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低氮燃烧器介绍及燃烧调整,燃烧,焚烧,介绍,调整,调剂
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第 26 卷第 5 期 电 站 系 统 工 程 Vol.26 No.5 2010 年 9 月 Power System Engineering 13 文章编号： 1005-006X(2010)05-0013-03 1000 MW 超超临界机组不投油最低负荷稳燃特性试验研究 华北电力科学研究院有限责任公司 杨 磊 李前宇 温志强 摘 要 ： 介绍了 1000 MW 超超临界机组的不投油最低负荷稳燃特性，通过对于低负荷稳燃机理的分析给出低负荷稳燃应注意的两个方面，并通过试验说明采用切圆燃烧方式的大容量锅炉机组使用 PM 燃烧器对于低负荷稳燃有着良好的效果。 关键词： 1000MW；超超临界锅炉；调峰；不投油最低负荷稳燃；试验研究 中图分类号： TK224.1 文献标识码： A Study of 1000MW Ultra-supercritical Boiler Unit Oil-free Minimum Load Stable Combustion YANG Lei, LI Qian-yu, WEN Zhi-qiang Abstract： The characteristic of 1000MW Ultra-supercritical boiler unit oil-free minimum load stable combustion is described. The mechanism of stable combustion at minimum load is analyzed and should pay attention to two aspects of minimum load stable combustion. Large capacity unit that using the mode of tangential circle combustion for the use of PM Burner was noted by test method has good characteristic of minimum load stable combustion. Key words: 1000MW; ultra-supercritical unit boiler; peak load; oil-free minimum load stable combustion; study 目前我国电负荷峰谷差越来越大， 对发电机组的调峰性能甚至是深度调峰性能提出了更高的要求， 特别是现已投产或在建的大型锅炉机组（ 600 MW 以上级）要求具有短时间深度调峰的能力， 因此在调试阶段要对机组的设计不投油最低稳燃负荷进行校验，并在锅炉机组安全运行的情况下（燃烧工况相对稳定、汽温汽压波动在合理范围内等）探索锅炉机组的低负荷稳燃极限，为机组今后的安全、经济运行和参与电网调峰提供技术依据， 同时检验试验结果是否与设计相符，考核锅炉机组的性能保证值。 