第二章 燃烧系统Word文档格式.docx

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b.LNCFS具有良好的煤粉燃尽特性。

煤粉的早期着火提高了燃烧效率。

LNCFS通过在炉膛的不同高度布置CCOFA和SOFA，将炉膛分成三个相对独立的部分：

初始燃烧区，NOx还原区和燃料燃尽区。

在每个区域的过量空气系数由三个因素控制：

总的OFA风量，CCOFA和SOFA风量的分配以及总的过量空气系数。

这种改进的空气分级方法通过优化每个区域的过量空气系数，在有效降低NOx排放的同时能最大限度地提高燃烧效率。

图1煤粉燃烧器布置图

图2SOFA燃烧器布置图

c.LNCFS能有效防止炉内结渣和高温腐蚀。

LNCFS采用预置水平偏角的辅助风喷嘴（CFS）设计，在燃烧区域及上部四周水冷壁附近形成富空气区，能有效防止炉内结渣和高温腐蚀。

d.LNCFS在降低炉膛出口烟温偏差方面具有独特的效果。

阿尔斯通已经完成了一项广泛的研究计划，目的是寻求发现造成切向燃烧锅炉中炉膛出口烟温偏差的原因和解决方法。

研究结果表明，对燃烧系统的改进能减小和调整切向燃煤机组炉膛出口烟温偏差现象。

阿尔斯通在新设计的锅炉上已经采用可水平摆动调节的SOFA喷嘴设计来控制炉膛出口烟温偏差。

该水平摆动角度在热态调整时确定后，就不用再调整。

2强化着火煤粉喷嘴：

强化着火（EI）煤粉喷嘴能使火焰稳定在喷嘴出口一定距离内，使挥发份在富燃料的气氛下快速着火，保持火焰稳定，从而有效降低NOX的生成，延长焦碳的燃烧时间。

参见图3：

强化着火（EI）煤粉喷嘴示意图。

图3：

强化着火（EI）煤粉喷嘴示意图

3带同心切圆燃烧方式（CFS）的多隔仓辅助风设计。

在每相邻2层煤粉喷嘴之间布置有1层辅助风喷嘴，其中包括2只CFS（偏置风）喷嘴，1只直吹风喷嘴。

参见图4：

同心切圆（CFS）燃烧方式。

前后墙夹角分别是48°

和39°

。

采用同心切圆（CFS）燃烧方式，部分二次风气流在水平方向分级，在始燃烧阶段推迟了空气和煤粉的混合，NOx形成量少。

由于一次风煤粉气流被偏转的二次风气流（CFS）裹在炉膛中央，形成富燃料区，在燃烧区域及上部四周水冷壁附近则形成富空气区，这样的空气动力场组成减少了灰渣在水冷壁上的沉积，并使灰渣疏松，减少了墙式吹灰器的使用频率，提高了下部炉膛的吸热量。

水冷壁附近氧量的提高也降低了燃用高硫煤时水冷壁的高温腐蚀倾向。

4UFA（UnderfireAir，火下风）喷嘴设计。

在每个主燃烧器最下部采用UFA喷嘴设计，通入部分空气，以降低灰渣含碳量。

图4：

同心切圆（CFS）燃烧方式布置：

5采用可水平摆动调节的SOFA喷嘴设计控制炉膛出口烟温偏差。

炉膛出口烟温偏差是炉膛内的流场造成的。

通过对目前运行的燃煤机组烟气温度和速度数据分析发现，在炉膛垂直出口断面处的烟气流速对烟温偏差的影响要比烟温的影响大得多。

这提示，烟温偏差是一个空气动力现象。

炉膛出口烟温偏差与旋流指数之间存在着联系。

该旋流指数代表着燃烧产物烟气离开炉膛出口截面时的切向动量与轴向动量之比（较高的旋流指数意味着较快的旋流速度）。

旋流值可以通过一系列手段减小，诸如减小气流入射角，布置紧凑燃尽风（CCOFA）喷嘴和分离燃尽风（SOFA）喷嘴，SOFA反切一定角度，以及增加从燃烧器区域至炉膛出口的距离等，使进入燃烧器上部区域气流的旋转强度得到减弱乃至被消除。

