為提高鍋爐運行穩(wěn)定性，降低掉焦頻次，減輕人員處理掉焦的勞動強度，對#1鍋爐燃燒器進行了技術(shù)改造，改造后解決了鍋爐熱效率低、掉焦頻繁問題，同時減少了爐底漏風(fēng)量、減溫水量，環(huán)保參數(shù)得到有效控制，鍋爐效率明顯提高。
一、鍋爐及燃燒系統(tǒng)簡介：
我廠#1～#3爐為鑫邦鍋爐制造的亞臨界自然循環(huán)汽包爐UG-1217/18.4-M型，配雙進雙出鋼球磨正壓冷一次風(fēng)直吹式制粉系統(tǒng)，燃燒器為四角布置，燃用貧煤。燃燒器采用水平濃淡煤粉燃燒技術(shù)，經(jīng)百葉窗將一次風(fēng)氣流分成濃淡兩相，每組燃燒器分為16個空氣噴嘴，燃燒器噴口為擺動式，設(shè)計假想切圓分別492mm和650mm。
前期低氮燃燒器改造后，運行中發(fā)現(xiàn)燃燒器改造總體思路是著力降低脫硝入口氮氧化合物的基礎(chǔ)之上，未能解決鍋爐主燃燒區(qū)域過于集中導(dǎo)致燃燒區(qū)缺氧問題，雖然采取了燃燒調(diào)整后掉焦有所緩解，但調(diào)整思路沒有被徹底突破，導(dǎo)致鍋爐仍然頻繁掉焦、放渣，也未能解決鍋爐啟動初期、倒停磨煤機、大幅度降負荷恢復(fù)后頻繁掉焦問題，渣樣為焦結(jié)性強且有較多琉璃狀硬渣塊，撈渣機頻繁斷銷子、冷灰斗需頻繁放渣，環(huán)保NOx波動大不易控制，引風(fēng)機及增壓風(fēng)機被迫滿出力等，我廠被迫成立“放渣小組”、“沖渣小組”，消耗大量人力物力來處理掉焦善后問題，為扭轉(zhuǎn)此等被動局面，于2016年10月對#1鍋爐燃燒器進行了燃燒器技術(shù)改造。
二、改造前掉焦概況分析：
1、燃煤性質(zhì)易結(jié)焦，調(diào)試期間在#1鍋爐取了兩次入爐煤樣，送華中科技大學(xué)煤燃燒國家重點實驗室進行了化驗及評價，導(dǎo)致容易結(jié)焦的兩個主要因素是堿金屬Na含量過高（達到11.52%）以及硅含量較低。其中堿金屬含量遠遠超過了嚴重結(jié)渣的范圍，堿酸比高達3.78（標(biāo)準(zhǔn)0.4，結(jié)渣指標(biāo)為9倍以上），堿金屬過高導(dǎo)致的結(jié)渣為粘性結(jié)焦，易導(dǎo)致爐內(nèi)大面積結(jié)焦。
2、爐膛溫度高，經(jīng)過就地實測發(fā)現(xiàn)運行中爐膛爐溫偏高，水冷壁結(jié)焦和爐膛溫度偏高容易形成惡性循環(huán)。
3、熱負荷局部過于集中，調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，E層附近的位置溫度最高，也是結(jié)焦相對集中的區(qū)域，該層的熱負荷相對集中。
三、改造方案：
1、 針對熱負荷相對集中的問題，將一次風(fēng)噴口的角度從水平位置調(diào)整為分別向下傾斜和向上揚的角度（如圖1），這樣可以拉開主燃區(qū)隔層燃燒器的總高度，使集中的熱負荷分散。
2、將所有一次風(fēng)噴口的濃側(cè)鈍體切除（如圖2），增強一次風(fēng)剛性，并適當(dāng)延長一次風(fēng)著火距離，緩解結(jié)焦現(xiàn)象。
3、B,C兩層一次風(fēng)增加穩(wěn)燃齒（如圖3），適當(dāng)強化主燃區(qū)底部著火，以減少未燃盡煤粉集中于E,F等熱負荷集中的區(qū)域。
1、由于原來的二次風(fēng)切圓僅1090.2mm和932.3mm，不建議繼續(xù)減小原二次風(fēng)切圓，采用一次風(fēng)淡側(cè)貼楔形塊的方式適當(dāng)減小一次風(fēng)切圓。
