超临界锅炉技术介绍燃烧部分,上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works,Ltd. （SBWL）,燃烧设备设计特点,采用从美国阿尔斯通能源公司引进的低NOX同轴燃烧系统(LNCFS)技术 具有较强的煤种变化适应性,低负荷稳稳燃能力和较高的燃烧效率 能有效地防止炉膛结渣 具有较强的控制烟温偏差能力 低NOX排放特性,,美国阿尔斯通能源公司业绩,美国营业额最大的锅炉制造公司 掌握有丰富的煤燃烧设计、运行经验以及领先于全球的技术 拥有超过500台的切圆燃烧锅炉的业绩，总的装机容量大200GW 能为每一份新的锅炉订单提供最优化的燃烧系统设计,,阿尔斯通切圆燃烧技术对全球的影响,日本的三菱重工业株式会社 法国的斯坦因公司 德国的EVT公司 意大利的佛郎哥托西公司 我国引进300MW和600MW亚临界控制循环锅炉设计和制造成套技术 采用切圆燃烧技术的锅炉性能优良，已成为我国各大电网中的主力机组,,锅炉总体布置,燃烧器风箱组件的布置,在炉膛四角布置有单独的燃烧器风箱组件 燃料层和空气层间隔布置 每层均布置有一个风门挡板，用来调整空气沿风箱高度的分配 燃料和空气切向位于炉膛中心的一个假想切圆 燃料着火并在炉膛中形成一个旋转的“火球”,,典型燃烧器风箱组件隔仓结构,,,煤粉燃烧器的设计布置,主风箱设有6层强化着火（E I）煤粉喷嘴 在煤粉喷嘴四周布置有燃料风（周界风） 在每相邻2层煤粉喷嘴之间布置有1层辅助风喷嘴包括上下2只偏置的CFS喷嘴 在主风箱上部设有2层CCOFA（紧凑燃尽风）喷嘴 在主风箱下部设有1层UFA（火下风）喷嘴 主燃烧器与炉膛出口之间布置有SOFA风箱,,四角切圆燃烧“火球”,,切圆燃烧主要热力特点,着火稳定性强 燃烧效率高 防止结渣性能好 水冷壁可靠性高 具有独特的燃烧器摆动调温功能 NOx排放量较低 对燃料变化的适应性强 燃烧器结构简单,,切圆燃烧主要热力特点(1),着火稳定性强 燃料从喷嘴喷出，受上游高温烟气加热很快着火 四角射流相互碰撞加热形成燃烧稳定的旋转上升火焰 炉膛内整体强烈的热量和质量交换保证了煤粉的着火稳定性 切圆燃烧可认为“整个炉膛是一个燃烧器”,,切圆燃烧主要热力特点(2),燃烧效率高 燃料进入炉内沿动态切圆旋转上升在炉内停留时间较长 火球的旋转使进入炉膛的煤粉和空气逐渐均匀地在整个炉膛中被彻底混合 各股射流组合成一个旋转火球适应各股间风量分配的不均匀性,,切圆燃烧主要热力特点(3),防止结渣性能好 切圆燃烧圆柱型旋转上升的“火球”居于炉膛中部 炉膛充满度好 燃烧热力偏差影响较小 对水冷壁放热较均匀 烟气的尖峰热流及平均温度较低,,切圆燃烧主要热力特点(4),水冷壁可靠性高 沿炉膛高度的任何断面水冷壁的吸热曲线都是相似的 同一断面上四面墙的吸热曲线都是一致的 吸热曲线的分布特征与燃料层的投运层数及锅炉负荷无关,,炉膛断面吸热曲线分布,,,切圆燃烧主要热力特点(5),具有独特的燃烧器摆动调温功能 燃料和空气喷嘴上下一致摆动实现对蒸汽温度的控制 再热汽温能在对电厂热耗影响最小的情况下得到控制 摆动能自动补偿炉墙积灰的影响,,燃烧器摆动对“火球”位置的影响,,,,切圆燃烧主要热力特点(6),NOx排放量较低 从角部进入炉膛的煤粉和二次风这两股平行气流之间的混合率相对较低 着火和部分挥发份的析出只在缺氧的始燃烧区内发生 该区域位于炉膛中从燃料喷嘴至射流被炉膛的旋转火球卷吸之处 烟气尖峰热流及平均温度较低,,美国燃煤电站锅炉NOx排放量,,,,,切圆燃烧主要热力特点(7),对燃料变化的适应性强 由于四角切圆燃烧着火稳定性强、燃烧效率高、防止结渣性能好，因此对燃料变化的适应性强。