图5表示了可水平调整摆角的喷嘴设计，摆角可水平调整到±

15°

SOFA的水平调整对燃烧效率也有影响，要通过燃烧调整得到一个最佳的角度。

图5：

可水平调整摆角的喷嘴设计

6锅炉不同负荷时燃烧器的投入方式如下：

运行方式

锅炉负荷MCR

6磨运行

80%—100%

5磨运行

60%—100%

4磨运行

45%—80%

3磨运行

35%—60%

2磨运行

（10%—30%BMCR煤油混烧）

10%—40%

油枪运行

0—30%

注：

1台磨运行对应燃烧器同层4只煤粉喷嘴投运。

7本工程组织良好炉膛空气动力场，防止火焰直接冲刷水冷壁，从而防止炉内结渣和高温腐蚀的主要措施有：

a合适的炉膛热力参数设计；

b带同心切圆燃烧方式（CFS）的多隔仓辅助风设计；

c合理的燃烧器各层一次风间距。

8燃烧器的设计、布置考虑降NOx的排放浓度不超过400mg/Nm3（O2=6%）的措施有：

a带同心切圆燃烧方式（CFS）的多隔仓辅助风设计；

b采用CCOFA和SOFA实现对燃烧区域过量空气系数的多级控制；

c强化着火（EI）煤粉喷嘴设计。

9燃烧器的设计、布置考虑实现不投油最低稳燃负荷的措施有：

a强化着火（EI）煤粉喷嘴设计；

b低负荷时相临两层煤粉喷嘴投入运行；

c煤粉细度达到设计值。

10为了确保燃烧器喷嘴摆动这一调温手段的正常实施，本燃烧设备适当增加了各传动配合件之间的间隙，并从工艺上采取措施，严格控制摆动喷嘴的形位公差，同时适当增加传动件的刚性和强度。

需要指出的是，保证燃烧器正常摆动的关键，已不是设计问题，而是对现场安装的配合问题了。

这是由于燃烧器在工厂装配喷嘴时处于平放的状态，无法将喷嘴实际角度正确地调节到设计的工作状态，故要求在燃烧器安装过程中（起吊就位后），必须在现场进行喷嘴角度的重新调整，并参加冷态摆动的试运转。

燃烧器每次检修以后，也应调整喷嘴的实际角度并进行冷态试运转。

在正常情况下，燃烧器喷嘴摆动的控制应接入CCS系统，如果CCS未投或摆动控制从CCS系统中暂时解列时，为保证摆动机构能维持正常工作，每天需定时由人工操作缓慢地摆动数次。