2、對原貼壁風(fēng)噴嘴進行拆除后適當(dāng)封堵，以增強二次風(fēng)剛性。
3、進行冷態(tài)射流試驗及熱態(tài)燃燒調(diào)整試驗驗證。
4、對煤質(zhì)進行管控，尤其是應(yīng)關(guān)注堿金屬含量超高的現(xiàn)象，從而起到緩解結(jié)焦問題的作用。
四、改造效果：
燃燒器改造后，通過優(yōu)化調(diào)整，逐步降低主燃燒區(qū)域火焰強度，增強鍋爐截面熱負荷均勻度，增加了分級燃燒的效果，取得了良好的經(jīng)濟和環(huán)境效益（詳見表1）。
1、燃燒器改造后整體爐溫下降約50℃，就地看火為前后墻28米層圓孔及#3角E、F層爐溫相對偏高，但爐內(nèi)無結(jié)焦，各角火焰金黃色，較為均勻，燃燒良好，燃燒器改造后初次啟動、倒停磨煤機、大幅度降負荷的情況下也均未出現(xiàn)掉焦問題，且啟動后長時間冷灰斗均未掉焦，渣溝未出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，能用一根沖渣水管代替以前3根沖渣水管進行沖渣，而且徹底扭轉(zhuǎn)了掉焦的被動局面。
2、燃燒器未改造前鍋爐結(jié)焦嚴重，為了確保鍋爐安全運行，不得已在冷灰斗上加裝擋焦棍，且保持撈渣機低水位運行，一旦冷灰斗掉落較大焦塊不易處理，只能把撈渣機人孔打開進行放渣處理，曾在56天內(nèi)共計掉焦163次，掉焦次數(shù)至2.91次/天。燃燒器改造以后冷灰斗完全封閉，撈碎渣機連續(xù)運行，未曾出現(xiàn)因掉焦卡斷銷子的現(xiàn)象發(fā)生，從而避免了因處理焦塊和放渣而引發(fā)人身不安全情況。
3、燃燒器改造后因爐底漏風(fēng)減少和降低了火焰中心，避免了因燃燒推遲而導(dǎo)致飛灰可燃物上升，減少了主再熱減溫水的用水量，降低了鍋爐排煙溫度，降低了引風(fēng)機和增壓風(fēng)機的出力，使脫硝、脫硫易于控制，提高了鍋爐運行安全性及熱效率。
4、通過燃燒器改造后調(diào)整燃燒，鍋爐在控制掉焦、減溫水量、降低飛灰含碳量，降低排煙溫度、風(fēng)機出力等取得較好的效果，鍋爐效率得到提到，并為機組在最佳工況下持續(xù)運行打下堅實基礎(chǔ)。
五、改造總體評價：
1、對于主燃區(qū)熱負荷過于集中，導(dǎo)致由于局部爐溫高、缺氧導(dǎo)致結(jié)焦加?。ㄈ鏑OFA和SOFA層結(jié)焦）的問題，本次燃燒器改造通過調(diào)整一次風(fēng)噴口角度能夠有效的分散熱負荷的分布，提供一個較為均勻的鍋爐截面熱負荷燃燒環(huán)境，從根本上解決結(jié)焦問題。
2、在處理防止燃燒器噴口結(jié)焦及一次風(fēng)貼墻結(jié)焦時，燃燒器改造切除了所有一次風(fēng)噴口濃側(cè)鈍體并對原貼壁風(fēng)噴嘴進行拆除后適當(dāng)封堵，增強一次風(fēng)剛性和二次風(fēng)剛性，增加一次風(fēng)著火距離，此等結(jié)焦在機組啟動，制粉系統(tǒng)倒停尤為明顯（如2017年由于磨煤機襯板損壞被迫啟停），每次進行此類操作后，鍋爐結(jié)焦量急劇增加，粘度加大，此后都會有一個循環(huán)或一個月的掉焦過渡期。而改造燃燒器后進行過制粉出力調(diào)整則未出現(xiàn)結(jié)焦掉焦現(xiàn)象。
