300 MW单炉膛CFB锅炉风道燃烧器设计及试验

通过设计开发300 MW单炉膛CFB锅炉的风道燃烧器,使其达到点火安全可靠、低阻力、优良的运行特性以及运行维护简单方便的特点,形成具有自主知识产权的300 MW循环流化床锅炉风道燃烧器设计技术;并详细阐述了该风道燃煤器的试验及其结果。     

循环流化床锅炉点火系统的数值模拟分析

循环流化床(CFB)锅炉点火系统主要以风道燃烧器为主。风道燃烧器在实际运行时,燃油着火和燃尽性能不是很理想,会出现火焰贴壁、壁面结焦等现象,因此对CFB锅炉点火系统进行数值模拟研究。针对内蒙古某电厂CFB锅炉风道燃烧器实际燃烧工况,选用非结构化有限元体积网格模型进行数值模拟。通过对点火系统的数值模拟和实测结果比较分析,验证了针对内蒙古某电厂CFB锅炉点火系统进行理论模拟所设置的物理模型和边界条件是符合实际的,理论模拟和实测结果的相对误差在10%范围内,结果较为理想。说明利用FLUENT软件对点火系统内温度场及压力场的情况进行模拟分析是可行的,对同类电厂具有一定的参考价值。     

基于CFD的风道旋流燃烧器优化分析

基于计算流体动力学理论（CFD）,对某型风道旋流燃烧器进行了数值仿真计算,主要分析了有无助燃风道导流板对该型燃烧器的流场分布和排放污染物质量浓度的影响,以及不同的燃烧温度对尾气中污染物质量浓度影响,并与实际试验燃烧的测点数值进行对比。结果表明:模拟计算的CO质量浓度值与同工况下的试验结果相近,仿真结果具备工程参考价值;增加导流板后风道流场分布得到了明显的改善,燃烧效率显著提高,尾气中CO质量分数降低了约18.83%;通过比较不同温度下的燃烧产物质量浓度,可以发现该型风道燃烧器在1 800~1 900 ℃的燃烧温度区间内,尾气中NO和CO的质量浓度都达到了最佳可控范围。     

600MW机组锅炉启动高效节油技术研究

针对某600 MW火电机组存在的风道燃烧器可用性差、机组启动油耗过高等技术问题,对比分析了3种解决方案,提出了最优的技术路线和改造方案,并给出了改造后的节能效果。研究得出,引入邻炉的热一次风为制粉系统提供启动初期的热量,代替原风道燃烧器系统的技术方案可靠性高,系统操作简便,且2台机组低负荷运行时,邻炉热一次风联络系统可作为深度节能降耗的备用手段。改造后机组运行参数稳定,实现了在运行机组无扰动条件下给启动锅炉输送热风,满足启动节油需求,节能效果显著。缩短制粉系统微油燃烧器投入时间6 h左右,节约燃油18 t,年节约燃油费用约100万元。同时使机组并网发电时间大幅度提前,增加发电量约1000万k Wh,有效提高了机组的经济效益。     

风道燃烧器燃烧特性试验研究

东方锅炉厂自主研发的第二代300 MW循环流化床锅炉,其风道燃烧器配用的油枪为中心回油油枪。针对油枪的特殊性,在启动调试过程中,对油枪的调节特性、出力以及配风方式进行了调整试验。通过试验确定了该油枪与点火枪的相对位置,油枪冷、热态下的出力以及风道燃烧器热态下的调整方式。     

600 MW超临界CFB锅炉风道燃烧器结构改进研究

针对600 MW超临界循环流化床（CFB）锅炉调试阶段,床下启动燃烧器的内筒上部超温严重,耐火材料时有烧熔、脱落,从而造成点火风道顶板烧红、烧穿现象。分析了床下启动燃烧器发生故障的原因,提出了相应的改进措施：优化改进风道结构、加长加固启动燃烧器内筒、提高风道的强度、改善耐火材料性能等。这些措施实施后,有效防止点火风道故障的发生,保证锅炉正常点火启动,也为后续超临界CFB锅炉床下启动燃烧器结构设计及现有运行CFB锅炉的改造提供借鉴。     