注意摆动系统不允许长时间停在同一位置，尤其不允许长时间停在同一向下的角度，每班至少应人为地摆动一至二次。

三燃烧器的主要设计参数

单只煤粉喷嘴输入热277.1×

106KJ/h

二次风速度57.0m/s

二次风温度337℃

二次风率74.9%

其中SOFA30.0%

CCOFA10.0%

周界风10.0%

一次风速度（喷口速度）25m/s

一次风温度76℃

一次风率20.1%

燃烧器一次风阻力0.50Kpa

燃烧器二次风阻力1.00Kpa

相邻煤粉喷嘴中心距1892mm

上排一次风到屏底距离：

20.932m

燃烧设备选型数据汇总表如下：

选型数据

炉膛宽度

18816mm

炉膛深度

17697mm

炉膛宽深比

1.063

炉膛容积热负荷

87.7kW/m3

炉膛截面热负荷

4.525MW/m2

燃烧器区壁面热负荷

1.62MW/m2

最下层燃烧器中心距灰斗上沿尺寸

5.147m

最上排燃烧器中心到屏下端的距离

20.93m

水冷壁型式

螺旋管圈

LNTFS布置型式

2D

设计煤ASTM分类

中等挥发份烟煤

风箱宽度

812mm

一次风喷嘴间距

1892mm

上下一次风喷嘴总间距

9460mm

OFA占总风量比率

40%

CCOFA占总风量比率

10%

L-SOFA占总风量比率

30%

CCOFA水平摆角

固定

SOFA水平摆角

±

喷嘴上下摆角

30°

CCOFA喷嘴

上下摆角

SOFA喷嘴

摆角执行机构数量

8只

档板执行机构数量

100只

喷嘴型式

EI强化着火型

喷嘴材料

耐热耐磨铸钢

20°

最低不投油稳燃负荷

30%MCR

煤粉喷管内径

590mm

煤粉管道外径

610mm

喷管整流板

有

喷管分隔板

无

辅助风室中喷嘴数量

1或3

CFS型式

火下风（UFA）

带弧角

燃油带负荷

30%BMCR

燃油量

39325Kg/hr

燃油

#0轻柴油

油枪总数量

12根

设计30%BMCR油枪数量

11根

单根油枪设计出力

3575Kg/hr

油枪前设计油压

1.20Mpa

炉前进油压力

1.5～1.80MPa

雾化蒸汽压力

0.8～1.0MPa

进退装置

气动

扩散罩

雾化片角度

90°

型式

高能点火

点火能量

20J

就地控制柜

第二节燃烧器结构及使用说明

一燃烧器结构

1箱壳：

箱壳的作用主要是将燃烧器的各个喷嘴固定在需要的位置，并将来自大风箱的二次风通过喷嘴送入炉膛。

同时，箱壳也是喷嘴摆动传动系统的基座。

整个燃烧器与锅炉的连接是通过箱壳与水冷套的连接来实现的，由于水冷壁管温度与箱壳内的热风温度不等，尤其是在升炉和停炉过程中各自的温度变化差异较大，在箱壳与水冷壁之间会产生相对位移，为了避免应力过大，造成水管和箱壳损坏，只有连接法兰中部的螺栓是完全紧固的，上部与下部的连接螺栓均保留有1/4～1/2圈的松驰，燃烧器法兰上这部份螺孔又做成长圆孔，允许箱壳与水冷套之间有一定的胀差。

为了防止二次风在箱壳中流动时产生过大的涡流，二次风室与煤粉风室均装有导流板，前者为二块，后者为一块，使喷嘴出口处的风量趋于均匀和稳定。

为了便于维修人员进入箱壳检查，箱壳各风室的侧面均设置了检查门盖。

箱壳是薄壳结构，壳板厚度仅6mm，为了具有足够的刚性，在风室之间设置了斜拉撑。

箱壳的变形对燃烧器的正常工作影响很大，运行过程中应予以足够的关注，经常检查。

2煤粉风室：

如前所述，本燃烧设备采用强化着火（EI）煤粉喷嘴结构，它由喷管与喷嘴两部份组成，同处于燃烧器箱壳的煤粉风室中（图3）。

煤粉喷嘴用销轴与煤粉喷管装成一体，故更换喷嘴必须将整个煤粉喷管从燃烧器箱壳中抽出才能进行。

3一、二次风室及喷嘴摆动系统：

由图3可知除了A、B、C、D、E、F层为煤粉风室外，其余AA、AB、BC、DE、EF、FF及OFA层均为二次风室，其中AB、CD、EF层为油枪层。

除了SOFA喷嘴通过一组内外传动机构由一台GF1253电动执行器操纵外，其余喷嘴由六组内外传动机构传动，每组分别带动一组煤粉喷嘴及邻近的二次风喷嘴，这六组传动机构又由外部垂直连杆连成一个摆动系统，由一台气动执行器统一操纵作同步摆动，二次风喷嘴的摆动范围可达±

，煤粉喷嘴的摆动范围为±

4护板及护板框架：

燃烧器在检修门孔处和一次风室连接法兰处安装了外护板及护板框架，便于将来工地检修时拆卸。

在燃烧器箱壳上，除了侧边的检查门盖外，还有后部与一次风喷管及油燃烧器装置相联的内护板，都用螺栓盖在箱壳开孔处。

检查门盖的保温层，用螺栓装在护板框架上，在打开检查门盖或拆卸内护板前，须先将其外护板及保温层拆下。

检查门盖及内护板与箱壳壁板之间具有相同的温度，不存在胀差的问题；

由于外护板的温度接近环境温度，故它与其框架的结构必须考虑与燃烧器箱壳之间的胀差。

燃烧器的检修维护必须记住这一点，避免因胀差得不到补偿而损害设备。

5燃烧器与煤粉管道的连接：

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，煤粉管道直径Φ610×

10。

锅炉厂提供燃烧器入口处的24个弯头，燃烧器入口弯头与V型联管器连接，吸收轴向微量膨胀和微量倾斜。

（1）在入口弯头和燃烧器之间布置有手动煤闸门，在检修时可以起到隔断的作用。

（2）由于煤粉管道的设计对燃烧器的摆动灵活性有一定的影响，要求在连接至燃烧器入口弯头的垂直煤粉管道上采用恒力弹簧吊架支吊，不允许煤粉管道的重量传递到燃烧器的入口弯头和一次风管上。

考虑到支吊的不便，最下层（A层）煤粉管道的重量可以通过刚性支架传递到燃烧器箱壳上。

二燃烧器安装注意事项

1燃烧器安装前应认真阅读本安装说明书和相关燃烧器图纸，本工程燃烧器的图号是680141-E1，其中总图680141-E1的第7张到第10张（共4张图纸）专门图解燃烧器的安装。

