W型火焰鍋爐衛(wèi)燃帶改造分析與評價

劉全章

摘 要：該文分析了火力發(fā)電廠W型火焰鍋爐燃燒特性和結(jié)焦機理，改變摻燒煤種后防結(jié)焦的措施。拆除鍋爐衛(wèi)燃帶后的防結(jié)焦效果，以及拆除鍋爐衛(wèi)燃帶后對鍋爐運行各個方面的影響。

關(guān)鍵詞：W型火焰鍋爐 ?結(jié)焦 ?衛(wèi)燃帶 ?改造分析

中圖分類號：TK223 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（b）-0055-02

我廠鍋爐是美國福斯特.惠勒公司設(shè)計制造雙拱形W型火焰燃煤鍋爐，設(shè)計煤種為晉東南無煙煤。近幾年電廠燃料采購發(fā)生較大變化，我廠鍋爐不再單獨使用無煙煤，大量摻燒外省煙煤后混煤灰熔點降低，爐膛結(jié)焦情況嚴重，衛(wèi)燃帶部位結(jié)焦尤甚。掉焦滅火事件多次發(fā)生，冷灰斗處水冷壁管材損傷嚴重。威脅機組安全穩(wěn)定運行。為適應入爐煤種的變化，必須盡快對鍋爐本體進行改造。新煤種對鍋爐的穩(wěn)燃要求降低，防結(jié)焦要求提高。根據(jù)這一基本情況，經(jīng)研究決定采用縮小爐膛燃燒區(qū)衛(wèi)燃帶面積的方法來提高鍋爐在新煤種下的運行性能。

2013年3月利用三號機組停機檢修的機會，對三號鍋爐爐膛衛(wèi)燃帶進行了改造，拆除部分衛(wèi)燃帶，同時在翼墻開二次風口。本次技術(shù)改造的目的主要是減輕鍋爐下爐膛結(jié)焦狀況，同時兼顧爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性、經(jīng)濟性、環(huán)保性。

美國福斯特.惠勒公司在W型火焰鍋爐下爐膛敷設(shè)衛(wèi)燃帶的設(shè)計初衷是用以提高爐內(nèi)火焰中心溫度，穩(wěn)定燃燒，以適應無煙煤燃點高的特點。其敷設(shè)的區(qū)域和面積根據(jù)具體燃燒煤種而變化，當入爐煤質(zhì)越差、揮發(fā)分含量越低時衛(wèi)燃帶的面積越大。一般來說，W型火焰鍋爐結(jié)焦的原因主要有以下三點：

（1）煤種的灰熔點過低。

（2）四角燃燒器燃燒調(diào)整不當，火焰存在沖刷側(cè)墻的現(xiàn)象。

（3）爐膛衛(wèi)燃帶的敷設(shè)位置和敷設(shè)面積與煤種不匹配。

嚴重結(jié)焦對鍋爐有很多危害：

（1）水冷壁傳熱惡化，爐內(nèi)結(jié)焦加劇形成惡性循環(huán)。

（2）爐膛結(jié)焦會破壞水動力穩(wěn)定性，尾部對流受熱面超溫。

（3）大焦塊掉落會引起鍋爐滅火、爆燃、冷灰斗水冷壁爆破等事故，甚至嚴重威脅人身安全。

福斯特.惠勒公司原設(shè)計的爐內(nèi)衛(wèi)燃帶敷設(shè)部位如下圖所示：（其中前四個部位是必須裝設(shè)部位，第五個和第六個是選裝部位，我廠鍋爐敷設(shè)了前四個部位。）（圖1）

