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1、B&WB-2028/17.4-M 锅炉 锅 炉 说 明 书 50-G12400-0锅 炉 说 明 书BOILER INSTRUCTIONB&WB-2028/17.4-M 锅炉50-G12400-0第八章 锅炉燃烧控制要求北 京 巴 布 科 克威 尔 科 克 斯 有 限 公 司BABCOCK & WILCOX BEIJING COMPANY LTD (SINO-U.S.)二零零五年十一月本章主要叙述适用于前后拱“W”型火焰布置的采用双进双出钢球磨煤 第 4 - 1 页 共 19 页B&WB-2028/17.4-M 锅炉 锅 炉 说 明 书 50-G12400-0机、正压直吹式制粉系统、燃用无烟煤
2、的浓缩型 EI-XCL (Enhanced IgnitionAxial Control Low-Nox)燃烧器及其辅助设备（包括开式风箱，高能点火装置等）的结构、布置、操作和维护检修等内容。在使用本燃烧器之前，操作者应完全熟悉本燃烧系统的特点及特定的使用条件，对其控制系统及相关设备也应有充分了解。一、 制粉系统关于设计煤种及灰渣特性前章已有交代。制粉系统应能保证供给燃烧所需要的煤粉量与设计要求的煤粉细度以及适当的风温和通风量，并能适应外界负荷的变化及时改变给煤量和风量。为了保证炉内热负荷分布均匀，使锅炉能长期正常运行，煤粉管道的设计和布置应使各燃烧器之间的一次风量及煤粉量尽可能均匀。一次风分配
3、偏差在 510范围内，煤粉浓淡偏差不大于 10。1.本工程制粉系统为双进双出钢球磨煤机配冷一次风机正压直吹式系统。该系统具有结构简单、设备部件少、输粉管路阻力小、输粉电耗小、维护方便、运行灵活可靠、负荷响应快等特点。在额定负荷下，与中速磨相比能保持较低的风煤比，同时获得较高的煤粉浓度。采用冷一次风机可以减少厂用电和提高一次风机运行的可靠性。每台锅炉配有六台沈重制造的 BBD4060A型双进双出钢球磨煤机，每台磨煤机对应锅炉 4 只燃烧器，每台锅编制 校对 审核 批准日期 日期 日期 日期 第 4 - 2 页 共 19 页B&WB-2028/17.4-M 锅炉 锅 炉 说 明 书 50-G124
4、00-0炉共 24 只燃烧器，对称布置在锅炉的前后拱上，前后拱各 12 只燃烧器。投运的磨煤机台数，燃烧器数量与锅炉负荷关系可参考下表：锅炉负荷 t/h BMCR TMCR TRL THA VP75 CP50 VP45 THO煤耗（设计煤种） t/h 264.6 254.1 254.1 237.2 183.8 129 134.2 242.2投运磨煤机台数 台 6 6 6 6 4 3 3 6投运燃烧器台数 台 24 24 24 24 16 12 12 24煤粉细度 R90 % 6 6 6 6 6 6 6 6停运磨煤机（推荐） 台 / / / /可任意停两台磨；一般ABC（DEF） 3 磨不推荐同
5、时停 2 台ABC 和DEF 磨不推荐同时停运ABC 和DEF 磨不推荐同时停运/注：表中低负荷时磨煤机运行数量，运行人员可根据磨煤机装球量进行适当调整；考虑炉内温度场均匀性投切磨顺序仍按本表推荐。2.磨煤机的型式、型号和出力 型式：双进双出钢球磨煤机 型号：BBD4060A 型 单台磨煤机最大出力：46t/h（按锅炉设计煤种） 煤粉细度：R90=6% 磨煤机出口风温：120 第 4 - 3 页 共 19 页B&WB-2028/17.4-M 锅炉 锅 炉 说 明 书 50-G12400-03. 燃烧器与磨煤机的匹配关系既考虑了部分磨煤机停运时，运行燃烧器沿炉膛宽度方向的均匀性和对称性，又尽量考