少油点火燃烧器运行优化数值模拟

对用于330 MW锅炉的少油点火燃烧器建立了精细的物理模型,建模包括了一次风和周界风流动区域以及燃烧器壁厚区域。对燃用烟煤点火情况下燃烧器内部复杂区域的流动、燃烧以及流固耦合传热进行三维数值模拟,比较油枪燃油量对燃烧器点火性能以及壁面温度的影响,对燃油量进行了优化。监测点壁面温度模拟值与实际测量值符合较好。计算结果表明,适当降低燃油量不仅不影响点火性能,还可以降低燃烧器壁面温度。实际运行结果表明,在油量为80 kg/h时燃烧器出口平均温度和最高温度有所下降,各项指标和参数正常,满足成功点火的需要。     

燃尽风箱挡板偏置燃烧器风量分配的数值模拟

以某电厂600 MW超临界锅炉为例,通过数值模拟的方法,对燃尽风风箱两侧挡板偏置条件下,燃尽风各只燃烧器的风量及主燃烧区同层各只燃烧器的风量变化进行了研究,同时还对燃尽风总量的变化及左右侧风道风量的变化进行了研究。结果表明:当燃尽风箱右侧挡板逐渐关小时,燃尽风燃烧器风量分配逐渐由中间风量大、两侧风量小的抛物线型向从左至右逐渐增大的分布趋势转变,主燃区同层各只燃烧器的风量分配趋势变化不大;随着燃尽风箱右侧挡板逐渐关小,燃尽风总量逐渐减小,左侧风道进风量明显高于右侧。     

大型循环流化床锅炉的启动燃烧器应用

该文叙述了目前大型循环流化床锅炉启动及低负荷投油助燃所用的床上启动燃烧器、风道燃烧器和床枪这几种启动燃烧器的特点,并介绍了其在一些实际工程上的应用。     

答疑解难

1、问：直燃型溴化锂机组使用的燃烧器有几种？原理是什么？答：目前燃烧器有三种：燃油燃烧器、燃气燃烧器和燃油燃气两用燃烧器。     

300MW循环流化床锅炉机组床温特性及调整

床温控制是循环流化床锅炉燃烧调整的重要内容。对东方锅炉(集团)股份有限公司自主型300 MWCFB锅炉的床温控制方法进行了研究;分别从启动、带负荷、额定负荷等工况对床温特性及控制方法进行了试验分析。试验结果表明:启动过程中通过调节一次风量、油枪出力以及点动布煤来控制床温;带负荷过程中通过调节与负荷对应的风量和煤量对床温进行控制;额定负荷下通过改变给煤分布对床温进行控制;稳定工况下床温调整方法有限,通过调整一、二次风量比例可调整炉内燃烧份额,增加一次风量,床温下降;降低一次风量,床温上升,但调整幅度有限。     

全自动集成式油燃烧器的研究

本文论述了利用离心式机械雾化喷嘴构成集成式全自动段式燃油锅炉燃烧器的设计方法。在此燃烧器中，把机械、液压（供料）及电器三大部分有机的组合为一体发挥各自的优势，改善了系统的功能，提高了可靠性。并对机－液联动的燃料／风量配比控制器、自闭式二段喷嘴、用定压控制方法保证最佳雾化及用段式燃烧调节锅炉负荷等作了较详细的介绍。     

350MW超临界机组的无油启动试验

在350MW超临界机组上进行了无油启动试验。锅炉的燃烧器对冲布置,其中A层燃烧器配置等离子体点火器。试验时,锅炉安全保护装置可靠投入;A层燃烧器配置的等离子体点火器应可靠投入。在点燃E层燃烧器前,A层燃烧器一次风速应大于35m/s,并检查E层燃烧区温度大于燃料燃点。     

水煤浆旋流燃烧器空气动力场的数值研究

水煤浆是一种以煤代油的新型洁净环保燃料。对水煤浆旋流燃烧器的空气动力场进行了数值模拟,分别研究了一次风扩口角度、二次风扩口角度和二次风旋流强度等燃烧器结构参数对流场的影响,研究结果表明,一次风扩口角度的增加使回流区由大变小;二次风扩口角度和旋流强度的增加均使回流区增大;此类燃烧器轴向速度以"M"形分布,切向速度以"N"形分布,出口处形成一中心回流区;得到了一合理的燃烧器结构型式,该燃烧器既能保证稳定燃烧,又能有效防止结焦或结渣。研究结果为水煤浆燃烧器的设计、制造和运行提供了借鉴。     