1 潮州 1000 MW 锅炉系统简介1本锅炉机组为哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的超超临界变压运行直流锅炉，采用型布置、单炉膛、改进型低NOxPM（ Pollution Minimum） 主燃烧器和 MACT（ Mitsuibishi Advanced Combustion Technology）型低 NOx分级送风燃烧系统、反向双切圆燃烧方式，炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、循环泵启动系统、一次中间再热、调温方式除煤/水比外，还采用烟气分配挡板、燃烧器摆动、喷水等方式。锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构。燃油采用 0 号轻柴油。锅炉出口蒸汽参数为 26.25 MPa(a)/605/603 ，对应汽机的入口参数为 25.0 MPa(a)/600/600 ，其它参数见表 1。 锅炉的汽水流程以内置式汽水分离器为分界点， 从水冷壁入口集箱到汽水分离器为水冷壁系统， 从分离器出口到过热器出口集箱为过热器系统，另有省煤器系统、再热器系统和启动系统。过热器采用煤 /水比作为主要汽温调节手段，并配合 3 级喷水减温作为主汽温度的细调节， 喷水减温每级左右两点布置以消除各级过热器的左右吸热和汽温偏差。 再热器调温以烟气挡板调温为主，燃烧器摆动调温为辅，同时 收稿日期： 2010-03-29 杨磊 (1981-)，男，工程师，工程硕士。北京， 100045 在一、二级再热器之间的连接管上装有事故喷水装置。 表 1 系统参数 项 目 数 据 最大连续蒸发量 (B-MCR) 3110 t/h 额定蒸发量 (BRL) 2956 t/h 额定蒸汽压力（过热器出口） 26.25 MPa(a) 额定蒸汽压力（汽机入口） 25.00 MPa(a) 额定蒸汽温度（过热器出口） 605 蒸汽流量（ B-MCR/BRL） 2469.16/2356.64 t/h 进口 /出口蒸汽压力（ B-MCR） 5.498/5.218MPa(a) 进口 /出口蒸汽压力（ BRL） 5.274/5.004MPa(a) 进口 /出口蒸汽温度（ B-MCR） 358.6 / 603 进口 /出口蒸汽温度（ BRL） 353.6 / 603 给水温度（ B-MCR） 303.3 给水温度（ BRL） 299.8 燃烧器采用无分隔墙的八角反向双切圆燃烧方式， 全摆动燃烧器。 共设 6 层一次风口， 3 层油风室， 10 层辅助风室。整个燃烧器与水冷壁固定连接，并随水冷壁一起向下膨胀，燃烧器共 48 只，布置于前后墙上，形成二个反向双切圆，以获得沿炉膛水平断面较为均匀的空气动力场。燃烧器共 6层煤粉喷口，每层与 1 台磨煤机相配，主燃烧器采用低 NOx的 PM 型煤粉燃烧器，每只煤粉喷嘴中间设有隔板，以增强煤粉射流刚性，在主燃燃烧器的上方为 OFA 喷嘴，在距上层煤粉喷嘴上方 7.2 m 处布置有 4 层附加燃尽风 AA（ Additional Air）喷嘴，其作用是补充燃料后期燃烧所需要的空气，同时实现分级燃烧达到降低炉内温度水平，抑制NOx的生成，此 AA 燃尽风与 OFA 风一起构成 MACT 低NOx燃烧系统。每只燃烧器各装有 3 只机械雾化式油枪，全炉共 24 只油枪，其总容量为 30% BMCR，用于锅炉点火稳燃和低负荷稳燃，每只油枪均配有高能点火装置。 制粉系统采用一次风正压直吹式制粉系统。 每台锅炉设有 6 台 ZGM133G 型液压变加载中速磨，最大出力为 99.85 t/h，额定出力为 79 t/h。