摘要：采用案例分析法，结合某地区实际案例，分析了电厂锅炉燃烧器喷口烧损问题，对燃烧器喷口烧损的原因进行了总结，并提出防治措施。从相关措施的实施情况来看，本文所介绍的燃烧器喷口烧损防治措施具有可行性，可以满足电厂的运行要求，因此值得推广。
关键词：电厂锅炉燃烧器；燃烧器喷口；烧损
引言：在电厂锅炉燃烧器运行过程中，燃烧器喷口烧损已经成为一种常见的质量问题，不仅会直接影响燃烧器的工作性能，还会对安全生产造成影响。因此针对这一问题，必须要重视对燃烧器喷口烧损问题的研究，采用多种措施全面保证顺利生产。
1.设备概况
某电厂的锅炉型号为66MW超临界参数变压运行的直流炉采用“定-滑-定”的运行方式，为单炉膛、四角切向燃烧的结构；空气预热器的进风加热方式为热风再循环。
在燃烧器摆动阶段，热状态下运行中一、二次风可以上下摆动，其最大摆动角为：一次风±20°、二次风±30°；喷口的摆动由反馈电信号执行单元完成。燃烧器总输入热量按照锅炉最大连续蒸发量的20%计算，并且采用两种点火方式：（1）微油点火，在最下层燃烧器上设置微油点火装置；（2）利用高能电火花点燃清幽之后，再点燃煤粉。
2.锅炉燃烧器喷口烧损问题研究
2.1燃烧器喷口的烧损变形研究
该机组运行时间接近10年，并且在运行后的第5年更换了D层燃烧器，更换燃烧器的原因就是燃烧器喷口烧损；而在2016年的大修检查中，也发现有3层燃烧器出现了严重的喷嘴烧损问题，并进行了更换。通过对整个电厂锅炉进行勘察之后，发现其他机组也存在类似的问题，并计划在2017年年末对燃烧器进行更换。同时在检修过程中，发现燃烧器的喷口已经发生了明显的变形问题，证明所喷口所承受的热量很高。
2.2燃烧器喷口烧损的原因
（1）炉膛的温度偏高。受炉膛火焰中心温度变化的影响，会导致炉膛高温烟气对燃烧器的辐射换热能力增加，最终导致燃烧器喷口对壁面的温度快速生长，最终导致燃烧器喷口损坏[1]。
（2）炉膛火焰中心严重偏斜。炉膛火焰中心偏斜是一种常见现象，很多人少器热态试验结果发现，四角测量的炉膛温度与燃烧器喷口的温度存在明显的不均匀分布问题，并且炉膛火焰中心偏斜也会会造成燃烧器的伤害。在该设备运行中可以发现，一次风速管的测量结果显示，同层四角燃烧器的一次风速口风速不均匀，各层喷口的一次风速均明显低于设计值，且同一层喷风口之间存在着明显的数据差异，这就是造成炉膛火焰中心严重偏斜的原因，受一次风速偏大因素的影响，火焰对喷口的热量供给出现问题，最终造成燃烧器风口损坏。
（3）运行控制方面所造成喷口烧损。通过对相关设备的运行情况进行勘察后可以发现，设备的运行控制中存在导致喷口烧损的因素，主要包括：①由于一次风速太小，会导致风压水平不达标，煤粉的着火点距离近导致燃烧器喷口的受热不均匀，造成变形损坏。②煤种不达标。通过对该电厂最近一段时间的煤种变化情况进行统计，结果发现最近一段时间内电厂的煤种可燃基挥发分约为20%，灰分为25-28%之间，相对应的煤粉细度应该为20%左右。但是在实际上，检查结果发现实际上煤粉的细度仅为12%左右，明显达不到预期标准。受煤种不达标原因的影响，一次风喷口着火距离较近，最终导致损坏发生。
3.防治措施
3.1改进燃烧设计结构
为了可以有效避免燃烧器喷口烧损问题，首先需要改善燃烧器的结构及其耐磨性能，对筒壁的厚度、长度等进行改进，选择合理的金属材料，通过这种方法来强化其耐热耐磨性能。因此在设计过程中，应该充分考虑不同材料的耐高温性能、耐磨损性能等。