在具體改造方案確定過程中，鍋爐專業(yè)人員主要從以下幾個方面入手。

（1）與燃料采購部門充分溝通，預測未來幾年入爐煤種的大致成分范圍，混煤的來源和比例，確定按揮發(fā)分Vdaf≤12%來進行燃燒調(diào)整。

（2）按照國家電網(wǎng)公司調(diào)度中心的要求，鍋爐確保40%的最低穩(wěn)燃能力。

（3）重新進行鍋爐水循環(huán)計算，校驗各水冷壁管的安全性。確保不發(fā)生局部鰭端超溫、傳熱惡化、水循環(huán)停滯、倒流。

（4）爐溫降低、煙溫降低，計算空氣預熱器冷端金屬溫度，確保不發(fā)生換熱波紋板酸性腐蝕。

綜合以上各方面因素，并咨詢鍋爐設(shè)計制造單位，最終形成了以下具體改造方案：

（1）前后拱上拆除600 mm高度的原衛(wèi)燃帶，保留拱上1/3的衛(wèi)燃帶。

（2）左右側(cè)墻衛(wèi)燃帶拆除一半。

（3）翼墻的衛(wèi)燃帶不拆除。為防止翼墻部位結(jié)大焦塊，翼墻在縱向開一個風口，橫向開一個風口，將衛(wèi)燃帶分割成四個區(qū)域，防止大面積的焦塊連成一體，翼墻部位通風量約占總風量的15%。

改造后對鍋爐運行參數(shù)的影響：（表1）

改造后運行情況分析與總結(jié)：

（1）爐內(nèi)結(jié)焦情況。改造前鍋爐燃燒區(qū)域結(jié)焦較嚴重，焦質(zhì)硬、焦塊厚度大、面積大，看火孔容易堵，看火孔被焦塊堵住后捅不開。改造后結(jié)焦厚度基本控制在20～30 cm之間，比改造前大約減薄15 cm。焦塊結(jié)構(gòu)特性呈酥松狀，易捅落。鍋爐減溫水流量明顯減小，初步判斷爐膛內(nèi)結(jié)焦面積減小、結(jié)焦程度減輕，水冷壁蒸發(fā)吸熱量增加?？諝忸A熱器前煙氣溫度降低也證明了以上判斷。

（2）爐內(nèi)燃燒工況。在燃燒穩(wěn)定性方面，啟動最初幾天，燃燒有不穩(wěn)定的情況。具體表現(xiàn)為：在保持一定時間平穩(wěn)運行的情況下，突然會有一段時間火檢擺動，負壓波動，出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)的征兆，其它參數(shù)并沒發(fā)生變化。分析原因是煤場混煤不均勻，入爐煤質(zhì)可能短時間揮發(fā)分降低，引起著火不穩(wěn)定，說明衛(wèi)燃帶改造后鍋爐對煤質(zhì)的適應性有所降低。另外，測量改造前后的爐溫情況，主要表現(xiàn)為爐膛出口溫度降低大約100 ℃，相應的爐溫整體降低也在這個水平上。但側(cè)墻溫度降低比較嚴重，特別是著火區(qū)域，溫度降低接近500 ℃，而側(cè)墻中部區(qū)域即燃盡部位溫度升高150 ℃，說明側(cè)墻附近的燃燒器煤粉相比較改造前著火困難，著火點相應推遲，這種現(xiàn)象在啟動過程中也有發(fā)現(xiàn)。造成這種情況的原因，應該是翼墻部位的風口開度偏大所致，由于該處的二次風進入爐膛后，風向不理想，直接指向爐膛中心區(qū)域，煤粉氣流的著火受到了影響。但爐膛中心區(qū)溫度降低對降低氮氧化物的排放有明顯的效果，只有對穩(wěn)燃沒有大的影響，這種變化也是有益的。

（3）鍋爐經(jīng)濟性指標。從鍋爐運行的各項經(jīng)濟性指標分析來看，經(jīng)過改造后，鍋爐減溫水降低了6.42 kg/s，煙風溫度差降低了2.2 ℃，總共影響機組供電標準煤耗降低1.87 g/kwh;但是，飛灰可燃物含量升高了3.85%，再熱汽溫降低了6.32 ℃，共計影響供電標準煤耗升高5.32 g/kwh。飛灰可燃物升高的主要原因是爐溫降低，以及翼墻的二次風口開度偏大，使側(cè)墻區(qū)域的煤粉燃燒器著火推遲，而從屏式過熱器壁溫情況來看，爐膛中部的煤粉燃燒影響不大。鍋爐原煤耗與其它機組橫向?qū)Ρ龋瑯拥?75 MW負荷下，在改造前一號、二號、四號鍋爐平均原煤耗是460.27 g/kwh，三號鍋爐低于平均值6.45 g/kwh。改造后一號、二號、四號鍋爐平均原煤耗是434.94 g/kwh，三號鍋爐高于平均值9.97 g/kwh，三號鍋爐原煤耗相對改造前升高了16.42 g/kwh。供電標準煤耗與其它機組橫向?qū)Ρ?，同樣?75 MW負荷下，在改造前一號、二號、四號鍋爐平均供電標準煤耗是326.19 g/kwh，三號鍋爐低于平均值4.49 g/kwh。改造后一號、二號、四號鍋爐平均標煤耗是317.3 g/kwh，三號鍋爐高于平均值8.02 g/kwh。所以，從各個鍋爐的橫向指標比較來看三號鍋爐供電標準煤耗相對改造前升高了12.51 g/kwh。另外，改造后三號鍋爐二次風量與排煙含氧量均較之前有一定程度提高，其原因是由于從翼墻進入爐膛的二次風并不能有效的參與燃燒所致。