正常运行时， 5 台运行， 1 台备用，每台磨煤机引出的 4根煤粉管道经分配器出 8条煤粉管道连接到锅炉前墙或后墙同一层燃烧器。 密封系统采用 2 台离心14 电 站 系 统 工 程 2010 年第 26 卷 式密封风机，一运一备。 为了节约吹管和整套启动中的燃油消耗， 锅炉设置了较为成熟的等离子点火装置。根据煤质条件，实现无油点火或少油点火。 在锅炉正常运行时， 该燃烧器具有主燃烧器功能，且其出力及燃烧工况与原来保持一致。 2 低负荷稳燃原理2 3一次风粉射流从一次风喷口射入炉膛后， 主要靠从射流外侧卷吸炉内的高温烟气来提供着火供热， 一次风粉混合物的火焰传播速度一般为 1.5 6.0 m/s，而一次风粉输送速度却是 20 30 m/s， 因此在燃烧器喷嘴出口处稳定的着火只可能发生在一次风粉射流的边缘处。但是，自由射流的外边界处速度梯度趋于零，几乎没有湍流扰动，传热传质的作用很差，此外射流离开喷口后向外扩张，煤粉颗粒因惯性作用集中在射流内侧，射流获得的热量必须首先加热外侧的空气，然后才能对煤粉加热， 因此要保证风粉混合物的稳定着火就必须在一次风粉射流边缘提供足够维持稳定燃烧的热量并加大回流流量。本燃烧器采用 PM 煤粉燃烧技术，煤粉经过PM 煤粉分离器分离后，分成浓淡两相，这两相煤粉分别进入浓、淡煤粉燃烧器，减小了大容量锅炉机组单个燃烧器喷嘴的热负荷，使一次风的携粉率得到合理分配。在这两种煤粉燃烧器煤粉喷嘴体内设置了导向板用以分隔 PM 煤粉分离器分离后形成的浓相煤粉气流和淡相煤粉气流， 在燃烧器喷口内设置有波形钝体，该钝体与喷嘴体内导向板一起使浓、淡相煤粉气流一直保持到燃烧器出口。在波形钝体出口处，形成一个稳定的回流区，回流区中的烟气使得每个煤粉燃烧器初燃段浓淡两相得到相对分离， 并使火焰稳定在一个较宽的负荷变化范围内，有利于保证及时着火及燃烧稳定。但是对于单个直流燃烧器所形成射流的着火条件较差， 必须依靠上游邻角的火焰和提高回流区的稳定性来稳燃。 当锅炉负荷降低到一定程度时，炉温下降明显，为了维持必要的煤粉混合物输送速度，一次风中的煤粉浓度将大为降低，同时二次风速度也要降低，炉膛中火球的转动强度逐渐减弱，以至于不投油最低负荷运行时，火球不能自行稳定燃烧，因此每个煤粉喷嘴必须具有自稳燃能力， 而不是单单依靠邻角燃烧器燃油火焰的助燃， PM 燃烧器恰恰符合了这一要求。 以 Qz表示煤粉气流达到着火温度所必须的着火热；以Qg表示外界提供给煤粉射流的着火供热，要使一次风煤粉气流着火，应保证稳燃指数 e=Qg/Qz1， e 值越大，则着火越稳定。由上式可见，煤粉气流若要稳燃，应从两个方面着手：一方面尽可能降低着火热；另一方面应加强着火供热。 2.1 降低着火热 着火热包括用于加热煤粉和一次风所需的热量， 以及使煤粉中水分蒸发与过热所需的热量。 下面讨论单喷口一次风煤粉气流着火热的影响因素。 (1) 着火温度 tz越低，所需的着火热越小，影响着火温度 tz的因素主要包括以下 3 点： a. 燃料性质。燃料中的可燃基挥发分越高，着火温度越低。当燃料中灰分和水分增大时，发热量降低，在炉内还要消耗部分热量用来水分蒸发、过热及灰分的加热，致使燃料消耗量增大，着火温度升高，会使着火热显著增大。 b. 煤粉细度。煤粉细度对着火温度的影响比较复杂，对于煤粉云团，其小颗粒团的热容量小，能迅速加热到着火温度，所以 tz会降低。 c. 煤粉质量浓度。