6、虑了同台磨煤机的出粉管道长度的一致性，以确保炉膛出口烟温和气流的均匀分布以及各燃烧器之间风粉分配尽量均匀。燃烧器与磨煤机之间的匹配示意图如下： 后 拱C1 B1 A1 C2 B2 A2 F1 E1 D1 F2 E2 D2D3 E3 F3 D4 E4 F4 A3 B3 C3 A4 B4 C4前 拱1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2A 磨 B 磨 C 磨 D 磨 E 磨 F 磨4 3 4 3 3 4 3 4 4 3 4 3二、 锅炉燃烧系统：锅炉燃烧系统由浓缩型 EI-XCL 燃烧器、乏气管、分级风管、开式风箱（燃烧器二次风和分级风风箱） 、高能点火装置、炉前油系统、贴壁风风箱、火焰检
7、测器（本公司不供）等组成。1. 浓缩型 EI-XCL 燃烧器的原理和结构（图 4-1）由前章分析可知，本工程锅炉设计和校核煤种均为低挥发份无烟煤，其主要特点是着火温度高、燃烧稳定性差、燃尽率差、结渣性强。对无烟煤而言，解决着火的主要措施是提高一次风粉混合物的煤粉浓度、提高煤粉气流 第 4 - 4 页 共 19 页B&WB-2028/17.4-M 锅炉 锅 炉 说 明 书 50-G12400-0温度、将高温烟气回流至着火区、采用卫燃带增强着火区辐射热量；而解决燃尽的主要措施是提高煤粉细度、提高燃烧区温度、延长煤粉在燃烧区的停留时间、分级送入二次风、适量增大过量空气系数。本工程对以上各种措施给予了
8、充分的考虑，如煤粉气流温度为 120、煤粉细度 R90=6%、合理的炉膛尺寸及一次风速的选取，以延长煤粉的停留时间、二次风采用分级送风的方式等。但由于受到磨煤机通风量的限制，进入燃烧器的煤粉浓度偏低，并非着火的最佳浓度。为此，本公司与美国巴布科克威尔科克斯公司合作，共同研制出新型的浓缩型 EI-XCL 燃烧器，提高了煤粉浓度有利于解决无烟煤的着火和燃尽问题。该燃烧器的主要特点是可以获得更高的煤粉浓度和分级送风。燃烧器布置在炉膛的前后拱上，并垂直于前后拱，前拱一排，后拱一排，每排各有 12 只燃烧器，每台锅炉共有 24 只燃烧器，其中 12 只燃烧器的二次风顺时针方向旋转，另 12 只逆时针方向
9、旋转。燃烧器的布置见图 4-2，燃烧器设计数据见表 1。如图 4-1 所示，来自磨煤机的一次风煤粉气流在经过浓缩型 EIXCL 燃烧器弯头前，先通过一段偏心异径管加速，大多数煤粉由于离心力作用沿弯头外侧内壁流动，在气流进入一次风浓缩装置之后，使 50%的一次风和10%15%煤粉分离出来，经乏气管垂直向下引到乏气喷口直接喷入炉膛燃烧，其余的 50%一次风和 85%90%的煤粉由燃烧器一次风喷口喷入炉内燃烧。本工程煤粉细度 R90=6%，浓缩后一次风的煤粉浓度提高到 1.01.1Kg 煤粉/Kg空气，从而降低了煤粉着火所需的吸热量，有利于煤粉的着火与稳燃；旋流 第 4 - 5 页 共 19 页B&
10、WB-2028/17.4-M 锅炉 锅 炉 说 明 书 50-G12400-0引入的内外二次风可及时卷吸高温热烟气并适时补充燃烧所需的空气，有利于煤粉的着火与燃尽。燃烧所需空气除了从拱上通过燃烧器内、外二次风套筒引入炉膛外，在下炉膛前后墙适当位置也布置了分级风，采用风墙的形式引入炉膛，形成了水冷壁四周的富氧气氛。分级风的控制与燃烧器的投入和停运相关联。实现分级燃烧，既可有效地抑制 NOx 的生成，也能防止水冷壁的结焦。浓缩型 EI-XCL 燃烧器上配有双层强化着火的轴向调风机构，从风箱来的二次风分两股分别进入到内层和外层调风器，内层二次风产生的旋转气流可卷吸高温烟气引燃煤粉，外层二次风用来补充
11、煤粉进一步燃烧所需的空气，使之完全燃烧。内、外层二次风的旋转方向是一致的，旋流强度可以通过调整轴向叶片的设置角度而改变。旋转气流能将炉膛内的高温烟气卷吸到煤粉着火区，点燃煤粉并使之稳定燃烧。同时，可以利用调整轴向叶片的设置角度来改变旋流强度，从而调节煤粉气流的下冲能力，充分而有效地利用下炉膛的空间，使煤粉进行有效的燃烧。采用这种分级送风的方式，不仅有利于煤粉的着火和稳燃，增强燃烧器对煤质变化的适应能力，同时也有利于控制火焰中 NOx 的生成。在燃烧器调风器入口设有二次风调风套筒，控制调风套筒的位置（即开度）可以控制进入单个燃烧器的二次风量。内二次风由调风器内套筒和煤粉管道构成的内二次风通道进入
