原理，实
现煤粉气流稳定着火的充分必要条件是满足Q，≥Q 。
其中Qz~-Xl・Cl・ ( ―TlK)+X2・C2・ (T 一T2k)
Q，= (1+A) ・X3・C3・ (T3一T )
式中Q ――炉内某一点达到着火温度所吸收的热量，kJ／kg；
Q，――高温炉烟所带来的供着火用的热量，kJ／kg；
x。、xz――在某混合点上，一、二次风的质量浓度，kg／kg；
TlK、T2K―― 一、二次风进入炉内的温度，K；
T ―― 煤粉气流的着火温度，K；
C。、Cz―― 一、二次风的比热容，kJ／(kg・K)；
X。――在某混合点上，高温炉烟的质量浓度，kg／kg。
w 型火焰燃烧为解决低挥发份(、，T<12―14％)的劣质煤和无烟煤的着火问题，采用燃
烧器一次风、煤粉气流先下行，后180。转弯向上火焰路线，增大了煤粉气流与高温烟气的接
触。即增大了Xs，有效的增加Q ，供给新鲜燃料充分的着火热量Q 。二次风一般布置在垂
直炉墙上，沿火焰向下流动的行程与火焰交叉，分级逐步的送入，这对煤粉的着火和燃尽都
是十分有利的。上安电厂燃用5O％阳泉无烟煤+5O％寿阳贫煤，煤质工业分析数据如下( )：
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应用基水分：
可燃基挥发分：
固定碳 ：
应用基灰份：
低位发热量kJ／kg：
下表是上安电厂四号锅炉不同负荷下炉膛温度的测量结果：
锅炉负荷 220MW 240MW 300MW
炉膛中心温度 1409℃ 1449℃ 1517℃
根据这些数据我们可以看到w 型锅炉可以保证较高的炉膛温度，从而保证煤粉气流及
时、稳定的着火。
2 W 型火焰燃烧器的组成和功能
w 型火焰主要是由燃烧器的结构，二次风的配比所决定的。因此下面主要介绍该燃烧器
的组成和功能。w 型火焰燃烧器如图1所示。
2．1 煤粉燃烧器
w 型燃烧器可以采用缝隙式直流
射流燃烧器，也可以是轴向叶片式旋流
式燃烧器，这里主要介绍轴向叶片式旋
流式燃烧器。双旋风分离式燃烧器由煤
粉进口管、双旋风筒壳体、煤粉喷口、乏
气管、乏气挡板等组成。原煤经磨煤机
后，一次风粉混合物从燃烧器的煤粉入
口管进入栅格式煤粉均分器分成两股，
分别切向进入两个旋风筒，一次风中的
煤粉颗粒在旋风筒的乏气管将中心部分
含粉量较少的三次风(乏气)引出，乏
气管引出的乏气送入炉膛，乏气喷口和
煤粉喷嘴有一定距离，保证乏气气流不
会对煤粉喷嘴出口气流的燃烧产生较大
影响。
煤粉气流因在燃烧器中产生旋流，
所以其煤粉出口气流也是旋流的。为调
节气流的出口旋流度，在每个旋风筒中
装有消旋调节装置一调节杆及直流片，
装在调节杆上的直叶片位于煤粉喷嘴
图1 W 型火焰燃烧器结构简图
1．旋风分离式燃烧器2．调节杆和叶片
3．油燃烧器4．乏气挡板5．乏气管
中，如将调节杆向上提升，直叶片则随之向上，对煤粉气流旋流度的减缓作用将减少；反之，
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如将调节杆向下伸入，对煤粉气流旋流度的减缓作用将增大，调节出口气流的旋流强度，能
调节气流的扩散，从而调节火焰的形状，有效的改变火焰中心的位置，调节过热蒸汽的出口