理论和实践均证明，着火温度是随着煤粉质量浓度提高而降低， 当然煤粉质量浓度也不是越高越好，因为过高的煤粉质量浓度还涉及到煤粉输送、燃尽等方面的问题。 (2) 一次风量和风速的影响。 增加一次风量会使着火热增加，着火过程推迟。就组织燃烧而言，一次风量只需保证煤粉的挥发分燃烧即可， 但是一次风量还应满足输送煤粉的需要， 同时还要考虑制粉系统干燥出力及磨煤机中通风量的要求。 (3) 风粉气流初温的影响。提高一次风粉气流的初温t1可降低着火热，使着火点位置提前。 (4) 燃煤量的影响。将燃煤量分成几股（一般为 2 股）来降低每股的着火热，保证其中的 1 股（浓粉）优先着火，然后再通过这一股燃烧所释放的热量来点燃另一股 （淡粉） ，浓淡煤粉燃烧器就是通过将煤粉气流分成浓淡 2 股， 由于浓煤粉气流着火温度低，使其首先着火，然后再用它点燃淡煤粉气流。 2.2 强化着火供热 (1) 建立稳定的高温热源。 为确保低负荷状态下锅炉稳定燃烧，电厂一般都装设一层或几层油枪，在锅炉燃烧不稳定时利用油燃烧释放的大量热量来建立稳定的着火热源。 (2) 提高回流热烟气的“质”和“量”。点燃煤粉的着火热主要来源于热烟气的回流。为改善煤粉气流的着火条件，稳定着火，除增大烟气回流量外，通过提高回流烟气的温度水平，煤粉的早期燃烧，提高着火供热的“质”。一般通过一次风口集中布置等办法提高回流烟气的温度水平。 另外，注意到在切向燃烧锅炉中，一次风粉射流温度向火面比背火面一般高 50 150 ，因此为提高燃烧器的稳燃能力，应充分利用向火面高质量的烟气回流。目前一般利用钝体、高速射流引射等办法加大回流量，形成高温、低速、热质交换强烈的回流区， 增加煤粉气流与高温烟气的接触面积并延长煤颗粒在这一区域的停留时间， 来提高回流烟气的 “量” 。 3 1000 MW 超超临界机组最低负荷不投油稳燃试验 按照锅炉厂设计， 本锅炉的最低不投油稳定燃烧负荷为30% B-MCR，对应的主汽流量约为 933 t/h。 试验采用滑压方式运行。为保持机组稳定、合适的主、再热汽温，低负荷稳燃试验过程中保留相邻 A/B 或 A/B/C磨煤机运行，以集中炉膛热负荷保证锅炉的稳定燃烧。试验过程见表 2。 2009 年 10 月 23 日 20:52 潮州三百门发电厂 3#机组负荷首次达到 800 MW， 3 号炉低负荷稳燃试验始于 2009 年10 月 24 日 02:30，止于 10 月 24 日 04:30；试验结果表明该机组不投油稳定燃烧负荷为 300 MW， 锅炉蒸发量 943 t/h（电负荷为 300 MW），运行工况稳定，燃烧稳定、火焰良好，负压稳定，试验取得成功。在燃用设计煤种的条件下，电负第 5 期 杨 磊等： 1000 MW 超超临界机组不投油最低负荷稳燃特性试验研究 15 荷 300 MW 时， A、 B、 C 磨运行工况下，不需要投油稳燃，通过控制合理的一、二次风率以及燃烧调整，炉内燃烧工况能稳定，主要参数符合设计值，本锅炉具备短时间内深度调峰能力。但考虑到以后生产运行过程中煤质的变化，以及汽温参数的要求，建议潮州 3 号机组正常调峰负荷不宜低于400 MW。试验参数见表 3。 表 2 试验过程 时 间 内 容 2009 年 10 月 23 日 20:52 3 号机首次达到 800 MW（并连续运行 12h）2009 年 10 月 24 日 01:56 燃烧稳定， 等离子已停弧， 控制煤量保持 A、B、 C3 台磨运行，锅炉保持干态运行。 2009 年 10 月 24 日 02:30 低负荷稳燃试验开始计时。 