北仑电厂1炉采用四角切圆燃烧，对灰份较高、灰融点较低的大同混煤、兖州煤、平朔煤等，以及进口的澳大利亚煤、俄罗斯煤等均可适应 该厂有种说法：1炉可吃杂粮，而其它几台炉则只能吃细粮切圆燃烧主要热力特点(8),燃烧器结构简单 油枪、点火枪、油系统阀门、火检数量少 操作方便 维修工作量少 从安装到启动调试工作量小、周期短,,低NOx同轴燃烧系统(LNCFS)技术,主要任务是减少挥发份氮转化成NOx 主要方法是建立早期着火和使用控制氧量的燃料/空气分段燃烧技术低NOx同轴燃烧系统(LNCFS)技术,,,低NOx同轴燃烧系统(LNCFS)技术,LNCFS的主要组件 a. 紧凑燃尽风（CCOFA） b. 可水平摆动的分离燃尽风（SOFA） c. 预置水平偏角的辅助风喷嘴（CFS） d.强化着火（EI）煤粉喷嘴,,低NOx同轴燃烧系统(LNCFS)技术,,低NOx同轴燃烧系统(LNCFS)技术,,,低NOx同轴燃烧系统(LNCFS)技术,LNCFS的技术特点 a. 降低NOx排放 b. 具有优异的不投油低负荷稳燃能力 c. 具有良好的煤粉燃尽特性 d. 能有效防止炉内结渣和高温腐蚀 e. 在降低炉膛出口烟温偏差方面具有独特的效果,,,降低NOx,生成NOx的三种机理 热力型NOx 是空气中氮分子高温条件下形成的产物 瞬间型NOx 则是产自碳氢基与分子氮快速反应形成的化合物，然后转变为NOx 燃料型NOx 是煤中有机结合氮被氧化后生成。
降低NOx,切向燃烧NOx形成量的降低是由于从角部进入炉膛的煤粉和二次风这两股平行气流之间的混合率相对较低的原因所致着火和部分挥发份的析出只在缺氧的始燃烧区内发生，该区域位于炉膛中从燃料喷嘴至射流被炉膛的旋转火球卷吸之处同时烟气尖峰热流及平均温度较低，这一点对降低NOx排放量也很重要降低NOx,OFA 采用CCOFA和SOFA实现对燃烧区域过量空气系数的多级控制 主风箱上部设有2层紧凑燃尽风（CCOFA） 在主风箱上部布置有SOFA风箱，包括5层可分离燃尽风（SOFA）喷嘴,,,降低NOx,,,,降低NOx,强化着火（EI）煤粉喷嘴 与常规煤粉喷嘴设计比较，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降低NOx,,,,降低NOx,预置水平偏角的辅助风喷嘴（CFS） 在每相邻2层煤粉喷嘴之间布置有1层辅助风喷嘴，其中包括上下2只预置水平偏角的辅助风喷嘴（CFS），1只直吹风喷嘴 延迟燃料射流对该空气的卷吸，因而在挥发份析出和碳初始燃烧阶段降低燃烧化学当量配比降低NOx,,,,防止炉膛结渣(1),预置水平偏角的辅助风喷嘴（CFS）设计能有效防止炉膛结渣 1) 一次风煤粉气流被偏转的二次风气流（CFS）裹在炉膛中央，减少了灰渣在水冷壁上的沉积； 2)在燃烧区域及上部四周水冷壁附近形成富空气区，减轻结渣并使灰渣疏松，减少了墙式吹灰器的使用频率； 3)炉膛结渣的控制提高了下部炉膛的吸热量，降低了炉膛出口烟温，从而控制上部炉膛的结渣； 4)水冷壁附近氧量提高也降低了燃用高硫煤时水冷壁的高温腐蚀倾向。
防止炉膛结渣(2),紧凑燃尽风（CCOFA）和分离燃尽风（SOFA）设计能有效防止炉膛结渣 1)燃尽风设计降低了炉内尖峰热流； 2)燃尽风设计降低了炉内烟气温度降低炉膛出口烟气温度偏差,煤粉燃烧器布置图（一）,,煤粉燃烧器布置图（二）,,煤粉燃烧器布置图（三）,,SOFA燃烧器布置图（一）,,SOFA燃烧器布置图（二）,,CFS喷嘴,,SOFA喷嘴,,一次风室,,SOFA二次风门,,。