（4）其它方面的影響。

①三號鍋爐在改造前屏式過熱器超溫比較明顯，改造后由于爐膛出口溫度的下降，屏式過熱器超溫管屏數(shù)量減少，超溫情況得到大幅的改善。屏過中間區(qū)域的管壁溫度沒有明顯降低，說明爐膛中部區(qū)域的溫度沒有受到較大影響。

②氮氧化物的影響：（表2）

根據(jù)三號鍋爐改造前后原煙氣氮氧化物含量的對比可以看到，改造前后三號鍋爐在不同負荷下，原煙氣的氮氧化物含量有明顯的下降。說明衛(wèi)燃帶去掉后，爐膛溫度的降低減少了氮氧化物的生成，為脫硝系統(tǒng)工作創(chuàng)造了有利條件。

結(jié)論及后續(xù)改進工作：

（1）鍋爐側(cè)墻衛(wèi)燃帶打掉對控制結(jié)焦起到良好的作用，其對燃燒有一定的影響。

（2）上爐膛拱部區(qū)域衛(wèi)燃帶拆除對控制結(jié)焦的作用需要在停爐后檢驗，其對燃燒沒有影響。

（3）翼墻部位開二次風口，對翼墻控制結(jié)焦已經(jīng)起到一定的的作用，做出準確的判斷需要在運行一段時間或是停爐后檢驗，其對燃燒的影響比較明顯。為了優(yōu)化翼墻進風量，增加必要的調(diào)節(jié)手段，計劃在后續(xù)工作中增設(shè)翼墻進風量調(diào)節(jié)擋板，在運行中依據(jù)翼墻部位結(jié)焦情況和爐內(nèi)燃燒情況進行優(yōu)化調(diào)整。

（4）盡快進行燃燒調(diào)整工作，以降低飛灰可燃物、提高鍋爐效率、穩(wěn)定燃燒為主要目的，提高鍋爐運行安全性、經(jīng)濟性和環(huán)保性，使拆除衛(wèi)燃帶工作的效果最大化，不利影響降到最低。

參考文獻

[1] 陳學俊，陳聽寬.鍋爐原理[M].機械工業(yè)出版社，1983.

[2] 陳冬林.基于可調(diào)衛(wèi)燃帶的燃煤鍋爐燃燒穩(wěn)定性分析[J].燃燒科學與技術(shù)，2003（2）：119-122.endprint

摘 要：該文分析了火力發(fā)電廠W型火焰鍋爐燃燒特性和結(jié)焦機理，改變摻燒煤種后防結(jié)焦的措施。拆除鍋爐衛(wèi)燃帶后的防結(jié)焦效果，以及拆除鍋爐衛(wèi)燃帶后對鍋爐運行各個方面的影響。

關(guān)鍵詞：W型火焰鍋爐 ?結(jié)焦 ?衛(wèi)燃帶 ?改造分析

中圖分類號：TK223 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（b）-0055-02

我廠鍋爐是美國福斯特.惠勒公司設(shè)計制造雙拱形W型火焰燃煤鍋爐，設(shè)計煤種為晉東南無煙煤。近幾年電廠燃料采購發(fā)生較大變化，我廠鍋爐不再單獨使用無煙煤，大量摻燒外省煙煤后混煤灰熔點降低，爐膛結(jié)焦情況嚴重，衛(wèi)燃帶部位結(jié)焦尤甚。掉焦滅火事件多次發(fā)生，冷灰斗處水冷壁管材損傷嚴重。威脅機組安全穩(wěn)定運行。為適應入爐煤種的變化，必須盡快對鍋爐本體進行改造。新煤種對鍋爐的穩(wěn)燃要求降低，防結(jié)焦要求提高。根據(jù)這一基本情況，經(jīng)研究決定采用縮小爐膛燃燒區(qū)衛(wèi)燃帶面積的方法來提高鍋爐在新煤種下的運行性能。