2009 年 10 月 24 日 04:30 低负荷稳燃试验结束。 表 3 试验参数 序 号 名 称 数 值 1 负荷 /MW 300 2 主汽流量 /t h-1943 3 主汽温度 / 561 4 主汽压力 /MPa 17.43 5 再热汽温度 / 547 6 再热汽压力 /MPa 1.56 7 给水流量 /t h-1924 8 给水压力 /MPa 18.53 9 给水温度 / 232 10 省煤器出口温度 / 287 11 总煤量 /t h-1129 12 A 磨煤量 /t h-141.6 13 B 磨煤量 /t h-141 14 C 磨煤量 /t h-146.3 15 总风量 /t h-11617 16 总一次风量 /t h-1281.6 17 排烟温度 A/B/ 120/122 18 热一次风温 A/B/ 270.1/268.1 19 热二次风温 A/B/ 275.4/275.1 4 结 论 (1) 制粉系统：对于煤质要严格控制，在低负荷时最好燃用设计煤种以确保锅炉的燃烧稳定， 如果煤种较设计煤种偏差较大，应适当提高负荷或投油稳燃（对于配备等离子点火装置的锅炉机组可以投入等离子稳燃）。对于煤粉细度要控制在合理范围内， 低负荷时可将煤粉细度较正常运行时变细。 可以适当提高磨煤机的干燥出力提高风粉混合物的出口温度。一次风速根据风煤比曲线进行调整，图 1 为试验优化后的风煤比曲线。 尽量投运带等离子点火装置及其相邻层制粉系统以保证燃料集中燃烧， 提高入炉煤粉浓度， 稳定燃烧。 (2) 燃油系统： 在负荷降低至不投油最低负荷时应将燃油系统循环备用，并且检查燃油系统保证能够随时投入稳燃， 一旦燃烧出现不稳症状 （负压大幅摆动， 火检明显变差，汽温汽压降低且波动等）应果断投油助燃。 (3) 二次风配风：为了稳燃投煤区域的燃烧状况，适当减小 A、 B、 C 三层燃烧器喷口辅助风（周界风）量，而加大上层二次风（助燃风及未投运燃烧器喷口的周界风）的给入量使煤粉燃尽。因为低负荷时，喷燃器周围温度较低，若投运燃烧器喷口的周界风增加，煤粉着火会推迟，对稳燃不利。而上层选择较高的助燃风速有利于卷吸高温烟气，使着火后的煤粉射流及时与空气强烈混合， 提供充分燃烧所需的氧量，弥补一次风穿透力不足的缺点。在燃烧器区，随烟气向上流动，烟气量逐渐增加，火焰中心一般靠喷燃器组中心高度偏上方，烟气流速靠上方最大，使上二次风射流上翘，开大上层辅助风，以提高上层风速对混合和后期燃烧有利。关小下层辅助风，以提高炉下部温度，对着火引燃有利。根据运行实践，各层助燃风以倒塔型为好，即上层辅助风开得大，中间较小，下层最小但应保证一定量的托粉风。各风门开度见图 2，实际应用中效果较好，低负荷燃烧稳定。 100 10015205010015020002510煤量t/h风量t/h图 1 试验优化后的风煤比曲线 图 2 各风门开度 (4) 该锅炉燃用设计煤种不投油低负荷稳燃特性良好， 汽温正常，减温水量正常，燃烧稳定，且火焰明亮，完全不需要等离子及燃油助燃，说明 PM 新型燃烧器稳燃特性良好。 (5) 试验有力地支持了燃烧理论， 不投油低负荷稳燃保证好两个方面因素：低着火热（集中投运燃烧器、细化煤粉细度、提高磨煤机干燥出力、适当降低一次风量合理配置二次辅助风等）与高着火供热（减负荷要慢，降低机组的负荷至目标负荷 +5%的负荷值，降负荷的速率应控制在 1 MW/min 以内，并在各整数负荷点稳定 5 min 以上，尽量减少锅炉工质热量外排等），低负荷稳燃效果良好，并能良好体现本锅炉的深度调峰能力。 (6) 做低负荷稳燃试验之前应确认在前期调试中火检的正确显示及灵敏度的调整， 防止由于火检消失造成锅炉全炉膛灭火 MFT 误发。 (7) 对于锅炉氧量的控制， 愈大，则送风量增加，炉内介质充满度好，利于风粉混合和经济燃烧，但炉膛温度会下降。当负荷在 500 800 MW 之间且煤质较好，炉内温度水平较高， 可取大一些，炉膛含氧量在 3.5% 4%左右为宜。但当负荷逐步降低，炉温也进一步降低，煤粉着火更加困难，调整以稳燃为主，送风量应适当降低，以提高炉内风粉浓度，减少送风对炉内温度的干扰，当带 310 MW 甚至更低至 300 MW负荷脱油时， 氧量以 3.0%左右为宜。 参 考 文 献 1 M A 菲尔德 , 等 . 煤粉燃烧 M. 水利电力出版社 , 1989. 2 J Zelkowski. 煤的燃烧理论与技术 M.华东化工学院出版社 , 1990. 编辑：闻 彰 第9警第4期1995年12月东方电气评论DONGFANG DIANQl PINGLUNVoI9 No4Dec1995国外煤粉燃烧器技术的新进展华北电力设计院何季民摘要舟绍分析丁三羹公司。船柢PM燃烧器。、巷国B8Lw公司。DSj基烧器。和石川岛播磨公司。内部分隔壹WR燃烧器”对于煤橱燃烧器高敲度拄术的发瞪提出了一些看法关键词火电机组煤粉燃烧器浓缩调节浓谈燃烧1 前言近几年来，国外电站锅炉煤粉燃烧器技术的发展仍然是围绕降低NOx和强化稳燃两个主要问题，在高浓度燃烧关键技术浓缩调节技术方面开发研究，近期较新的成果主要是德国B&W公司的“DS燃烧器”、三菱公司的“超低PM燃烧器”和石川岛播磨公司的“内部分隔型WR燃烧器”。前两者已经实用，后者正在研制中。本文专此作些分析介绍。(由于关于煤粉高浓度燃烧技术的一些概念和名称没有统一，为叙述方便准确，本文把“局部浓姨燃烧”、。器内分级燃烧”和“浓淡分区燃烧”等统指燃烧器出口一股火焰不同浓度区域燃烧的概念，统一称为；“局部浓淡燃烧”)。2三菱超低PM燃烧器为了进一步降低NOx，强化稳燃，减步未燃分，三菱公司在PM燃烧器的基础上又发展出了所谓“High turndomn PM 4burner”(本文译为“超低PM燃烧器”)，已在350MW机组煤粉锅炉上应用成功为制造中的1000MW机组锅炉采用。日本文献透露了“超低PM燃烧器”，但是只刊出图l和困2，没有多少文字说明。尤其在图l中，横座标没有标注数值，使读者无法知道图中“淡股”、“平均值”、“浓股”和“超浓股”的AC值且在图2只有喷嘴简图，没有燃烧器其它部分，也使读者看不出入口的浓风粉流从何而来。尽管如此，也并不难分析推断出它的结构原理。21基本原理是两级浓淡燃烧分析比较图1和图2，“超低PM燃烧器”有“超浓”、“浓”和“淡”三股风粉流，进入燃烧器的是一股淡风粉流，从喷嘴出口进入炉膛的是“超浓”、“浓”和。淡”三股风粉流。“淡”股是一个疃嘴，“超浓”和“浓”股是共一个喷嘴进入炉膛，一共两个喷嘴。我们知道，浓淡燃侥本质上是不同煤粉浓度的浓淡分区燃烧。只要相近区域的风粉流具有一定程度的浓度差，就能够形成“浓淡燃烧”。由此分析在超低PM燃烧器中，浓度相对较高的“超浓”风粉流与浓度相对低的“浓”风粉流虽在同一出口同一火焰中但是也能够形成“浓淡燃收稿日期t1996一116一z7名目倒粥癌坐壤幕超酿椎ldV厂 、 岭cca “一挺风AC(kgkg)图L超低PM燃烧器稳燃原理(日本文献)最图2超1匠PM燃烧器喷嘴(日本文献)“超浓”和“浓股燃烧火焰还会与“淡”股燃烧火焰形成不同股火焰的“浓漩燃烧”。