燃用设计煤种、锅炉最大连续出力(BMCR)时燃烧器的主要设计参数:
| 序号 | 名称 | 设计值 |
| 1. | 单只煤粉喷嘴输入热值 | 191.4×106KJ/H |
| 2. | 二次风速度 | 50.1m/s |
| 二次风温度 | 317℃ | |
| 二次风率 | 69.8% | |
| 二次风中燃料风比例 | 19.2% | |
| 二次风中辅助风比例 | 60.85 | |
| 燃尽风比例 | 19.95 | |
| 8. | 一次风速度(喷口速度) | 23.1m/s |
| 一次风速度(煤粉管道) | 22.8m/s | |
| 10. | 一次风温度 | 77℃ |
| 11. | 一次风率 | 30.2% |
| 12. | 燃烧器一次风阻力 | 0.5Kpa |
| 13. | 燃烧器二次风阻力 | 1.0Kpa |
| 14. | 相邻煤粉喷嘴中心距 | 10/1630 |
(1)本燃烧器是采用引进的技术设计和制造。燃烧器布置在四角上,为四角切圆燃烧系统。(见图1)
(2) 制粉系统配置六台HP1003中速磨煤机系统。每台磨带四角一层一次风喷嘴, 正常工况下投运四台磨煤机带MCR工况,非正常工况下允许五台磨煤机带ECR工况。
(3)采用上下浓淡型燃烧器。
煤粉流过燃烧器入口弯头时,大部分煤粉颗粒在离心力的作用下紧贴弯头外沿进入煤粉喷管,煤粉喷管中的隔板将一次风分成浓淡两股,从而提高了一次风喷嘴出口处的煤粉浓度。一次风喷嘴中装有V型钝体,使得一次风在V型钝体前方形成稳定的回流区,卷吸高温烟气,起到稳定火焰的作用;另外在燃烧初期,浓淡分离技术有利于降低NOx的排放量。
(4)四个角的燃烧器喷嘴拥有各自的摆动连杆。通过摇臂装置和主连杆由摆动气缸装置驱动上、下摆动各20,二次风喷嘴可上、下摆动各30,顶部手动二次风喷嘴可上摆动30、下摆动各5。在锅炉运行中,通过燃烧器摆动可以调节再热器温度。燃烧器喷嘴摆动的控制应接入CCS系统。如CCS系统未投入或摆动控制从CCS暂时解列时,为保证喷嘴摆动机构正常运行,每天在适当时候应由人工操作上下摆动喷嘴,然后恢复到原始位置。
(5)燃烧器风箱中设有3层共12支蒸汽雾化油,油总出力为30%BMCR。
(6)燃烧器风箱中设有1层共4支机械雾化点火及暖炉油,油总出力为10%BMCR。
(7)每支油配有20J高能点火器一套,点火时由进退机构控制。
(8)为了便于工地安装和保证气流射入炉膛角度,故将燃烧器与水冷套(燃烧器区域水冷壁)组装成一体后出厂。
(9)燃烧器箱壳用螺栓连接固定在水冷套上。在箱壳中心的16只高强度螺栓作紧固用,其余的螺栓并不完全拧紧,可允许箱壳与水冷壁间作相对位移,在各种工况下吸收箱壳与水冷壁间的胀差。
燃烧器布置方式
燃烧器箱壳由隔板分成若干风室。各风室出口处布置喷嘴,风室的入口处布置二次风门挡板。顶部二次风喷嘴为手动,单独摆动。其它一、二次风喷嘴按协制系统给定的信号同步、成组上下摆动。
燃烧器结构
(1)摆动机构
本燃烧器喷嘴摆动由气动驱动装置通过连杆机构和内外摆动机构装置实现。
a、外摆动机构
布置在箱壳外部的外摆动机构的作用是一组喷嘴摆动传动力矩。
外摆动机构有左右手之分。
b、内摆动机构
内摆动机构是将外摆动机构的驱动力矩传递给喷嘴的过渡机构,主要由一个90曲柄和连杆座轴组成。
内摆动机构也有左右手之分。
(2)一次风室(图2)
一次风室主要由一次风、一次风喷嘴等组成。一次风喷管安装在前后安装板上,一次风喷嘴安装在一次风喷管上。一次风喷嘴较易烧坏或磨损,可与煤粉浓缩器一起抽出检修。
(3)燃烧器胀差的吸收
燃烧器箱壳与水冷套之间用高强度螺栓连接(图3)。运行中,箱壳随水冷壁一起向下膨胀。燃烧器箱壳用螺栓连接固定在水冷套上。在箱壳中心的16只高强度螺栓作紧固用,其余的螺栓并不完全拧紧,可允许箱壳与水冷壁间作相对位移,在各种工况下吸收箱壳与水冷壁间的胀差。
(4)箱壳与门孔
箱壳由内壁板、保温层、外护板三层组成。燃烧器箱壳的保温层、外护板和箱壳组装后出厂。箱壳的门孔分为内壁板门孔和外壁板门孔。热态运行时内门孔与箱壳内壁有相同的温度,无胀差问题。外门孔盖上敷有保温材料。热态运行时外门孔盖与内门孔盖温度不同,就有胀差问题,故外门孔盖上开有长圆孔。
