国华定洲发电厂600MW控制循环锅炉燃烧系统技术特点分析

电力18讯：    600 MW容量级燃煤机组是我国火电建设中将要大力发展的系列之一，锅炉基本上是从国外进口或引进技术国内制造的，按蒸发系统工质流动方式大体可分为自然循环汽包炉、控制循环锅炉、直流锅炉；按燃烧方式可分为直流燃烧器四角切圆布置、旋流燃烧器墙式布置等。其中控制循环锅炉是美国燃烧工程公司（CE）的专利，我国哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂引进此技术进行生产，已陆续在平圩、北仑、吴泾等电厂投运。国华定洲发电厂（以下简称定电）一期工程2×600 MW机组的2台四角切圆燃烧、控制循环锅炉是在河北省南部电网的首次应用。



l         燃烧系统

　　直流燃烧器、四角布置、切圆燃烧是CE公司的传统燃烧方式，这种燃烧方式因气流在炉膛内形成一个较强烈旋转的整体燃烧火焰，对稳定着火、强化后期混合、保证燃料完全燃烧十分有利。定电采用了正压直吹式制粉系统，配置6台ZGM113N中速磨，燃烧器四角布置，切向燃烧。



　　煤粉管道从磨煤机出口供至燃烧器进口，每台磨煤机出口由4根煤粉管道接至同一层四角布置的煤粉燃烧器。每角燃烧器风箱分成14层，其中A、B、C、D、E、F 6层为一次风喷嘴，其余8层为二次风喷嘴。一、二次风呈间隔排列，在AB、CD、EF 3层二次风室内设有启动及助燃油枪，共12支。为了降低四角切圆燃烧引起的炉膛出口及水平烟道中烟气的残余旋转造成的烟气侧的屏间热偏差，采用同心反切加燃尽风（OFA）和部分消旋二次风，使炉内气流的旋转强度具有一定的可调性。下部的启转二次风与一次风喷嘴偏转15°，上部消旋二次风与一次风喷嘴向另一方向偏转25°。燃烧器一次风喷嘴采用等间距布置，间距为1 860 mm，总距离为9 300 mm。喷燃器喷嘴摆动采用电动执行机构，在热态运行时，一次风上下摆动各20°，二次风可上下摆动30°。二次风采用典型CE式大风箱结构，保证四角配风均匀，在煤粉气流均匀的条件下，可有效防止切圆偏斜。



　　燃烧器的主要技术特点可以归结为以下3点：



　　a. 采用宽调节比煤粉喷口，即WR喷嘴，它由90°弯头、带水平隔板的一次风管和带V形钝体的喷嘴本体组成。煤粉气流经过90°弯头后，由于离心作用，被分成上浓下淡2股，浓煤粉气流进入喷嘴上部，淡煤粉气流则进入喷嘴的下部区域，而煤粉气流中的空气基本上按各50%进入上下两区域，从而形成浓淡燃烧。V形钝体能显著增加烟气回流量，提高锅炉稳燃能力。



　　浓淡燃烧由于上部浓煤粉气流所需的着火热少，易着火，然后点燃下部的淡煤粉气流，因此燃烧稳定性和低负荷性能好。由于浓侧煤粉气流的空气量相对少，故同时抑制了燃料NOx的生成。



　　b. 采用对冲同心正反切燃烧方式，即一次风对冲，二次风同心正反切。二次风偏离一次风射流一个角度射入炉膛，这不仅可适当推迟一、二次风的混合，而且在炉膛水平方向形成中央富燃料区，水冷壁区域富空气区，形成沿炉膛水平方向的空气分级。



　　c. 燃烧器最显著的特点是每只燃烧器的顶部设有燃尽风喷口(OFA)，实质上就是相当于2段燃烧方式。在运行中将空气由此喷口送入炉膛，此时下部主燃烧器区域则处于比传统燃烧方式即氧浓度低得多的气氛下，这样既可避免过高的峰值温度，减少热力型NOx的的生成，也可以抑制燃料氮向NOx转换的生成反应，从而达到总体上降低NOx排放的目的。燃尽风投入并迅速地与燃烧产物混合，保证燃料的完全燃尽。