2013年3月利用三號機組停機檢修的機會，對三號鍋爐爐膛衛(wèi)燃帶進行了改造，拆除部分衛(wèi)燃帶，同時在翼墻開二次風口。本次技術(shù)改造的目的主要是減輕鍋爐下爐膛結(jié)焦狀況，同時兼顧爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性、經(jīng)濟性、環(huán)保性。

美國福斯特.惠勒公司在W型火焰鍋爐下爐膛敷設(shè)衛(wèi)燃帶的設(shè)計初衷是用以提高爐內(nèi)火焰中心溫度，穩(wěn)定燃燒，以適應無煙煤燃點高的特點。其敷設(shè)的區(qū)域和面積根據(jù)具體燃燒煤種而變化，當入爐煤質(zhì)越差、揮發(fā)分含量越低時衛(wèi)燃帶的面積越大。一般來說，W型火焰鍋爐結(jié)焦的原因主要有以下三點：

（1）煤種的灰熔點過低。

（2）四角燃燒器燃燒調(diào)整不當，火焰存在沖刷側(cè)墻的現(xiàn)象。

（3）爐膛衛(wèi)燃帶的敷設(shè)位置和敷設(shè)面積與煤種不匹配。

嚴重結(jié)焦對鍋爐有很多危害：

（1）水冷壁傳熱惡化，爐內(nèi)結(jié)焦加劇形成惡性循環(huán)。

（2）爐膛結(jié)焦會破壞水動力穩(wěn)定性，尾部對流受熱面超溫。

（3）大焦塊掉落會引起鍋爐滅火、爆燃、冷灰斗水冷壁爆破等事故，甚至嚴重威脅人身安全。

福斯特.惠勒公司原設(shè)計的爐內(nèi)衛(wèi)燃帶敷設(shè)部位如下圖所示：（其中前四個部位是必須裝設(shè)部位，第五個和第六個是選裝部位，我廠鍋爐敷設(shè)了前四個部位。）（圖1）

在具體改造方案確定過程中，鍋爐專業(yè)人員主要從以下幾個方面入手。

（1）與燃料采購部門充分溝通，預測未來幾年入爐煤種的大致成分范圍，混煤的來源和比例，確定按揮發(fā)分Vdaf≤12%來進行燃燒調(diào)整。

（2）按照國家電網(wǎng)公司調(diào)度中心的要求，鍋爐確保40%的最低穩(wěn)燃能力。

（3）重新進行鍋爐水循環(huán)計算，校驗各水冷壁管的安全性。確保不發(fā)生局部鰭端超溫、傳熱惡化、水循環(huán)停滯、倒流。

（4）爐溫降低、煙溫降低，計算空氣預熱器冷端金屬溫度，確保不發(fā)生換熱波紋板酸性腐蝕。

綜合以上各方面因素，并咨詢鍋爐設(shè)計制造單位，最終形成了以下具體改造方案：

（1）前后拱上拆除600 mm高度的原衛(wèi)燃帶，保留拱上1/3的衛(wèi)燃帶。

（2）左右側(cè)墻衛(wèi)燃帶拆除一半。

（3）翼墻的衛(wèi)燃帶不拆除。為防止翼墻部位結(jié)大焦塊，翼墻在縱向開一個風口，橫向開一個風口，將衛(wèi)燃帶分割成四個區(qū)域，防止大面積的焦塊連成一體，翼墻部位通風量約占總風量的15%。

改造后對鍋爐運行參數(shù)的影響：（表1）

改造后運行情況分析與總結(jié)：

（1）爐內(nèi)結(jié)焦情況。改造前鍋爐燃燒區(qū)域結(jié)焦較嚴重，焦質(zhì)硬、焦塊厚度大、面積大，看火孔容易堵，看火孔被焦塊堵住后捅不開。改造后結(jié)焦厚度基本控制在20～30 cm之間，比改造前大約減薄15 cm。焦塊結(jié)構(gòu)特性呈酥松狀，易捅落。鍋爐減溫水流量明顯減小，初步判斷爐膛內(nèi)結(jié)焦面積減小、結(jié)焦程度減輕，水冷壁蒸發(fā)吸熱量增加?？諝忸A熱器前煙氣溫度降低也證明了以上判斷。