燃煤电厂采用等离子点火装置的技术经济分析

为降低燃油消耗,节约能源,某600MW机组超临界燃煤锅炉采用了等离子点火装置。等离子点火装置主要由等离子煤粉燃烧器和等离子发生器、冷却水系统、载体风系统、火检系统、电源系统、控制监测系统、冷炉制粉系统等部分组成。燃煤电厂采用等离子点火装置后,试运阶段节约燃油的费用达1 781.73万元;运行阶段每支油枪1h可节约1554.59元,具有很好的经济性。     

Numerical investigation of a pulverized-coal startup vortex burner

The design of a two-channel vortex pulverized-coal startup burner is proposed, in which fuel-air mixture is admitted through the burner’s primary channel. Necessary and sufficient conditions for obtaining stable ignition of pulverized coal during operation of this burner are formulated. A procedure of using the Fluent software system for numerically studying the influence of fuel characteristics and operating parameters on the stability of flame ignition and formation is developed. The results of numerical investigations aimed at determining the effect the flowrate of a mixture of mechanically activated micropowdered coal with air has on the combustion process for a particular design of the startup burner installed in the central part of the main direct-flow round burner used in the PK-40-1 boiler at the Belovo district power station are presented. A conclusion is drawn from these results regarding the extent to which the flowrate of mixture affects the performance of this startup burner.     

新型水平浓淡风低NOx煤粉燃烧器在贫煤锅炉的应用研究

阐述了煤粉燃烧过程中NOx的生成机理，同时介绍了水平浓淡燃烧技术的思路和低NOx排放的原理，利用一种新型的二次风喷口水平摆动的水平浓淡风煤粉燃烧器对一台300MW燃贫煤锅炉进行技术改造，并对影响NOx排放量和飞灰可燃物含量的各种因素进行了现场试验研究。通过试验，得到了一风速，油二次风挡板开度，二次风副风方式，干净人风水平摆角，燃尽风的投运，煤粉火嘴的切换，以及炉膛出口氧量等运行参数对飞灰可燃物含量和NOx排放的影响规律，试验结果表明，水平浓淡燃烧技术能大幅度降低NOx的排放量，同时能够保持较高的燃烧效率及很强的低负荷稳燃能力。     

机械雾化微油点火小油枪在300 MW亚临界控制循环锅炉中的应用

针对传统电站锅炉点火油枪耗油量大、燃尽率低、污染大等问题,阐述了微油点火燃烧器的工作原理、结构和辅助系统,介绍了微油点火在莱城电厂的实际应用情况。并针对运行中存在的问题,提出了相应的改进措施。实践证明,微油点火改造后,节油率达到了86%,为电站锅炉节油降耗提供了技术支持。     

沙市电厂220 t/h锅炉燃烧优化控制装置与系统

电站锅炉一直用给粉机转速代替燃料量来调节主汽压力，但由于给粉机的分散性和非线性，使锅炉燃烧器出力不均，燃烧不稳定，用燃烧指导系统所测量的煤粉浓度和一次风流速计算入炉煤量，代替给粉机转速作为资料量可以实现燃烧器的均衡出力和锅炉的优化燃烧，文中介绍了这一系统的组成与原理，并在湖北沙市电厂用工控机组成的控制系统上进行了有益的尝试。     

少油点火油燃烧器雾化及燃烧特性

为研究少油点火油燃烧器的雾化特性,利用Fluent软件构建油枪喷嘴的三维计算模型,模拟计算不同燃油质量流量下的燃油雾化速度,得出喷嘴出口雾化速度不受燃油质量流量影响的结果。为研究少油点火油燃烧器的燃烧特性,建立油燃烧器三维计算模型,对模拟计算得到的油燃烧室温度和速度分布情况进行分析,得出燃油质量流量越大,燃烧温度和速度越高的结果。分析结果表明:油火焰的温度水平能点燃煤粉,且油耗低。