可见，“超低PM燃烧器”的基本原理还是浓淡燃烧。所不同的是，PM燃烧器是“浓一、“淡两股火焰构成一级“浓淡燃烧”。而超低PM燃烧器是“超浓”、“浓”和“淡”三股风粉流的两股火焰构成两级“浓淡燃烧”，是通过浓缩再浓缩办法在一级“浓淡燃烧”后再加一级“局部浓淡燃烧”。22浓缩调节结构是两级弯管浓淡分离目前，国外在电站煤粉锅炉直流燃烧器上实现浓淡燃烧的浓淡分离技术主要有两种：一种是以CE公司WR燃烧器为代表的“弯管喷嘴分隔板分离”技术，一种是以三菱公司PM燃烧器为代表的“弯管三通分离”技术，一般都只有一级弯管浓淡分离。超低PM燃烧器是直流燃烧器采用两级弯管浓淡分离技术的第一例。看图2，显然超低PM燃烧器的一244 东方电气评论 第。鞋浓”股、“浓”股和“淡”股三股风糨流的最台理最好解释。3 德国卿的DS燃烧器DS燃烧器是在WS旋流分级燃烧器基础上改进的，也是一种旋流分级燃烧器。德国所称的“旋流分级燃烧器”，也就是一般意义上的“双调风燃烧器”。基本原理也称为燃烧器内分级燃烧，大体是通过调节风速及风量来浓缩调节燃烧器出口的高浓度燃烧区，也就是“局部浓淡燃烧”。WS燃烧器是80年代中为燃烧西班牙无烟煤的w火焰无烟煤锅炉开发的低NOx稳燃燃烧器，随后推广到德国B&W公司的双w火焰液态排渣锅炉上。二度风 三次风内二戎凡外二次风图3 WS与DS燃烧器结构比较从圈3可看到，两种燃烧器的形状和结构相似，都是双调风燃烧器形式。WS燃烧器的内二次风是旋流，一次风和外二次风都是直流，是利用一组旋流叶片和一次风、内外三次风风量的调节在出口燃烧区形成高浓度区，其浓缩调节比较麻烦。DS燃烧器与之明显的区别有3点；一次风是旋流，外二次风改为三次风i喷嘴出口的稳焰器是齿形盘；采用三组叶片联台调节一次风、内二次风和三次风。分折以上不同点，可以看出DS燃烧器由于含煤粉的一次风也旋转，离心分离作用将使一次风在燃烧器内还未与二次和三次风混台前就发生浓淡分离，煤粉朝器壁聚集，与旋流二次风和三次风混合后仍使高浓度区在外，朝向着火面。燃烧器出口的齿形盘可以把高浓度风粉流分割成多股辫状进入炉膛，分布更加均匀稳焰效果更好。三组叶片联合凋节一次风、内二次风和三次风，形成一个费氧的内回流区能获得降低NOx的效果。据介绍，实际应用DS燃烧器的电厂锅炉部取得了良好的效果。由于它对不同煤种和二、三次风比反应不敏感，使得调节起来要比WS燃烧器简单容易；而且NOx排放量也少(如一例第4期 何季民 国外煤粉燃烧器技术的新进展 245的NOx排放量比用WS燃烧器时约降低200mgm3)。不过，无论Ds或WS燃烧器在用于w火焰锅炉燃烧无烟煤时，都还须增加旋风分离器作为专门的浓缩器，这一技术并没有改变。4 IHI内部分隔型WR燃烧器日本石川岛播磨公司(1HI)继“DF双流旋流燃烧器”和“IHIFW卧式旋风分离器燃烧器”之后，目前正在与日本中央电力研究所合作研制最新式的“内部分隔型宽调节比燃烧器”即“内部分隔型WR燃烧器”，已取得一些成功的试验结果。这种燃烧器的结构原理比较特别，其别具一格的浓缩调节机构尤其令、注目。41基本原理是局部浓淡燃烧点一次风图4内部分隔宽调比燃烧器基本结构IHI公司在分析煤粉燃烧器在低负荷不能稳燃的原因时认为主要原因是煤粉的着火性能和火焰传播速度随一次风AC增大而降低，为此必须提高一次风AC采取在燃烧器出口着火区的高浓度燃烧技术，这可保证降低NOx并低负荷稳燃。