12、燃烧器。在通道入口端设有调风盘，改变调风盘的位置（即开度）可以调节进入内二次风通道的风量，从而改变单个燃烧器内、外二次风的风量比。通道内装有 第 4 - 6 页 共 19 页B&WB-2028/17.4-M 锅炉 锅 炉 说 明 书 50-G12400-016 个轴向可调叶片，叶片之间用曲柄连杆与内调风环相互连接，再通过连接管与燃烧器外盖板上的驱动装置连接。当旋转驱动装置使内调风环向外移动时，16 个轴向叶片开度减小；内调风环向里移动时轴向叶片开度增大。通过改变轴向叶片的角度可以改变内层二次风的旋流强度。内二次风轴向叶片的最大开度为 60(与燃烧器轴线夹角成 30)，最小开度为 20（与燃烧器
13、轴线夹角成 70)。内二次风在喷口处沿着煤粉射流的边界形成一个局部的回流，卷吸高温烟气形成稳定的着火区域，保证了煤粉及时着火。外二次风由调风器外套筒和调风器内套筒构成的外二次风通道进入燃烧器。外二次风调节机构包括两组叶片，第一组是布置在通道前端的固定叶片，主要是使空气沿外二次风通道周向均匀分布；第二组是轴向可调节叶片，主要是使二次风产生强烈的旋流并均匀地混入火焰中，它同样是由 16 个轴向叶片组成，传动机构与内调风叶片相同，外调风叶片的最大开度为 80（与燃烧器轴线夹角成 10） ，最小开度为 40（与燃烧器轴向夹角 50） 。调风套筒、调风盘以及内外二次风可调轴向叶片的最佳位置设定是在燃烧器
14、的冷态和热态调试期间反复调整后确定的。调风器的各项设定位置应标记在调节手柄上以供运行时参考。调试前燃烧器调风机构的推荐位置如下：调风套筒开度约 80%；调风盘开度 50%；内二次风轴向叶片开度 45(与燃烧器轴线夹角成 45)；外二次风轴向叶片开度 60(与燃烧器轴线夹角成30)。在最佳运行位置确定后，运行期间，如煤质变化不太大时，除调风套筒外，燃烧器的调节机构均不需进行调节。众所周知，风煤分配的均匀性无论对提高燃烧效率、防止结渣和高温腐 第 4 - 7 页 共 19 页B&WB-2028/17.4-M 锅炉 锅 炉 说 明 书 50-G12400-0蚀还是减少 NOx 的生成都有重要意义。浓
15、缩型 EI-XCL 燃烧器采用了控风和测风装置，以维持运行中各燃烧器之间风量的平衡以及单只燃烧器内、外二次风风量的合理分配。每个燃烧器都设有两个测风装置，分别位于内、外二次风通道的入口处，它是一个环形毕托管，由独立的两个母管连着六根径向布置的测量管组成。该装置用于调试时调平各燃烧器间的空气流量以及内、外二次风风量的配比。用户应在每个燃烧器上安装两只差压计，分别与内外两个测风装置的母管相连。注：毕托管的作用为：1. 作为锅炉运行前各燃烧器调平的参考值2. 获得燃烧器调节机构的调节特性。毕托管测得的压差为相对值，仅要求显示，不供自控系统使用。在每个燃烧器的调风套筒上装设了电动执行机构，可以进行远程
16、控制。对于每台燃烧器而言，一般情况下，锅炉运行时燃烧器的调风套筒位置有三个，分别如下：A停用时的最小冷却风位置；B运行时的平衡位置；C点火位置。注：由于风箱内沿宽度方向的静压分布不可能均匀，各燃烧器调风套筒的三个位置有可能彼此不同，具体位置应在锅炉空气动力场试验阶段确定。当同一台磨的燃烧器停用或重新投入运行时，其二次风量减少到冷却位置或恢复到原有平衡位置。该操作由 DCS 系统控制调风套筒执行机构完成。 第 4 - 8 页 共 19 页B&WB-2028/17.4-M 锅炉 锅 炉 说 明 书 50-G12400-0本燃烧器的结构设计在防磨及耐高温方面给予了充分的考虑。燃烧器的入口弯头及煤粉浓缩装置内衬有 68mm 厚的含 95%Al2O3的陶瓷。为保证陶瓷粘贴的可靠性，在磨损性较强