外门孔盖支撑(图4)既是外门孔盖的固定支撑点,又是箱壳护板的支撑点。其一侧与箱壳内壁板相连,另一侧与箱壳的外门孔盖相连。由于内外侧温度不同,故将支座角钢分段,每段用一个刚性支点,两端用两个支点。这种结构对于保持箱壳结构形状,减少箱壳变形问题很重要,必须予以充分考虑,否则会影响摆动机构的灵活性,以致喷嘴摆动发生困难。
(5)外护板(图4)
箱壳保温层外侧设置了外护板,用来保护保温材料,改善箱壳的外观。
箱壳外护板用压制Y型夹板镶嵌到护板的附板上,附板焊接到夹板上与箱壳成为一体。
附板与箱壳的连接都是柔性的,外护板与箱壳间可以发生相对位移。热态运行时可以吸收外护板与箱壳间的胀差。
此外,箱壳上突出来的零件,如箱壳刚性连接板、外摆动机构、摆动喷嘴气缸底座、二次风门挡板转动轴驱动装置的支座等,凡是处于外护板外侧的部分,在穿出护板处均考虑了膨胀与密封问题。
(6)导向板
为了防止太大的涡流,减少二次风流动阻力损失,改善由于气流转向引起的气流偏斜,在一次风风室、二次风风室分别设置了导向板,使喷嘴出口处的风量分配均匀。
(7)二次风门挡板
二次风门挡板设计成倾斜布置(全闭状态)、非平衡式(图5)。目的是锅炉起停时,防止由于炉膛负压过大引起水冷壁管向内弯曲。一旦出现此种工况,挡板会借助两侧的压差产生的转矩自动打开,大量空气进入炉膛,炉内负压迅速减小。反之,炉膛发生爆炸时,挡板会自动关闭。但必须注意风门挡板的倾斜安装位置。
二次风门挡板控制作为锅炉协制系统和炉膛安全监视系统的一部分,其功能满足:
a、根据机组启停需要,风门挡板自动启闭;
b、根据机组负荷与每层喷嘴投入的燃料量自动调节开度;
为了延长喷嘴使用寿命,不让停用的喷嘴烧坏,停用的喷嘴必须通入一定量的冷却风。挡板全闭位置时漏风面积为相应风室流通面积的5%左右。
(8)燃烧器起吊
为方便箱壳制造、运输、和安装,设置燃烧器吊架。吊架分为立式和卧式两种。
a、立式吊架位于箱壳顶部。箱壳安装时使用该吊架。耳板起吊孔中心通过箱壳重心,以防止箱壳起吊时受弯矩产生变形。
b、卧式吊架是在箱壳的刚性连接板之间设置二根横梁。每根横梁上伸出起吊耳板,耳板的轴线通过箱壳重心,也可以防止箱壳起吊时受弯矩产生变形。
注意:
箱壳卧式起吊架在燃烧器工地安装结束后必须割掉(不要损坏吊架两端的刚性梁连板),以免妨碍箱壳热态运行时的膨胀。
(9)燃烧器包装与运输
为了防止燃烧器运输过程中可能产生的变形,本燃烧器设有专用包装装置。
炉前油系统
炉前油系统是由管道、一次仪表、阀门等组件组成。其功能是保护、监视炉前油系统中的介质在正常的压力、温度和流量下工作,并实现FSSS和CCS的要求。简单述说如下:
系统参数:
燃烧器设有一层用于暖炉轻油油,油型式为空气雾化。4根油的总出力可达10%BMCR,最大油量约7t/h,燃油母管进油压力1.8Mpa。采用高能点火器点燃油,点火器的储能为20J,油用空气吹扫,汽压为0.7~0.8Mpa。
燃烧器设有三层用于引燃煤粉及助燃重油油,雾化方式为蒸汽雾化,对燃油粘度的要求是油前其粘度≤4°E,所以应根据实际情况加热。本系统的容量是按照锅炉30%BMCR设计,最大流量约21t/h,燃油母管进口油压1.8Mpa,雾化蒸汽温度210~250℃,压力0.7~1.2Mpa。
二次风挡板的控制:
1、燃烧器布置及风室编号:
注:H-风室高度,一次风喷嘴间距
| 序号 | 风室编号 | 风室名称 | 风室高度 |
| 1. | OFA2 | 顶部燃尽风 | H=440mm |
| 2. | OFA1 | 顶部燃尽风 | H=440mm |
| 3. | FF | 上部二次风 | H=440mm |
| 4. | F | 周界风室 | H=920mm |
| 5. | EF | 油二次风室 | H=690mm |
| 6. | E | 周界风室 | H=920mm |
| 7. | DE | 二次风室 | H=690mm |
| 8. | D | 周界风室 | H=920mm |
