摘要：煤粉锅炉的配风方式对燃烧的安全性和经济性有着直接的影响，本文主要根据前后墙对冲锅炉配风方式和对燃烧率影响，以及针对配风中出现的问题进行分析，指出了锅炉燃烧中二次风量调整的重要性，并给出了指导性的建议。
关键词：二次风 助燃风 氧量 调整 火焰中心 配风
一、前言
京能（锡林郭勒）发电有限公司一期工程2×660MW级超超临界燃煤火力发电机组，锅炉设计煤种为锡林郭勒盟五间房矿区西一矿褐煤，校核煤种为褐煤。锅炉采用中速磨直吹式制粉系统，前后墙对冲燃烧方式，配有35只HPAX-X型煤粉燃烧器分别布置在锅炉的前后墙上，其中前墙三层，后墙四层，每层各5只燃烧器。锅炉燃烧系统由HPAX-X型低NOx双调风旋流燃烧器、OFA喷口、前后墙分隔仓风箱等组成。利用分级送风方式，将主燃烧器的一部分燃烧空气分流至OFA喷口，可进一步降低NOx的排放。来自送风机的二次风被送入三分仓回转式空气预热器，加热后经二次风道进入设置在螺旋炉膛前后墙的分隔大风箱，通过燃烧器和OFA喷口送入炉膛。来自一次风机的空气分为两部分，一部分经空气预热器加热成为热一次风，另一部分为调温风（用于控制磨煤机的出口温度）。调温风与热一次风混合后进入磨煤机，从磨煤机出来的煤粉气流经煤粉管道和燃烧器喷入炉膛，煤粉在炉膛内燃烧放热产生热烟气。从炉膛出来的热烟气在尾部竖井灰斗混合后经两个尾部烟道引入左右各一的回转式空气预热器，其中约85%的烟气进入空气预热器冷却后进入引风机，其余约15%的烟气进入空预器旁路换热器系统，被冷却的烟气与空预器出口的烟气合并后一起进入引风机。
二、锅炉配风对燃烧调整的作用
锅炉的一、二次风量是经过轴流式风机动叶进行调整的，锅炉只有经过一、二次风的合理的配合调节才能更好地满足燃烧的需要，但是一、二次风的风量不是随意进行分配的，应根据它们所起的作用进行适当调节。
1、一次风调节作用
其中热一次风主要完成锅炉风粉充分混合和携粉干燥作用，同时在炉膛有利于第一阶段析出燃料的挥发分和初期固体焦炭质点的氧化需要；冷一次风主要作为制粉系统调温风，控制制粉系统出口风粉混合物温度不宜过高，以免提前在制粉系统及输粉管道内着火燃烧。
2、二次风调节作用
二次风量不仅要满足燃烧的需要，而且补充一次风末段空气量的不足，更重要的是二次风能与刚刚进入炉膛的可燃物混合，这就需要较高的二次风速，以便在高温火焰中起到搅拌混合作用，混合越好，则燃烧得越快、越完全。一、二次风还可调节由于煤粉管道或燃烧器的阻力不同而造成的各燃烧器风量的偏差，以及由于煤粉管道或燃烧器中燃料浓度偏差所需求的风量。此外炉膛内火焰的偏斜、烟气温度的偏差、火焰中心位置等均需要用风量调整。
三、配风对锅炉燃烧调整的影响
1、影响锅炉燃烧安全和受热面安全
锅炉一、二次风配风不良或者二者比例失调，将锅炉燃烧不稳，火焰偏斜，火焰中心位置发生变化，动力场发生变化，影响火焰在炉膛充满度，其结果导致受热面温度分布不均，导致水循环不良或者受热面超温，对严重稳定燃烧和受热面安全产生严重影响。
2、加剧受热面结焦、磨损，降低管材寿命
锅炉配风失调，尤其是过度缺氧燃烧后，将会使燃料燃烧区域产生还原气氛，为锅炉结焦、结渣创造条件，倘若一次风速、一次风压不足时，可能导致燃烧器喷口结焦，进一步恶化配风，烧坏燃烧器；风量过大时，增加了烟气及携带灰尘流速，加剧了受热面管材的磨损，降低管材寿命。
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3、增加锅炉燃烧损失，降低锅炉效率和经济性
锅炉风量调节不当将会直接影响锅炉效率，当锅炉二次风量较小时，燃烧在炉膛不完全燃烧的几率增大，到机械不完全燃烧损失和化学不完全燃烧损失增大，增加了烟道二次燃烧的风险，降低了锅炉效率；若配置的二次风量过大时，除增加风机电耗外，锅炉排烟量增大，排烟损失增加，增加了空气预热器低温腐蚀的几率，同样也降低了锅炉效率。
