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300MW “W ”型火焰锅炉的技术特点
时间:2008-10-16 16:04:05

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      300MW “W ”型火焰锅炉的技术特点

      中国电力网 2007 年11月7 日10:30来源:点击直达中国电力社区通常,
国内外将可燃基挥发份Vdaf<10%的煤列为无烟煤。无烟煤具有含碳量多、挥发份
低、机械强度高、质硬、密度大、内孔隙小、不易研磨、挥发份析出温度高、导
热性差、着火困难、着火温度高、热稳定性差、燃烧时化学反应速度缓慢,不易
燃烬等特性,在无烟煤的燃烧中要着重解决着火、稳燃、燃烬三个主要问题。为
此,从燃烧学考虑,对无烟煤的燃烧,有如下要求:(1 )、原煤磨细。因为煤
粒越细小,加热到着火温度愈快,反应的表面积增大,即提高了风粉混合物的着
火品质。一般,取煤粉细度R90 与煤的挥发份数值相近。

      (2 )、高的一次风粉混合物浓度。尽可能维持低的空气份额,加速煤粉
吸热,使风粉混合物在燃烧器附近达到着火温度。

      (3 )、高的一次风粉混合物进口温度和燃烧空气温度。这样可以减少加
热时间,易于着火。

      (4 )、低的一次风粉混合物出口速度。为延长煤粉在燃烧器喷口附近的
停留时间以及改善煤粉空气混合物的加热条件,应选用较小的速度。

      (5 )、燃烧空气分级输入。为进一步改善加热和着火条件,必须根据燃
烧进程分阶段输入空气。

      (6 )、长的燃烧路程。为使碳粒充分燃烬,就应使燃料颗粒有一个尽可
能长的燃烬路程。

      (7 )、着火区域具有高的燃烧室温度和燃烧室壁温,以使煤粉尽早地达
到着火条件。

      国内无烟煤的燃烧实践表明,采用四角切圆燃烧的无烟煤炉,效率低,无
油助燃负荷高,不能调峰。

      国外无烟煤锅炉实际表明,以美国FW公司为代表的“W ”火焰锅炉,在许
多国家已取得令人满意的效果。该炉型在着火、稳燃、燃烬三方面都采取了有效
措施,无烟煤锅炉效率可达90% 以上,无油助燃最低负荷可达40% 左右,最低挥
发份可达Vdaf=4%.这就从根本上解决了无烟煤锅炉燃烧症结。

      拱型炉膛“W ”火焰固态排渣炉,由美国FW公司首创,为法国和日本等吸
收并发展起来。炉膛由下部拱型着火燃烧室和上部辐射燃烧室组成。着火燃烧室
敷设卫燃带,以改善无烟煤的燃烧工况。燃烧室的前后拱上布置燃烧器。一、二
次风向下喷出,着火的煤粉气流向下形成“W ”火焰再向上进入辐射燃烧室。其
主要技术特点为:(1 )采用分级送风的双拱绝热炉膛“W ”型火焰锅炉,采用
双旋风筒式燃烧器,错列布置在前后墙的两个拱上。下炉膛一般都根据不同煤种
敷设不同面积的卫燃带,用以减少下炉膛水冷壁吸热,从而提高着火区和燃烧区
的温度。双拱炉膛配以下射式燃烧器,形成“W ”型火焰,使得燃料颗粒在炉内
有足够的行程和停留时间,保证无烟煤的燃烬。“W ”型火焰锅炉燃料所需的空
气只有很小一部分从拱上送入(通过主燃烧器喷口、乏气喷口以及它们周围的环
形喷口),大部分燃烧空气通过拱下前、后墙上的二次风分层送入炉膛。这种布
置能保证二次风在煤粉着火后及时地补充燃烧所需要的空气,因而是最适合燃烧
反应缓慢的低挥发份特性的无烟煤。此外,这种分级送风亦可降低NOX 的生成,
对于减少环境污染是有利的。煤粉向下喷射燃烧和合理配风,避免了火焰冲刷炉
墙。同时,在炉膛冷灰斗处设有少量边界风,在炉膛四周形成氧化性气氛,可有
效地防止炉膛结渣。

      (2 )采用旋风分离式煤粉浓缩型燃烧器旋风分离式煤粉浓缩型燃烧器在
拱上的布置见简图。煤粉气流同时切向进入两个并列的旋风分离式燃烧器,在离
心力的作用下,大量煤粉颗粒被甩到分离器外壁,含粉较少的乏气在筒中心部分
被引出,从而提高了燃烧器喷口下射主煤粉气流的煤粉浓度,有利于着火。

      燃烧器出口段装有消旋叶片,喷出煤粉气流的旋流度可以控制到很小,且
气流温度低,圆形喷口气流刚性好,所以主煤粉气流的穿透力强,避免了火焰上
飘,发生“短路”。

      旋风分离器中心管引出的乏气在拱* 近炉膛中心部位送入炉膛,乏气煤粉
浓度虽然很低,但煤粉颗粒很细,且送入部位炉膛温度高,因而也能充分燃烬。

      这种拱上燃烧器具有多种调节火焰的手段:1 )乏气风挡板2 )主喷口周
围环形风挡板3 )主喷口内消旋叶片位置4 )垂直墙上二次风挡板5 )垂直墙中
二次风挡板6 )垂直墙下二次风挡板锅炉负荷的增减是通过增减燃料(煤粉)并
同时按比例增减送入的风量来实现的。改变乏气风挡板开度,改变消旋叶片在喷
嘴中插入深度,以及改变主喷口周围环形二次风量的大小和垂直风墙上风量的分
配,均能改变火焰行程及扩展的形状。各种调节手段将根据煤质变化加以调节。

      (3 )配用双进双出钢球磨煤机正压直吹式燃烧系统正压直吹式燃烧系统
结构紧凑、简单,操作方便,改变一次风量即能改变磨煤机负荷,因而锅炉负荷
响应速度快,是大容量煤粉锅炉首选的经济燃烧系统。无烟煤的着火和燃烬都比
较困难,在整个负荷范围内,特别是低负荷时均要求较高的煤粉细度,而双进双
出磨煤机最能满足上述要求。

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