| 9. | CD | 油二次风室 | H=690mm |
| 10. | C | 周界风室 | H=920mm |
| 11. | BC | 油二次风室 | H=690mm |
| 12. | B | 周界风室 | H=920mm |
| 13. | AB | 油二次风室 | H=690mm |
| 14. | A | 周界风室 | H=920mm |
| 15. | AA | 下部二次风室 | H=440mm |
周界风挡板的开度是与其相关联的给煤机转速的函数(100%的给煤机转速是指5台磨运行、锅炉出力为BMCR时的给煤机转速。
3、二次风挡板的控制
二次风挡板的调节是调节大风箱的空气与炉膛出口处烟气之间的差压ΔP。
ΔP与锅炉负荷成函数关系。
4、燃尽风挡板开度的控制
5、油层风门挡板的控制
1)当油投入运行,进行锅炉冷态启动时,该油层风门挡板应在同一层四根油中的第三根投入运行后,方才打开到一定位置,然后挡板开度随着油压的变化而变化,这时油层风门挡板开度是油压的函数。
当油压为油最大出力的油压的70%时,风门开度为10%,以后随着油压的升高,风门挡板开度逐渐增加,至90%时风门全开。
2)油切除运行后,应该先进行3~6min的吹扫,接着该层油层的风门挡板做为二次风挡板投入运行(植入ΔP控制)
3)如果与油层相邻的一次风室也在运行,则油层的风门挡板应做为二次风挡板植入ΔP控制,而不管该油层的油压力如何。
6、紧急停炉和炉膛吹扫时的挡板控制
1)当因制粉系统故障或其它原因引起锅炉紧急停炉时,所有的燃烧器二次风门挡板全开。
2)炉膛吹扫时,一次风A/B/C/D/E/F的周界风挡板全关,底层二次风AA全开,其余二次风挡板植入ΔP控制。
7、二次风挡板控制汇总表
| 风室代号 | 名称 | 炉膛吹扫 | 点火及单投油 | 煤油混烧 | 单投煤粉 |
| OFA2 | 二次风 | 关 | 从75%MCR打开到100%MCR全开 | ||
| OFA1 | 二次风 | 关 | 从50%MCR打开到75%MCR全开 | ||
| FF | 二次风 | 置入ΔP控制 | 停F磨时关闭,不然置入ΔP控制 | ||
| F | F周界风 | 开度为F层磨煤机出力的函数 | |||
| EF | 油二次风 | 开 | 如投油,开度为油压的函数,不然关闭 | E/F磨均停,投本层油,开度为油压的函数,油不投则关闭,不然置入ΔP控制 | E/F均停时关闭,不然置入ΔP控制 |
| E | E周界风 | 开度为E层磨煤机出力的函数 | |||
| DE | 二次风 | 置入ΔP控制 | |||
| D | D周界风 | 开度为D层磨煤机出力的函数 | |||
| CD | 油二次风 | 开 | 如投油,开度为油压的函数,不然关闭 | C/D磨均停,投本层油,开度为油压的函数,油不投则关闭,不然置入ΔP控制 | C/D均停时关闭,不然置入ΔP控制 |
| C | C周界风 | 开度为C层磨煤机出力的函数 | |||
| BC | 油二次风 | 开 | 如投油,开度为油压的函数,不然关闭 | B/C磨均停,投本层油,开度为油压的函数,油不投则关闭,不然置入ΔP控制 | B/C均停时关闭,不然置入ΔP控制 |
| B | B周界风 | 开度为B层磨煤机出力的函数 | |||
| AB | 油二次风 | 开 | 如投油,开度为油压的函数,不然关闭 | A/B磨均停,投本层油,开度为油压的函数,油不投则关闭,不然置入ΔP控制 | A/B均停时关闭,不然置入ΔP控制 |
| A | A周界风 | 开度为A层磨煤机出力的函数 | |||
| AA | 二次风 | 置入ΔP控制 | 投A磨时全开,不然置入ΔP控制 | ||
1)各风门采用层控:手操时各层均能分开控制。
2)锅炉启动,点第一层油时,须待第三角油点燃后,方可开启挡板。
3)投粉后50秒才可开启该层周界风,段粉后50秒再关闭该层周界风。
4)MFT发生时,所有挡板全开。
5)ΔP为二次风大风箱中的空气与炉膛出口处烟气之间的差压。ΔP值随运行工况变化而变化,BMCR时ΔP≤1000Pa。下载本文