4、锅炉配风对环保参数的影响
随着国家对火力发电机组在环保要求方面越来越高的要求，火电厂必须做到超低排放，然而NOx排放量便是烟气主要控制环保指标之一，虽然很多电厂都已设计安装脱硝装置，但NOx含量99%主要来自于燃烧调整，因此锅炉配风的方式和风量大小对其起着决定性作用。
四、前后墙对冲锅炉燃烧调整原则
1、进行锅炉正常运行时，及时关注并调整一、二次风量及助燃风量，控制合理的一二次风配比，充分利用OFA风进行配合调节，前提必须维持炉膛压力正常；
2、根据入炉煤质情况，控制炉膛出口的过量空气系数，一般应根据不同燃料的燃烧试验确定，保证最佳过量空气系数；
3、锅炉及附属系统各部漏风率符合设计要求，机组正常运行中尽可能减少锅炉漏风，提高炉膛温度水平，维持较好的燃烧效率；
4、值班人员应确知炉前燃料的种类及其主要成分，即挥发分、水分、灰分、发热量和灰熔点等，不同品质燃料通过调整试验确定合理的一、二次风率、风速、风压，并达到配风要求，组织炉内良好的燃烧工况。
5、当锅炉增加负荷时，应先增加送风量，随之增加燃料量；反之，锅炉减负荷时应先减少燃料量，后减少送风量，并加强风量和燃料量的协调配合。
6、充分掌握各种工况下，NOx主要产生机理，明确哪一种类型的NOx占据比重较大，采取措施加以控制。其中降低锅炉送风量，保持较低过剩空气系数、增大OFA二次风门开度、采取空气分级燃烧等方式，对降低燃料型NOx、热力型NOx及快速性NOx 均有着明显的效果
五、前后墙对锅炉配风的建议
1、采取低氧燃烧的方式。一方面，低氧燃烧可以有效地防止和减轻空气预热器的低温腐蚀，因为低氧燃烧使烟气中的含氧量显著降低，大大减少了二氧化硫氧化成三氧化硫的数量，降低了烟气的露点，可以有效的减轻预热器的腐蚀。另一方面，低氧燃烧使烟气量减少，不但可以降低排烟温度，提高锅炉效率，而且送引风机的电耗也下降，受热面磨损减轻。
2、及时调整旋流燃烧器开度。旋流燃烧器内、外二次风挡板及中心套筒开度，主要根据燃煤挥发分及锅炉负荷变化进行调整，对于挥发分较高的煤，由于容易着火，则应适当开大舌形挡板。若炉膛温度较高，燃料着火条件较好，燃烧也比较稳定，可将舌形挡板适当开大些。在低负荷时，则应关小舌形挡板，便于燃料的着火和燃烧。
3、根据燃烧方式及时调整锅炉二次风量及OFA风门开度。不同燃烧组合方式对锅炉火焰中心、火焰强度及炉膛热负荷等有着不同的影响，当负荷变化、燃料品质变化、燃烧器组合方式变化时，尽可能通过调整二次风门开度来调整火焰中心高度及燃烧率。一般在保证一次风足够刚性情况下，OFA风喷口根据脱硝入口NOx含量、主再热气温变化及负荷情况进行适当开大；燃烧器集中组合使用时，适当提高二次风压，开大运行燃烧器对应二次风门开度，其中燃料量较多的燃烧器适当增大二次风门开度，其它备用燃烧器二次风门满足冷却燃烧器风量作用即可；当主、再热气温无法提高至额定时，我们可通过逐渐增加下层燃烧器二次风量，降低上层燃烧二次风量，采取倒宝塔燃烧方式提高火焰中心，提高主再热气温度。
五、结束语
综上所述，锅炉一、二次风量配比及OFA风量的大小不仅对锅炉运行的安全性、可靠性、经济性、环保性有着重要影响，而且对提高锅炉效率，降低厂用电率及供电煤耗也起着至关重要的作用。运行值班员，必须不断强化个人技能水平，熟练并掌握锅炉运行工况，合理控制风煤配比，保证最佳过剩空气系数，降低各项损失，始终维持锅炉稳定、经济燃烧。
参考文献:
[1] 李石湘 二次风配风方式对锅炉燃烧优化的影响 湖南湘潭电厂 2003（02）
论文作者:兴安
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
标签：锅炉论文; 风量论文; 炉膛论文; 烟气论文; 燃烧器论文; 燃料论文; 预热器论文; 《电力设备》2019年第4期论文;