（2）爐內(nèi)燃燒工況。在燃燒穩(wěn)定性方面，啟動最初幾天，燃燒有不穩(wěn)定的情況。具體表現(xiàn)為：在保持一定時間平穩(wěn)運行的情況下，突然會有一段時間火檢擺動，負壓波動，出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)的征兆，其它參數(shù)并沒發(fā)生變化。分析原因是煤場混煤不均勻，入爐煤質(zhì)可能短時間揮發(fā)分降低，引起著火不穩(wěn)定，說明衛(wèi)燃帶改造后鍋爐對煤質(zhì)的適應性有所降低。另外，測量改造前后的爐溫情況，主要表現(xiàn)為爐膛出口溫度降低大約100 ℃，相應的爐溫整體降低也在這個水平上。但側(cè)墻溫度降低比較嚴重，特別是著火區(qū)域，溫度降低接近500 ℃，而側(cè)墻中部區(qū)域即燃盡部位溫度升高150 ℃，說明側(cè)墻附近的燃燒器煤粉相比較改造前著火困難，著火點相應推遲，這種現(xiàn)象在啟動過程中也有發(fā)現(xiàn)。造成這種情況的原因，應該是翼墻部位的風口開度偏大所致，由于該處的二次風進入爐膛后，風向不理想，直接指向爐膛中心區(qū)域，煤粉氣流的著火受到了影響。但爐膛中心區(qū)溫度降低對降低氮氧化物的排放有明顯的效果，只有對穩(wěn)燃沒有大的影響，這種變化也是有益的。

（3）鍋爐經(jīng)濟性指標。從鍋爐運行的各項經(jīng)濟性指標分析來看，經(jīng)過改造后，鍋爐減溫水降低了6.42 kg/s，煙風溫度差降低了2.2 ℃，總共影響機組供電標準煤耗降低1.87 g/kwh;但是，飛灰可燃物含量升高了3.85%，再熱汽溫降低了6.32 ℃，共計影響供電標準煤耗升高5.32 g/kwh。飛灰可燃物升高的主要原因是爐溫降低，以及翼墻的二次風口開度偏大，使側(cè)墻區(qū)域的煤粉燃燒器著火推遲，而從屏式過熱器壁溫情況來看，爐膛中部的煤粉燃燒影響不大。鍋爐原煤耗與其它機組橫向?qū)Ρ?，同樣?75 MW負荷下，在改造前一號、二號、四號鍋爐平均原煤耗是460.27 g/kwh，三號鍋爐低于平均值6.45 g/kwh。改造后一號、二號、四號鍋爐平均原煤耗是434.94 g/kwh，三號鍋爐高于平均值9.97 g/kwh，三號鍋爐原煤耗相對改造前升高了16.42 g/kwh。供電標準煤耗與其它機組橫向?qū)Ρ?，同樣?75 MW負荷下，在改造前一號、二號、四號鍋爐平均供電標準煤耗是326.19 g/kwh，三號鍋爐低于平均值4.49 g/kwh。改造后一號、二號、四號鍋爐平均標煤耗是317.3 g/kwh，三號鍋爐高于平均值8.02 g/kwh。所以，從各個鍋爐的橫向指標比較來看三號鍋爐供電標準煤耗相對改造前升高了12.51 g/kwh。另外，改造后三號鍋爐二次風量與排煙含氧量均較之前有一定程度提高，其原因是由于從翼墻進入爐膛的二次風并不能有效的參與燃燒所致。

（4）其它方面的影響。

①三號鍋爐在改造前屏式過熱器超溫比較明顯，改造后由于爐膛出口溫度的下降，屏式過熱器超溫管屏數(shù)量減少，超溫情況得到大幅的改善。屏過中間區(qū)域的管壁溫度沒有明顯降低，說明爐膛中部區(qū)域的溫度沒有受到較大影響。

②氮氧化物的影響：（表2）

根據(jù)三號鍋爐改造前后原煙氣氮氧化物含量的對比可以看到，改造前后三號鍋爐在不同負荷下，原煙氣的氮氧化物含量有明顯的下降。說明衛(wèi)燃帶去掉后，爐膛溫度的降低減少了氮氧化物的生成，為脫硝系統(tǒng)工作創(chuàng)造了有利條件。