2工程燃烧器分主燃烧器和分离燃烬风（SOFA）燃烧器，一台锅炉共8组。

其中主燃烧器又分成上下2组运输，燃烧器与水冷套之间还需要连接体，一台锅炉燃烧器部件的情况如下：

部件名称

图号

数量

上组主燃烧器

由箱壳、二次风门、一次风室、二次风喷嘴和摆动机构等组成

4组

下组主燃烧器

分离燃烬风（SOFA）燃烧器

由SOFA箱壳、SOFA二次风门、SOFA二次风喷嘴和摆动机构等组成

主燃烧器连接体

680124-E1-05（1号3号角）

680124-E1-06（2号4号角）

SOFA连接体

680124-E1-15（1号3号角）

680124-E1-16（2号4号角）

煤粉进口弯头

680124-C1-19

24只

燃烧器吊架装置

680124-E1-20

1组

SOFA吊架装置

680124-E1-21

3上述部件分开包装、运输到工地，在工地进行组装。

其中与水冷套的组装方式和步骤请参见680141-E1总图第7张到第10张。

上组主燃烧器和下组主燃烧器在放进连接体后，相互之间需要焊接牢固，具体连接方式参见图680141-E1-01（1号3号角箱壳）和680141-E1-02（2号4号角箱壳）第3张的视图。

特别是承受下组燃烧器重量的连接拉板一定要焊接。

4主燃烧器和SOFA燃烧器的绝大部分重量通过恒力弹簧吊架传递到钢架上，大大减少由螺旋水冷壁来支承的重量，防止对螺旋水冷壁造成破坏。

5一般情况下先起吊上组燃烧器，准确就位后割去与下组燃烧器靠近的那个吊耳，留出下组燃烧器吊耳的起吊空间，然后再起吊下组燃烧器。

上、下组燃烧器就位后再将D层煤粉喷嘴的外护板和护板框架在工地上焊接组装好，参见图680124-E1-22的技术要求。

6连接体与水冷套的组装技术要求参见图680124-E1-05（1号3号角连接体），680124-E1-06（2号4号角连接体），680124-E1-15（1号3号角SOFA连接体），680124-E1-16（2号4号角SOFA连接体）中的有关说明，组装到位后按照图示要求装好密封绳。

7燃烧器、连接体与水冷套组装好后，按照图680141-E1-01（1号3号角箱壳）和680141-E1-02（2号4号角箱壳）第3张的视图所示，装好序110导流板、序111密封板。

8燃烧器、连接体与水冷套组装好后，应按图680124-D1-03（1号3号角二次风门）和680124-D1-04（2号4号角二次风门）的视图所示，安装好序号25的连杆SOFA燃烧器、连接体与水冷套组装好后，按照图680124-E1-11（1号3号角SOFA箱壳）和680124-E1-12（2号4号角SOFA箱壳）第2张的视图所示，装好序40导流板、序41密封板。

9由于燃烧器体积较大，又是薄壳结构，容易被碰坏，故在锅炉整体安装前，必须对安装步骤作好周密考虑，避免因次序安排不当，使燃烧器无法到位，或因起吊不妥等原因造成损坏。

10燃烧器起吊只能使用680124-E1总图第7张到第10张所示的箱壳上的吊耳板和吊耳，不得用钢丝绳或链条吊在燃烧器的其他部位。

11燃烧器起吊就位后，应按图680124-E1-20（燃烧器吊架装置）和680124-E1-21（SOFA吊架装置）所示，安装好吊粱、恒力弹簧吊架和吊杆装置。

安装完毕后，在点火启动前要把恒力弹簧吊架的固定插销拔除。

12燃烧器起吊就位后，应按图680141-E1-01（1号3号角箱壳）和680141-E1-02（2号4号角箱壳）第3张的视图所示，安装好与水冷壁和刚性梁的拉紧连杆、刚性梁翼板等零件，零件的序号是序101、105、106、107、109、119等。

13SOFA燃烧器起吊就位后，应按图680124-E1-11（1号3号角SOFA箱壳）和680124-E1-12（2号4号角SOFA箱壳）第2张的视图所示，安装好与水冷壁的拉紧连杆等零件，零件的序号是序37、38等。

14FSSS火检冷却风管的安装按照680141-E1第1张和第2张的视图所示。

火检的安装位置参见680141-D1-09（1号3号角二次风喷嘴和摆动机构）和680141-D1-12（2号4号角二次风喷嘴和摆动机构），燃烧器上已经完成了相关的开孔和配合工作，火检具体的安装说明和在喷嘴中的位置参见火检厂商提供的有关资料

