径向浓淡旋流燃烧器在安装和运行中的问题及改进

电力18讯：    1　设备概况

　　牡丹江第二发电厂5号、6号锅炉均为前苏联生产的EП-670/140型超高压一次再热单汽包自然循环固态排渣煤粉炉，分别于1990年12月和1991年4月投产发电。锅炉为双炉膛T型布置，制粉系统为钢球磨、中间储仓式乏气送粉，16只双蜗壳式旋流煤粉燃烧器分两层对称布置在两侧炉墙上，标高分别为13.6m和18.1m，16只蒸汽机械雾化油枪设置于主燃烧器的中心风管内。燃烧器的结构和设计参数见表1。

表1　燃烧器的结构和设计参数

名　　称 一次风 二次风 　　喷口截面积(m2) 0.14 0.6 　　风速(m/s) 20 28 　　旋转系数 3 3.5 　　出力(kg/h) 5330

　　径向浓淡旋流燃烧器由哈尔滨工业大学设计研制，在黄岛电厂和清河电厂已有成型经验。牡二厂于1997年4月和1998年8月分别将6号、5号炉的32只蜗壳叶片型燃烧器改为此型燃烧器，改造后达到了预期效果，50%额定负荷不投油助燃，燃烧效率较以前有所提高，达97%以上。
　　新型燃烧器的结构如附图所示。



1―炉墙；2―直流二次风通道；3―旋流器；4―旋流二次风通道；5―一次风通道；6―中心管；7―挡板轴；8―挡板；9―浓缩器；10―淡一次风通道；11―浓一次风通道

附图　浓淡旋流燃烧器结构简图

　　由附图可知，在一次风道中加装了一个煤粉浓缩器，从而将一次风粉混合物分成两股，靠近中心的一股为含粉量较多的浓煤粉气流，它经过浓一次风通道喷入炉膛，进入高温烟气中心回流区，可保证煤粉及时着火和火焰稳定。另外一股为含粉量较少的淡煤粉气流，它在浓煤粉气流的外侧环形通道喷入炉内。同时将原来的旋流二次风通道分成两部分，一部分二次风经过旋流器后以旋流的形式进入炉内，另一部分二次风以直流风的形式喷入炉内，调节直流二次风挡板开度，可以改变直流二次风量与旋流二次风量的比例，从而改变旋流强度，进而改变整个旋流出口气流的流动特性。旋流器采用阻力小的轴向弯曲叶片。表2为新型燃烧器的结构和设计参数。

表2　新型燃烧器的结构和设计参数

名　称 一次风 旋流二次风 直流二次风 喷口截面积(m2) 0.1611 0.4818 0.1166 风速(m/s) 22.5 30.5 31.5 风量(Nm3/h) 1.04×104 2.87×104 功率(kW) 12.5×103 　旋流二次风量/直流二次风量 80/20

2　安装中出现的问题及改进
2.1　直流二次风通道达不到设计要求
　　在设计中，原燃烧器的二次风筒保留，然后从外面穿进去一个Φ1010的套筒，形成直流二次风通道。而原二次风筒有一半已烧损变形，无法校正，有的已下沉或上升到炉墙内，无法保证两圆筒的同心度在±5mm之内，影响直流二次风的风量，并使直流二次风不能均匀分布在旋流二次风周围。因此建议在设计时应考虑拆除原二次风筒，炉墙重新浇灌耐火可塑料，并保证圆度。
2.2　旋流二次风的旋流片要保证设计角度
　　每只燃烧器共有16片二次风旋流片，其安装角度为(64±2)°，这一角度是通过理论分析计算和反复试验得出来的，决定了旋流二次风的旋流强度，不可随意安装。建议采用样板校验，前后划线，精心安装，下部焊缝全部满焊，保证旋流强度达到设计值。
2.3　喷口各部要保证同心度
　　中心风管组件、一次风管组件在地面全部安装后，重心会向前移，在组装时要注意喷口处前倾现象，同时还要保证左右间距一致。建议在外圆筒上加焊3～4只同一尺寸的滑块，以保证推进的圆筒与外圆筒同心，以达到设计要求±5mm。
2.4　各部铸件要保证设计的尺寸
　　在安装过程中曾出现浓缩器、旋流器、防磨瓦推不进去拽不出来的现象。其原因就是由于较大铸钢件(如一次风前后筒、浓缩器外环)的尺寸与设计尺寸有较大出入，最后只好改变部分浓缩器和旋流器尺寸才能顺利安装，影响浓缩和旋流效果。因此要求制造厂家必须保证铸件的制造尺寸在允许范围内。

3　运行中存在的问题及改进

3.1　磨损严重
　　6号炉安装稳燃器运行6个月后，抽出所有中心风管组件检查，发现浓缩器、浓一次风通道、防磨环磨损相当严重，普遍减薄10mm左右，有些已磨漏多处，严重影响煤粉的浓淡分离效果。尤其上排燃烧器的浓一次风通道支块处的中心风管磨漏较多，这样中心二次风便进入浓一次风道与煤粉混合，不能保证煤粉及时着火和火焰稳定，也不能形成高温、高浓度区域。如果关闭中心风门，煤粉将进入中心风管，无法在中心回流区四周喷入，也不能形成高温、高浓度区域，甚至堆积在中心管内燃烧，烧坏中心管。因此，建议采用更先进的耐磨耐热钢材(现用的钢材为ZG40CrNiMOMnSiRe)，此外应取消浓一次风通道支撑块，将其放在淡一次风通道内，由于此处煤粉浓度低，可以减轻磨损。
3.2　一次风阻力增大问题
　　5号炉安装稳燃器后，从运行情况看，一次风压比以前提高1000Pa左右，要维持高风压，就会影响制粉出力，不利于经济运行。此外，风压高还会加剧<