結(jié)論及后續(xù)改進工作：

（1）鍋爐側(cè)墻衛(wèi)燃帶打掉對控制結(jié)焦起到良好的作用，其對燃燒有一定的影響。

（2）上爐膛拱部區(qū)域衛(wèi)燃帶拆除對控制結(jié)焦的作用需要在停爐后檢驗，其對燃燒沒有影響。

（3）翼墻部位開二次風口，對翼墻控制結(jié)焦已經(jīng)起到一定的的作用，做出準確的判斷需要在運行一段時間或是停爐后檢驗，其對燃燒的影響比較明顯。為了優(yōu)化翼墻進風量，增加必要的調(diào)節(jié)手段，計劃在后續(xù)工作中增設(shè)翼墻進風量調(diào)節(jié)擋板，在運行中依據(jù)翼墻部位結(jié)焦情況和爐內(nèi)燃燒情況進行優(yōu)化調(diào)整。

（4）盡快進行燃燒調(diào)整工作，以降低飛灰可燃物、提高鍋爐效率、穩(wěn)定燃燒為主要目的，提高鍋爐運行安全性、經(jīng)濟性和環(huán)保性，使拆除衛(wèi)燃帶工作的效果最大化，不利影響降到最低。

參考文獻

[1] 陳學俊，陳聽寬.鍋爐原理[M].機械工業(yè)出版社，1983.

[2] 陳冬林.基于可調(diào)衛(wèi)燃帶的燃煤鍋爐燃燒穩(wěn)定性分析[J].燃燒科學與技術(shù)，2003（2）：119-122.endprint

摘 要：該文分析了火力發(fā)電廠W型火焰鍋爐燃燒特性和結(jié)焦機理，改變摻燒煤種后防結(jié)焦的措施。拆除鍋爐衛(wèi)燃帶后的防結(jié)焦效果，以及拆除鍋爐衛(wèi)燃帶后對鍋爐運行各個方面的影響。

關(guān)鍵詞：W型火焰鍋爐 ?結(jié)焦 ?衛(wèi)燃帶 ?改造分析

中圖分類號：TK223 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（b）-0055-02

我廠鍋爐是美國福斯特.惠勒公司設(shè)計制造雙拱形W型火焰燃煤鍋爐，設(shè)計煤種為晉東南無煙煤。近幾年電廠燃料采購發(fā)生較大變化，我廠鍋爐不再單獨使用無煙煤，大量摻燒外省煙煤后混煤灰熔點降低，爐膛結(jié)焦情況嚴重，衛(wèi)燃帶部位結(jié)焦尤甚。掉焦滅火事件多次發(fā)生，冷灰斗處水冷壁管材損傷嚴重。威脅機組安全穩(wěn)定運行。為適應入爐煤種的變化，必須盡快對鍋爐本體進行改造。新煤種對鍋爐的穩(wěn)燃要求降低，防結(jié)焦要求提高。根據(jù)這一基本情況，經(jīng)研究決定采用縮小爐膛燃燒區(qū)衛(wèi)燃帶面積的方法來提高鍋爐在新煤種下的運行性能。

2013年3月利用三號機組停機檢修的機會，對三號鍋爐爐膛衛(wèi)燃帶進行了改造，拆除部分衛(wèi)燃帶，同時在翼墻開二次風口。本次技術(shù)改造的目的主要是減輕鍋爐下爐膛結(jié)焦狀況，同時兼顧爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性、經(jīng)濟性、環(huán)保性。

美國福斯特.惠勒公司在W型火焰鍋爐下爐膛敷設(shè)衛(wèi)燃帶的設(shè)計初衷是用以提高爐內(nèi)火焰中心溫度，穩(wěn)定燃燒，以適應無煙煤燃點高的特點。其敷設(shè)的區(qū)域和面積根據(jù)具體燃燒煤種而變化，當入爐煤質(zhì)越差、揮發(fā)分含量越低時衛(wèi)燃帶的面積越大。一般來說，W型火焰鍋爐結(jié)焦的原因主要有以下三點：