3、在此次燃燒器改造中還強化主燃區(qū)底部著火，減少E,F層熱負荷過于集中，使增加了分級燃燒的效果，增加了燃料燃燒時間，降低火焰中心，減少了減溫水的用量，降低排煙溫度，增加了鍋爐燃燒的穩(wěn)定性和安全性，同時大大提高了鍋爐效率。
一、鍋爐及燃燒系統(tǒng)簡介：
我廠#1～#3爐為鑫邦鍋爐制造的亞臨界自然循環(huán)汽包爐UG-1217/18.4-M型，配雙進雙出鋼球磨正壓冷一次風(fēng)直吹式制粉系統(tǒng)，燃燒器為四角布置，燃用貧煤。燃燒器采用水平濃淡煤粉燃燒技術(shù)，經(jīng)百葉窗將一次風(fēng)氣流分成濃淡兩相，每組燃燒器分為16個空氣噴嘴，燃燒器噴口為擺動式，設(shè)計假想切圓分別492mm和650mm。
前期低氮燃燒器改造后，運行中發(fā)現(xiàn)燃燒器改造總體思路是著力降低脫硝入口氮氧化合物的基礎(chǔ)之上，未能解決鍋爐主燃燒區(qū)域過于集中導(dǎo)致燃燒區(qū)缺氧問題，雖然采取了燃燒調(diào)整后掉焦有所緩解，但調(diào)整思路沒有被徹底突破，導(dǎo)致鍋爐仍然頻繁掉焦、放渣，也未能解決鍋爐啟動初期、倒停磨煤機、大幅度降負荷恢復(fù)后頻繁掉焦問題，渣樣為焦結(jié)性強且有較多琉璃狀硬渣塊，撈渣機頻繁斷銷子、冷灰斗需頻繁放渣，環(huán)保NOx波動大不易控制，引風(fēng)機及增壓風(fēng)機被迫滿出力等，我廠被迫成立“放渣小組”、“沖渣小組”，消耗大量人力物力來處理掉焦善后問題，為扭轉(zhuǎn)此等被動局面，于2016年10月對#1鍋爐燃燒器進行了燃燒器技術(shù)改造。
二、改造前掉焦概況分析：
1、燃煤性質(zhì)易結(jié)焦，調(diào)試期間在#1鍋爐取了兩次入爐煤樣，送華中科技大學(xué)煤燃燒國家重點實驗室進行了化驗及評價，導(dǎo)致容易結(jié)焦的兩個主要因素是堿金屬Na含量過高（達到11.52%）以及硅含量較低。其中堿金屬含量遠遠超過了嚴重結(jié)渣的范圍，堿酸比高達3.78（標(biāo)準(zhǔn)0.4，結(jié)渣指標(biāo)為9倍以上），堿金屬過高導(dǎo)致的結(jié)渣為粘性結(jié)焦，易導(dǎo)致爐內(nèi)大面積結(jié)焦。
2、爐膛溫度高，經(jīng)過就地實測發(fā)現(xiàn)運行中爐膛爐溫偏高，水冷壁結(jié)焦和爐膛溫度偏高容易形成惡性循環(huán)。
3、熱負荷局部過于集中，調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，E層附近的位置溫度最高，也是結(jié)焦相對集中的區(qū)域，該層的熱負荷相對集中。
三、改造方案：
1、 針對熱負荷相對集中的問題，將一次風(fēng)噴口的角度從水平位置調(diào)整為分別向下傾斜和向上揚的角度（如圖1），這樣可以拉開主燃區(qū)隔層燃燒器的總高度，使集中的熱負荷分散。
2、將所有一次風(fēng)噴口的濃側(cè)鈍體切除（如圖2），增強一次風(fēng)剛性，并適當(dāng)延長一次風(fēng)著火距離，緩解結(jié)焦現(xiàn)象。
3、B,C兩層一次風(fēng)增加穩(wěn)燃齒（如圖3），適當(dāng)強化主燃區(qū)底部著火，以減少未燃盡煤粉集中于E,F等熱負荷集中的區(qū)域。
1、由于原來的二次風(fēng)切圓僅1090.2mm和932.3mm，不建議繼續(xù)減小原二次風(fēng)切圓，采用一次風(fēng)淡側(cè)貼楔形塊的方式適當(dāng)減小一次風(fēng)切圓。
2、對原貼壁風(fēng)噴嘴進行拆除后適當(dāng)封堵，以增強二次風(fēng)剛性。