所谓“内部分隔型WR燃烧器”的基本结构原理如图4所示。设想以DF双调风燃烧器为基础，改进浓缩调节机构，增加所谓“内部分隔机构”，燃烧器中心通不含煤粉的中心风，一次风粉流从切向旋转进入燃烧器，由于离心分离作用使煤粉向管壁聚集被浓缩调节器和三层管喷嘴分隔成浓淡两股风粉流，在喷嘴出口补充二次风和三次风后，形成一股火焰的局部浓淡燃烧。与DF燃烧器不同的是，增加了浓缩调节器，改成了三层管喷嘴，浓缩调节器主要是浓缩套环主要作用是提高浓缩能力，三层管喷嘴则进一步分隔一次风粉流，两者结合能加强浓缩调节作用。可见内部分隔型WR燃烧器的关键结构是三层管喷嘴和浓缩调节套环。过去的双调风旋流燃烧器也有一次风、二次风和三次风几层喷El，但并不是这种专门浓缩分隔一次风粉流的，因此可以说这种三层管是前所未有的结构技术。42关于三层管喷嘴(1)如图5所示，使用三层管分隔一次风粉流可以有6种浓淡燃烧组合方式，典型的三种为：内层浓，中层淡，外层全风无粉，风粉混台恶劣，只能形成细长火焰，还伴有黑烟。内层淡，中层浓外层全风无粉，火焰形状大小不稳定，调风门的燃烧调节范围很小。内层全风无粉中层淡，外层浓，容易形成稳定宽大的短焰，燃烧调节范围也宽。这时高浓度区域朝外向着着火面，是比较理想的浓淡燃烧形式。最佳组合的变风量燃烧试验结果表明：当外层AC小即浓度高时，能形成良好燃烧，若Ac在3以下，能维持稳燃。(2)三层管的中层管长度是一个很重要的因素，因为它与浓缩调节套环的配合直接发挥浓缩分离的作用。在一定范时内，它的长度长些与套环的距离近些，两者配合发挥的浓缩作用就246 东方电气评论弟9告大些。反之长度短些，与套环的距离远些，配合发挥的浓缩作用就小些。3)三层管喷嘴在外层内壁靠近喷嘴处还安有一些导流棍，用以纠正风粉流沿圆周发生的偏流。这是因为在试验台比例试验中发现最低负荷只降低到25，达不到20。分析原因是喷嘴喷出的风粉流沿圆周发生偏流，使得圆周煤粉浓度分布不均，导致在更低负荷难以维持着火稳燃。为此，用合适长度和形状的导流棍安装在高浓度风粉流的通道壁上能有效地纠正沿圆周的煤粉浓度分布不匀现象。43关于浓缩调节套环内部分隔型wR燃烧器是通过调节中心管外壁的i农鳍调节器来浓缩调节燃烧煤粉浓度，这种浓缩调节器实际是套在中心管外壁的可调节套环，通过改变套环的位置来分离并调节向管壁聚集的煤j陆浓度和旋转强度。图6示日丁小阿蟛状和大小的套环。 内甚敲中层谖外层全凡无精风糟混台怒劣月髂形成绷长火焰，妊伴宥黑姻蛾姨净风o内屡姨中层址，外屡垒风 无柑，火焰形状大小不毫定-调风门盼燃烧调节箍圈校小Q内县垒风无输中层谈外层浓，窖暑形成稳定宽大的短焰-燃烧调节范围也宽漱 技净风圈5三层管喷嘴的型式选择(1)五种形状套环中，双面锥形套环的浓缩调节能力最大。(2)三种不同直径的双面锥形套环在轴向移动，图7是浓缩比测量结果，反映套环大小位置与浓缩调节效果的关系。当套环的直径小到一定程度，移动套环就不能改变浓缩性能。(3)套环对流速分布的影响母拄母啦：od 。圈6不同形状和大小的套环双调风燃烧器稳燃的作用之一是在燃烧器出口形成内回流区，而内部分隔wR燃烧器的三层管和套环结构有可能改变喷嘴出口的风粉分布，尤其在低 燃烧器口管 中层管畸晴负荷燃烧时，移动套环在局部形成的高 ；。速风，会不会妨害出 28口形成内回流区，降 8 z
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