国产660mw超超临界锅炉燃烧器损坏原因分析及处理

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1、国产660MW超超临界锅炉燃烧器损坏原因分析及处理孙俊张文(大唐信阳发电有限责任公司河南信阳平桥区464000)摘要：近年投产的600MW及以上超临界锅炉燃烧器存在较多扩锥损坏现象，本文从燃烧器的结构设计、运行调整等方面分析了原因，结合燃烧器改造和燃烧调整，有效地解决了这一难题。关键词：超超临界；燃烧器；扩锥损坏；燃烧调整0引言某电厂660MW超超临界锅炉自2009年3月投产以来，运行中有燃烧器稳燃齿环脱落情况，至10月小修检查，发现锅炉燃烧器区域结渣比较严重，燃烧器多数被烧损。本文从燃烧器结构、燃烧调

2、整、小修技改等多个方面，分析燃烧器损坏原因及采取的措施，取得了较好的效果。1设备概况某电厂3号锅炉为国内某锅炉厂生产的DG2000／26.15-II2型超超临界变压直流炉、单炉膛、内螺纹螺旋管圈水冷壁、一次中间再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构П型锅炉，前后墙对冲燃烧方式，采用冷一次风机正压直吹式制粉系统，每台炉配6台ZGM-113G型中速磨煤机，每台磨对应6个低NOx旋流燃烧器。1.1锅炉主要设计参数表一名称单位BMCRBRL过热蒸汽流量t/h20001899.5过热器出口蒸汽压

3、力MPa26.1526.03过热器出口蒸汽温度℃605605再热蒸汽流量t/h1638.81551.9再热器进口蒸汽压力MPa4.924.65再热器出口蒸汽压力MPa4.674.41再热器进口蒸汽温度℃349342再热器出口蒸汽温度℃603603省煤器进口给水温度℃2922881.2设计煤种特性燃煤采用平顶山矿区原煤，设计煤种：收到基低位热值为20.03MJ/kg，Mar=8%，Vdaf=25.23%，Aar=31.56%，灰的变形、软化、熔化温度均大于1500℃。1.3锅炉燃烧器布置特点锅炉采用前后墙

4、对冲燃烧方式，36只燃烧器按3层6列布置，使得沿炉膛宽度方向热负荷及烟气温度分布更均匀，前墙自下而上为A、B、E三层，后墙自下而上为F、D、C三层（如图1），最上层燃烧器上方布置有16只燃尽风风口，减少NOx的生成。图1炉膛燃烧器布置侧视、前视图1.4燃烧器结构特点图2燃烧器结构图该煤粉燃烧器为某锅炉厂自主设计生产的低NOx轴向旋流煤粉燃烧器，突出燃烧稳定性与低NOx分级燃烧技术。此燃烧器将燃烧用空气分为四部分：即一次风、中心风、辅助风、旋流风（如图2）。一次风粉混合物经过煤粉浓缩器，使煤粉气流产生径向

5、分离：浓煤粉气流从一次风管圆周外侧经过稳燃齿环进入环形回流区着火燃烧，淡煤粉气流从一次风管中心区域进入内回流区着火燃烧。一次风管出口处较厚的扩锥使一、二次风分离并形成一个夹角，通过高速的一、二次风的卷吸，在该夹角范围内形成一个稳定的环状回流区，使得进入该回流区的浓煤粉气流的着火热大大降低。喷口处有稳燃齿环，可以增加煤粉气流的湍动度，进一步提高煤粉气流着火速度。一次风扩锥可以推迟二次风的混入，提高回流区的温度。因此在以上因素的共同作用下，煤粉气流在离开燃烧器喷口后能够迅速着火，并稳定燃烧。燃烧器中心风管内

6、布置有油枪、高能点火器等设备，小流量的中心风通过中心风管送入炉膛，油枪运行时用作部分燃油配风，油枪停运时可以调节燃烧器中心回流区位置，控制着火点，获得最佳燃烧工况，同时还起到冷却、防止烟气倒灌及灰渣积聚的作用。辅助风和旋流风通过燃烧器内同心的内外二次风环形通道、在燃烧的不同阶段喷入炉内，实现分级供风，降低氮氧化物的生成量。2燃烧器损坏情况及原因分析2.1燃烧器损坏情况简述某电厂3号锅炉小修时发现有多个燃烧器扩锥损坏、稳燃齿环变形脱落，大部分扩锥都有裂纹，严重的裂纹较大，开裂部分脱落（如图3、图4），且一

7、次风扩锥损坏较为严重，多发生在中上层，损害程度由下层往上层呈递增趋势，具体情况：B3、B5、B6、D1、D3、D4燃烧器一次风扩锥和稳燃齿环脱落；E1、E5、E6、C1、C2、C3燃烧器一次风扩锥及稳燃齿环脱落，二次风扩锥需更换；E2、E3、E4、C4、C5、C6中心筒变形；其余燃烧器损坏较轻，补焊加固即可使用。图3图42.2某电厂燃烧器与HT-NR3型燃烧器结构特点分析 HT-NR3型煤粉燃烧器是日立－巴布科克公司生产的技术比较成熟的低NOx旋流燃烧器，设计考虑了煤质变化的适应性，在国内多台机组上使用

8、过，没有发生扩锥开裂损坏情况。为了分析燃烧器扩锥开裂原因，将某电厂燃烧器与HT－NR3型燃烧器的结构进行对比。从燃烧器结构来看，两种燃烧器都采用了类似的两层扩锥（如图5、图6），将燃烧器内气流分为一次风、内二次风和外二次风。图5某电厂燃烧器侧面图6HT-NR3型燃烧器侧面从扩锥的结构来看，两种燃烧器有很大差别。正面观察，HT－NR3型燃烧器两层扩锥均分为四个90º的扇形（图8），四个扇形之间留有一定的缝隙；而某电厂燃烧器扩锥为整体铸造的圆锥