3、進行冷態(tài)射流試驗及熱態(tài)燃燒調(diào)整試驗驗證。
4、對煤質(zhì)進行管控，尤其是應(yīng)關(guān)注堿金屬含量超高的現(xiàn)象，從而起到緩解結(jié)焦問題的作用。
四、改造效果：
燃燒器改造后，通過優(yōu)化調(diào)整，逐步降低主燃燒區(qū)域火焰強度，增強鍋爐截面熱負荷均勻度，增加了分級燃燒的效果，取得了良好的經(jīng)濟和環(huán)境效益（詳見表1）。
1、燃燒器改造后整體爐溫下降約50℃，就地看火為前后墻28米層圓孔及#3角E、F層爐溫相對偏高，但爐內(nèi)無結(jié)焦，各角火焰金黃色，較為均勻，燃燒良好，燃燒器改造后初次啟動、倒停磨煤機、大幅度降負荷的情況下也均未出現(xiàn)掉焦問題，且啟動后長時間冷灰斗均未掉焦，渣溝未出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，能用一根沖渣水管代替以前3根沖渣水管進行沖渣，而且徹底扭轉(zhuǎn)了掉焦的被動局面。
2、燃燒器未改造前鍋爐結(jié)焦嚴重，為了確保鍋爐安全運行，不得已在冷灰斗上加裝擋焦棍，且保持撈渣機低水位運行，一旦冷灰斗掉落較大焦塊不易處理，只能把撈渣機人孔打開進行放渣處理，曾在56天內(nèi)共計掉焦163次，掉焦次數(shù)至2.91次/天。燃燒器改造以后冷灰斗完全封閉，撈碎渣機連續(xù)運行，未曾出現(xiàn)因掉焦卡斷銷子的現(xiàn)象發(fā)生，從而避免了因處理焦塊和放渣而引發(fā)人身不安全情況。
3、燃燒器改造后因爐底漏風(fēng)減少和降低了火焰中心，避免了因燃燒推遲而導(dǎo)致飛灰可燃物上升，減少了主再熱減溫水的用水量，降低了鍋爐排煙溫度，降低了引風(fēng)機和增壓風(fēng)機的出力，使脫硝、脫硫易于控制，提高了鍋爐運行安全性及熱效率。
4、通過燃燒器改造后調(diào)整燃燒，鍋爐在控制掉焦、減溫水量、降低飛灰含碳量，降低排煙溫度、風(fēng)機出力等取得較好的效果，鍋爐效率得到提到，并為機組在最佳工況下持續(xù)運行打下堅實基礎(chǔ)。
五、改造總體評價：
1、對于主燃區(qū)熱負荷過于集中，導(dǎo)致由于局部爐溫高、缺氧導(dǎo)致結(jié)焦加?。ㄈ鏑OFA和SOFA層結(jié)焦）的問題，本次燃燒器改造通過調(diào)整一次風(fēng)噴口角度能夠有效的分散熱負荷的分布，提供一個較為均勻的鍋爐截面熱負荷燃燒環(huán)境，從根本上解決結(jié)焦問題。
2、在處理防止燃燒器噴口結(jié)焦及一次風(fēng)貼墻結(jié)焦時，燃燒器改造切除了所有一次風(fēng)噴口濃側(cè)鈍體并對原貼壁風(fēng)噴嘴進行拆除后適當(dāng)封堵，增強一次風(fēng)剛性和二次風(fēng)剛性，增加一次風(fēng)著火距離，此等結(jié)焦在機組啟動，制粉系統(tǒng)倒停尤為明顯（如2017年由于磨煤機襯板損壞被迫啟停），每次進行此類操作后，鍋爐結(jié)焦量急劇增加，粘度加大，此后都會有一個循環(huán)或一個月的掉焦過渡期。而改造燃燒器后進行過制粉出力調(diào)整則未出現(xiàn)結(jié)焦掉焦現(xiàn)象。
3、在此次燃燒器改造中還強化主燃區(qū)底部著火，減少E,F層熱負荷過于集中，使增加了分級燃燒的效果，增加了燃料燃燒時間，降低火焰中心，減少了減溫水的用量，降低排煙溫度，增加了鍋爐燃燒的穩(wěn)定性和安全性，同時大大提高了鍋爐效率。