15在安装主燃烧器喷嘴摆动执行机构前，按照图680141-E1-01（1号3号角箱壳）和680141-E1-02（2号4号角箱壳）第3张的视图所示，安装好执行机构的支架。

16在安装SOFA燃烧器喷嘴摆动执行机构前，按照图680124-E1-11（1号3号角SOFA箱壳）和680124-E1-12（2号4号角SOFA箱壳）第2张的视图所示，安装好执行机构的支架。

17燃烧器的外壁和上、下端在工地进行保温，由安装公司完成。

18安装煤粉管道，应先从磨煤机处开始，最后与燃烧器喷管相接。

注意在联接该接口时，应先独自将风管中心找正，而不得凭借联接强行使之对准，或由此端开始反向安装管道。

要求在插入连接螺栓前，检查二者的中心是否已经对准。

19进燃烧器的煤粉管道垂直段的重量应该由煤粉管道的恒力弹簧吊架支吊，并在运行中保证膨胀畅顺，不应该出现煤粉管道垂直段的重量由燃烧器的一次风管承受的情况，那样的话将导致一次风管变形严重，燃烧器喷嘴无法热态摆动。

20油枪前金属软管的安装和具体技术要求参见F80.206-0（1号3号角油枪前金属软管布置图）和F80.207-0（2号4号角油枪前金属软管布置图）。

21油枪、点火枪安装后按照图纸要求调整油枪、点火枪、稳焰叶轮和二次风喷嘴的相互位置，确保点火成功。

22油枪安装后应逐个检查各限位开关的位置是否准确，避免因开关位置与气缸行程不相适应而造成开关损坏或不能按要求发出信号。

23燃烧器安装完毕，进行喷嘴实际角度调整的同时，检查一次风喷管是否在风室的中心位置。

注意喷管和喷嘴的重量应通过支承装置传递给箱壳隔板，而不应有任何支承装置悬空，由燃烧器后部的内护板来承受上述重量的情况出现。

24为了能使喷嘴长期保持正常摆动，燃烧器在现场安装过程中，进行下列冷态调整与试摆动，必要时可由上海锅炉厂锡山分厂配合。

25按下述步骤重新调整各喷嘴的实际角度；

a将各喷嘴调节机构（参见680141-D1-03中的序号7）外部的长摇臂及指针都调至0°

，并插上插销使之固定，检查炉内有无喷嘴卡住现象或影响喷嘴摆动的碎铁杂物存在。

b保持上述外部固定条件，通过调整每个喷嘴对应的调节机构（参见680141-D1-03中的序号8）上的调节螺母，使所有喷嘴都处在准确的水平位置（0±

0.5°

）,再旋紧紧固螺母。

c安装角行程电动执行器时，首先按图680124-E1-11所示，保证电动执行器摇臂与摆动机构摇臂处于同一平面后，方可点焊妥机座。

然后须保持执行器行程的水平位置（0°

）与喷嘴水平位置（0°

）正确对应，不允许从行程的起点位置或终点位置开始此项工作。

水平位置与0°

之间如有误差，应通过修正电动执行器的设定来解决。

d用执行器进行冷态全行程摆动试验十次，并作好记录。

26油枪安装后应逐个检查各限位开关的位置是否准确，避免因开关位置与气缸行程不相适应而造成开关损坏或不能按要求发出信号。

27为了向热态运行提供比较充分的依据，建议燃烧器安装后进行细致周详的冷态空气动力场试验。

28为了防止烧坏，各喷嘴始终须有风冷却，故二次风挡板全关时仍有一定空隙是正常现象，用户不应擅自将其封堵。

29运行过程中如果发现喷嘴调节机构的保险销折断，首先应查明原因，排除故障，然后再调整摆动执行机构，使二摇臂的销孔对准，从新调换保险销。

30常检查煤粉管道上的接头位置是否正常，是否因未能正常吸收膨胀而对燃烧器构成威胁。

31各火焰监视器的冷却一刻不能停止，故须经常检查各冷却风管有无折瘪现象。

另外与油枪相接的金属软管，亦须防止因过过份扭曲而损坏。

32燃烧器喷嘴摆动系统不允许长时间停在同一位置，尤其是停在同一向下的角度，每班至少应人为地摆动一至二次。

33所有穿过燃烧器面板的导管（如高能点火器导管、火检导管等）应该与燃烧器内护板进行密封焊，焊接时要打开燃烧器外护板。

三二次风挡板及控制

燃烧器每层风室均配有相应的二次风门挡板。

每角主燃烧器配有26只风门挡板，