（1）煤種的灰熔點過低。

（2）四角燃燒器燃燒調(diào)整不當，火焰存在沖刷側(cè)墻的現(xiàn)象。

（3）爐膛衛(wèi)燃帶的敷設(shè)位置和敷設(shè)面積與煤種不匹配。

嚴重結(jié)焦對鍋爐有很多危害：

（1）水冷壁傳熱惡化，爐內(nèi)結(jié)焦加劇形成惡性循環(huán)。

（2）爐膛結(jié)焦會破壞水動力穩(wěn)定性，尾部對流受熱面超溫。

（3）大焦塊掉落會引起鍋爐滅火、爆燃、冷灰斗水冷壁爆破等事故，甚至嚴重威脅人身安全。

福斯特.惠勒公司原設(shè)計的爐內(nèi)衛(wèi)燃帶敷設(shè)部位如下圖所示：（其中前四個部位是必須裝設(shè)部位，第五個和第六個是選裝部位，我廠鍋爐敷設(shè)了前四個部位。）（圖1）

在具體改造方案確定過程中，鍋爐專業(yè)人員主要從以下幾個方面入手。

（1）與燃料采購部門充分溝通，預測未來幾年入爐煤種的大致成分范圍，混煤的來源和比例，確定按揮發(fā)分Vdaf≤12%來進行燃燒調(diào)整。

（2）按照國家電網(wǎng)公司調(diào)度中心的要求，鍋爐確保40%的最低穩(wěn)燃能力。

（3）重新進行鍋爐水循環(huán)計算，校驗各水冷壁管的安全性。確保不發(fā)生局部鰭端超溫、傳熱惡化、水循環(huán)停滯、倒流。

（4）爐溫降低、煙溫降低，計算空氣預熱器冷端金屬溫度，確保不發(fā)生換熱波紋板酸性腐蝕。

綜合以上各方面因素，并咨詢鍋爐設(shè)計制造單位，最終形成了以下具體改造方案：

（1）前后拱上拆除600 mm高度的原衛(wèi)燃帶，保留拱上1/3的衛(wèi)燃帶。

（2）左右側(cè)墻衛(wèi)燃帶拆除一半。

（3）翼墻的衛(wèi)燃帶不拆除。為防止翼墻部位結(jié)大焦塊，翼墻在縱向開一個風口，橫向開一個風口，將衛(wèi)燃帶分割成四個區(qū)域，防止大面積的焦塊連成一體，翼墻部位通風量約占總風量的15%。

改造后對鍋爐運行參數(shù)的影響：（表1）

改造后運行情況分析與總結(jié)：

（1）爐內(nèi)結(jié)焦情況。改造前鍋爐燃燒區(qū)域結(jié)焦較嚴重，焦質(zhì)硬、焦塊厚度大、面積大，看火孔容易堵，看火孔被焦塊堵住后捅不開。改造后結(jié)焦厚度基本控制在20～30 cm之間，比改造前大約減薄15 cm。焦塊結(jié)構(gòu)特性呈酥松狀，易捅落。鍋爐減溫水流量明顯減小，初步判斷爐膛內(nèi)結(jié)焦面積減小、結(jié)焦程度減輕，水冷壁蒸發(fā)吸熱量增加?？諝忸A熱器前煙氣溫度降低也證明了以上判斷。

（2）爐內(nèi)燃燒工況。在燃燒穩(wěn)定性方面，啟動最初幾天，燃燒有不穩(wěn)定的情況。具體表現(xiàn)為：在保持一定時間平穩(wěn)運行的情況下，突然會有一段時間火檢擺動，負壓波動，出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)的征兆，其它參數(shù)并沒發(fā)生變化。分析原因是煤場混煤不均勻，入爐煤質(zhì)可能短時間揮發(fā)分降低，引起著火不穩(wěn)定，說明衛(wèi)燃帶改造后鍋爐對煤質(zhì)的適應性有所降低。另外，測量改造前后的爐溫情況，主要表現(xiàn)為爐膛出口溫度降低大約100 ℃，相應的爐溫整體降低也在這個水平上。但側(cè)墻溫度降低比較嚴重，特別是著火區(qū)域，溫度降低接近500 ℃，而側(cè)墻中部區(qū)域即燃盡部位溫度升高150 ℃，說明側(cè)墻附近的燃燒器煤粉相比較改造前著火困難，著火點相應推遲，這種現(xiàn)象在啟動過程中也有發(fā)現(xiàn)。造成這種情況的原因，應該是翼墻部位的風口開度偏大所致，由于該處的二次風進入爐膛后，風向不理想，直接指向爐膛中心區(qū)域，煤粉氣流的著火受到了影響。但爐膛中心區(qū)溫度降低對降低氮氧化物的排放有明顯的效果，只有對穩(wěn)燃沒有大的影響，這種變化也是有益的。

