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大型锅炉燃烧特性及安全防护 山东电力研究院 刘志超 发电机组启动调试的核心是保证机组能够长期稳定的安全经济运行； 山东电力研究院20多年来在大型发电机组的启动调试方面积累了丰富的经验，形成了一整套调试规范； 近几年完成了1000万千瓦装机容量的超临界机组和1000MW超超临界机组的调试。 锅炉机组大型化后燃烧性能将发生一些新的变化； 研究了解机组的性能特点和可能存在的问题是基建调试的重要基础工作； 一、电站锅炉的发展趋势 大容量高参数特性； 循环效率升高； 设计精度高； 安全防护水平高； 减排水平大大提高。。 锅炉的参数特性 锅炉的容量特性 锅炉的容量特性 二、大型锅炉炉型及燃烧设备特点 切园燃烧锅炉（四角切园、六角切园、直流燃烧器）； 墙式燃烧锅炉，旋流燃烧器，前墙布置，前后墙对冲布置； “W”火焰锅炉； 循环流化床燃烧锅炉； 塔式锅炉（四角、八角切园、直流燃烧器） 。 切园燃烧锅炉的结构特点 直流喷燃； 燃烧器多角布置（四角、六角）； 煤粉和助燃风分别不同的燃烧喷口。 切园燃烧的优点 炉内火焰充满度高，水冷壁受热比较均匀； 燃烧器结构和调节方法简单，便于运行中的调节； 燃烧侧参与汽温调节的手段较多； 煤种适应能力较宽。 切园燃烧的缺点 调整方式复杂，对运行人员的调整技术要求较高； 一次风煤粉管道比较复杂； 随着锅炉大型化，炉膛出口烟温偏差加大； 切园燃烧调整的关键技术 整个炉膛是一个燃烧器，形成一个高温烟气涡； 关键技术——控制炉膛内的火球直径。 四角切园燃烧锅炉 四角切园燃烧锅炉 墙式（旋流）燃烧锅炉结构特点 燃烧器布置在水冷壁墙面上（前墙布置、前后墙或两侧墙对冲）； 每个燃烧器具有完整的送粉和调风功能，独立燃烧功能； 墙式（旋流）燃烧的优点 炉膛截面是长方形，有利于布置较多的辐射受热面； 每个燃烧器具有独立的配风调整能力，利于降低炉膛出口烟温偏差； 运行人员操作比较简单； 煤粉管道比较易于布置。 墙式（旋流）燃烧的缺点 炉膛火焰充满度较差，水冷壁受热均匀性较差； 风粉后期混合较差，煤粉燃尽略差，适合于燃烧烟煤； 制粉系统和燃烧器启停需要助燃； 燃烧侧调节汽温的幅度较小。 旋流燃烧器调整的技术要点 燃烧器旋流强度的控制和调整。 “W”火焰锅炉燃烧设备特点 “W”火焰锅炉燃烧设备特点 “W”火焰锅炉燃烧设备特点 “W”火焰锅炉燃烧设备特点 “W”火焰锅炉燃烧的优点 一次风煤粉浓度大，炉膛温度高，易于燃烧难燃煤种（无烟煤等）； 煤粉气流在炉膛内的行程较长，煤粉燃尽度较高； “W”火焰锅炉燃烧的缺点 炉膛温度高，布置有卫燃带，容易结渣结焦，不适合燃烧易燃煤种； 氮氧化物排放浓度高； 锅炉炉型结构比较庞大复杂。 “W”火焰锅炉燃烧控制要点 前后墙的动量和能量分布控制。 循环流化床锅炉燃烧设备特点 塔式锅炉设备特点 三、锅炉燃煤性能的研究 在新建机组的锅炉选型中重视对燃料性能和可能的变化规律的研究，重视燃料性能和锅炉炉型相关关系的研究； 在入厂煤质量的判别和燃料掺配中存在一些误区。 燃煤性能主要包括以下几个方面 煤的燃烧性能（着火性能、燃烬性能等）； 破碎和磨制性能（粒度、可磨性能）； 对锅炉受热面的影响特性（积灰、结渣、腐蚀、磨损）； 对环境的污染特性等。 煤的燃烧性能 燃烧性能主要关心着火、燃尽性能和结渣性能； 煤的工业分析意义和不足：工业分析数据基本反映了燃烧过程，是锅炉选型和燃烧调整的重要依据。 工业分析值只反映了燃料在温度坐标轴上的静态变化过程，与时间无关，因此，不能全面反映燃料在炉膛内的着火性能。 燃煤质量判别存在的问题 目前入厂煤的质量指标只包含发热量和无灰干燥基挥发分； 没有考虑灰分的影响，与实际入炉煤差别较大。 ——煤的着火性能 “通用着火特征指标”： Fz=（Vad+Mad）2×FCad/10000， 从Fz≤0.5到Fz＞2.0将煤着火稳燃特性分为极难燃、难燃、准难燃、易燃和极易燃五个类别 ——煤的着火性能 煤的着火稳燃特征指标 混煤燃烧性能特点 混煤的元素分析值、工业分析值、发热量等具有一定的“可加性” ； 混煤的结渣性能不具有“可加性” ； 混煤的着火性能等不具有“可加性” ； 掺配煤应注意的问题。 四、炉型和煤性的配合关系 为了保证良好的燃烧效果，炉型和煤种之间存在着严格的配合关系。 ——炉型和煤性的耦合性 锅炉炉型稳燃性能指数：Z=C/( Va +Vb) 其中：Va——锅炉炉膛有效容积（m3）；Vb——锅炉燃烧器区域的炉膛容积（m3）；C——标准锅炉的（Va +Vb），对于1025t/h四角切园燃烧锅炉C=900（m3）。锅炉稳燃性能指数决定于锅炉炉膛结构尺寸和燃烧器的布置。 燃煤着火特征指标：FC=（Vad+Mad）2×FCad/10000 其中：