同时，还应该进行上一层次的风喷口设计，保证周界风水平。在燃烧器的负荷较高时，周界风是打开的，此时的周界风可以增加一次风的强度，避免煤粉因为扩展而对周边的水冷壁造成冲刷，会及时补充燃烧时所产生的耗氧量[2]。但是周界风也会削弱水冷壁附近的还原效果，避免水冷壁腐蚀。而在低负荷情况下，周界风还可以满足上一层次的风喷口的冷却要求。所以在改进燃烧结构设计中，需要按照上述要求，对燃烧器的结构进行完善，这样可以有效避免喷口烧损问题。
3.2将燃料风控制在理想水平
除了改进燃烧设计结构之外，合理控制燃料风也能避免烧损问题发生，根据相关文献的研究结果可以发现，适当降低周界风开度，有助于提高锅炉热效率，并降低氧化氮的排放。所以运行过程中，可以将周界风开度保持在30%左右；若燃烧器燃烧贫煤、无烟煤等，可以适当降低周界风开度，这样可以降低一次风刚度水平，保证切圆半径，也是降低氧化氮排放的有效措施[3]。因此在燃烧器运行阶段，需要根据煤质适当调节周界风的开度，达到推迟着火的目的，有助于提高燃烧效率。
3.3加强对燃烧器运行过程的控制与调整
一方面工作人员需要按照入炉煤种的变化，按照煤质分析报告的相关内容，调整制粉系统的运行，确保煤粉的细度处在合理水平下；另一方面，在燃烧器运行中，工作人员必须要密切观察煤粉的着火情况，并将粉煤灰的着火点与一次风出口之间的距离控制在理想水平下，并按照预热燃烧器的壁温变化、煤粉浓度水平等，及时调整气门开度。最后，运行人员必须要根据高低负荷工况及时调整炉内燃烧情况，包括一次风与二次风的配比等，确保燃烧器炉膛内的火焰位置正中，让喷口受热均匀。
3.4重新计算燃烧器的相关参数
从目前电厂燃烧器运行情况来看，燃烧过程中所使用的煤种要好于预先设计的煤种，因此依然按照传统的设计规范确定燃烧器的性能存在缺陷，最终会造成喷口烧损的问题。所以需要重新计算燃烧器的相关采参数，在参数的重新设计中，可以适当考虑减少一次风喷口的面积，并将其单位时间内的风速上调到30-35m/s。并且在燃烧器重新改造之后，还需要确定燃烧器壁温热电偶安装位置，确保电热器在运行过程中可以监测燃烧器的运行状态。
3.5其他措施
为了确保生产质量，该电厂在燃烧器运行过程中还制定了其他的保障措施，相关资料见表1。
3.6效果评价
该电厂在按照上文所介绍的方法进行改进之后，取得了满意效果，从燃烧器的运行情况可以发现，改进后的燃烧器未发生严重的喷口烧损问题，设备的运行状态良好，因此可以认为相关措施具有科学性。
结论：本文结合某实际案例，分析了锅炉燃烧器喷口烧损的相关问题，最终结果证明相关措施具有理想的应用效果，因此值得做进一步推广。
参考文献：
[1]张洪涌，谢灵鸥.超临界直流锅炉燃烧器改造与运行调整优化[J].能源研究与利用，201，8（03）：39-41+45.
[2]周平，秦建柱，黄俊谐，刘伟.LNASB型旋流燃烧器结构对锅炉NO_x排放及燃烧性能的影响[J].热力发电，2018，44（04）：82-87.
[3]杨小琨，郭朝令，高欣.用于电站锅炉燃烧器喷口冷态风速测量的自行爬壁机械的研制[J].锅炉制造，2018（02）：1-4+7.
论文作者:张伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/4
标签：燃烧器论文; 喷口论文; 炉膛论文; 周界论文; 锅炉论文; 电厂论文; 风速论文; 《电力设备》2019年第2期论文;