（3）鍋爐經(jīng)濟性指標。從鍋爐運行的各項經(jīng)濟性指標分析來看，經(jīng)過改造后，鍋爐減溫水降低了6.42 kg/s，煙風溫度差降低了2.2 ℃，總共影響機組供電標準煤耗降低1.87 g/kwh;但是，飛灰可燃物含量升高了3.85%，再熱汽溫降低了6.32 ℃，共計影響供電標準煤耗升高5.32 g/kwh。飛灰可燃物升高的主要原因是爐溫降低，以及翼墻的二次風口開度偏大，使側(cè)墻區(qū)域的煤粉燃燒器著火推遲，而從屏式過熱器壁溫情況來看，爐膛中部的煤粉燃燒影響不大。鍋爐原煤耗與其它機組橫向?qū)Ρ?，同樣?75 MW負荷下，在改造前一號、二號、四號鍋爐平均原煤耗是460.27 g/kwh，三號鍋爐低于平均值6.45 g/kwh。改造后一號、二號、四號鍋爐平均原煤耗是434.94 g/kwh，三號鍋爐高于平均值9.97 g/kwh，三號鍋爐原煤耗相對改造前升高了16.42 g/kwh。供電標準煤耗與其它機組橫向?qū)Ρ?，同樣?75 MW負荷下，在改造前一號、二號、四號鍋爐平均供電標準煤耗是326.19 g/kwh，三號鍋爐低于平均值4.49 g/kwh。改造后一號、二號、四號鍋爐平均標煤耗是317.3 g/kwh，三號鍋爐高于平均值8.02 g/kwh。所以，從各個鍋爐的橫向指標比較來看三號鍋爐供電標準煤耗相對改造前升高了12.51 g/kwh。另外，改造后三號鍋爐二次風量與排煙含氧量均較之前有一定程度提高，其原因是由于從翼墻進入爐膛的二次風并不能有效的參與燃燒所致。

（4）其它方面的影響。

①三號鍋爐在改造前屏式過熱器超溫比較明顯，改造后由于爐膛出口溫度的下降，屏式過熱器超溫管屏數(shù)量減少，超溫情況得到大幅的改善。屏過中間區(qū)域的管壁溫度沒有明顯降低，說明爐膛中部區(qū)域的溫度沒有受到較大影響。

②氮氧化物的影響：（表2）

根據(jù)三號鍋爐改造前后原煙氣氮氧化物含量的對比可以看到，改造前后三號鍋爐在不同負荷下，原煙氣的氮氧化物含量有明顯的下降。說明衛(wèi)燃帶去掉后，爐膛溫度的降低減少了氮氧化物的生成，為脫硝系統(tǒng)工作創(chuàng)造了有利條件。

結(jié)論及后續(xù)改進工作：

（1）鍋爐側(cè)墻衛(wèi)燃帶打掉對控制結(jié)焦起到良好的作用，其對燃燒有一定的影響。

（2）上爐膛拱部區(qū)域衛(wèi)燃帶拆除對控制結(jié)焦的作用需要在停爐后檢驗，其對燃燒沒有影響。

（3）翼墻部位開二次風口，對翼墻控制結(jié)焦已經(jīng)起到一定的的作用，做出準確的判斷需要在運行一段時間或是停爐后檢驗，其對燃燒的影響比較明顯。為了優(yōu)化翼墻進風量，增加必要的調(diào)節(jié)手段，計劃在后續(xù)工作中增設(shè)翼墻進風量調(diào)節(jié)擋板，在運行中依據(jù)翼墻部位結(jié)焦情況和爐內(nèi)燃燒情況進行優(yōu)化調(diào)整。

（4）盡快進行燃燒調(diào)整工作，以降低飛灰可燃物、提高鍋爐效率、穩(wěn)定燃燒為主要目的，提高鍋爐運行安全性、經(jīng)濟性和環(huán)保性，使拆除衛(wèi)燃帶工作的效果最大化，不利影響降到最低。

參考文獻

[1] 陳學俊，陳聽寬.鍋爐原理[M].機械工業(yè)出版社，1983.

[2] 陳冬林.基于可調(diào)衛(wèi)燃帶的燃煤鍋爐燃燒穩(wěn)定性分析[J].燃燒科學與技術(shù)，2003（2）：119-122.endprint