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摘要：现阶段，国内W型火焰锅炉在运行中通常出现锅炉结焦严重、飞灰炉渣含碳量高、NOx排放值高、受热面超温、壁温偏差较大等等问题。本文对以上问题产生的原因进行了具体分析，并提出相应的解决方法，以供参考。
关键词：W型火焰锅炉；燃烧问题；分析；解决方法
前言：现阶段,我国燃用低挥发份煤种的W型火焰燃烧技术是应用较为广泛的技术。W型火焰锅炉燃烧技术，虽然适应了低挥发份煤质的燃用要求，满足了相应的设计工况和最低稳燃负荷要求，但是在长期的运行实践中，也突出反映出了该型锅炉燃烧存在的问题，尤其是在当燃烧低热值煤时，这些问题体现得更加明显。
1 W型火焰锅炉普遍存在的燃烧问题
1.1锅炉受热面结焦现象突出
结焦的成因：当烟气温度高于灰渣灰熔融温度时，烟气中熔融状态的灰渣就会粘附到受热面上而形成结焦。在W型火焰锅炉中，因为锅炉使用的是无烟煤等较为难燃的燃料，要想让火焰稳定燃烧并燃尽，在进行锅炉设计时将卫燃带敷设在下部炉膛的垂直区段，让主燃烧区处于相对绝热的燃烧状态下，使得炉膛温度非常高，通常高于灰熔融温度1350℃，而在电厂生产实践中，一般供燃煤煤质较差，使得煤中灰分普遍较高，含灰量较多，使灰中各成分在加热过程中接触更频繁，使结合低熔点灰分几率大增，在这种情况下结焦机会大大增加，导致炉膛受热面结焦情况较为普遍，结焦不仅影响锅炉效率，还可能导致受热面超温爆管，大面积掉焦还可能会导致捞渣机砸坏、锅炉灭火，严重威胁锅炉安全运行。
1.2飞灰、炉渣含碳量较高
W型火焰锅炉主要以挥发份Vdaf小于10%的无烟煤为燃料，燃烬性能差是比较普遍的现象。首先，大多数W型火焰锅炉使用的典型制粉系统及燃烧器主要的制作厂商都是选择浓淡分离的燃烧技术，采用旋风筒或者弯头将风煤粉气流划分成浓淡的两股，且使其进入浓淡不同的2个燃烧器喷口进行燃烧。虽然浓淡的分离便于着火燃烧的稳性，可是，风粉缺少扰动、混合，就会造成浓股所处的局部区域氧量的供应匮乏，就会使不完全燃烧损失升高，增加飞灰和炉渣的碳含量。其次，W型火焰燃烧的优势就是较长的火炬行程，有效提升其燃烧反应时间，增加燃烧效率，但是，由于一次风的速率较低，造成一次风、二次风在下部炉膛的燃烧中扰动效果非常差，导致上部炉膛火焰在上升过程中，煤粉和气流处在弱湍流的状态下，进行较弱的燃烧反应，也会导致飞灰的含碳量大幅提升，尤其高负荷低氧燃烧时更为严重。
1.3 NOx排放值高
锅炉运行中NOx的生成量与锅炉的容量、结构、燃烧设备、煤种、炉内温度水平和氧量、运行方式等有关。研究表明，对W型火焰锅炉来说，NOx排放值较高的主要原因除了煤种因素外，主要影响因素就是炉膛温度过高，生成NOx途径主要是热力型NOx，对于低挥发份煤种来说，低氧燃烧对NOx生成量高低的影响不是很明显。
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1.4受热面超温
1）低负荷燃用差煤时易出现受热面超温，在生产运行中，多数情况下烧劣质煤，由于煤质变差，着火困难，导致燃烧延迟，拉长火焰行程，火焰中心上升，易使上部受热面超温；2）对于直流炉，负荷低，压力低，给水流量低，受热面通流量达不到冷却要求，导致上部水冷壁、凝渣管、过热器出现超温；3）磨煤机运行方式搭配不合理易出现受热面超温，磨煤机运行方式不对称导致火嘴分布不协调，使得局部火焰太过集中，过度的热量无法释放导致受热面超温；4）配风不合理导致受热面超温；5）前后墙C、F风搭配不平衡使得火焰偏斜或过度靠近水冷壁导致水冷壁出现超温；6）卫燃带设计不合理，使得炉膛温度过高，相应工况下受热面通流量达不到冷却效果导致超温等等。
2控制措施
2.1针对W型火焰锅炉受热面结焦、超温的问题，可在锅炉运行中进行勤观察，勤调整，防止流焦现象出现；定期进行磨煤机的切换，达到扰焦目的，防止大焦的形成；申请定期进行大幅度变负荷运行，控制升降负荷速率在10MW—20MW进行扰焦；使用除焦剂进行除焦；计算改良部分卫燃带布置形式，改成“田”字型卫燃带，使水冷壁不易结成大焦，同时可以适当降低炉温，有利于改善受热面超温情况；对超温区域进行切除部分火嘴，降低超温区域热负荷；坚持班中测炉膛各区域温度，观察燃烧情况，及时合理配风，改善炉内燃烧；低负荷时尽量不同时投运炉膛中部磨煤机燃烧器，不同时停运炉膛左右两侧磨煤机燃烧器，注意高氧量燃烧，合理配风等。
2.2 针对W型火焰锅炉飞灰炉渣含碳量高，NOx排放值偏高问题，建议使用富集型燃烧器，该种燃烧器一次风及二次风的速率会比当前的W型火焰锅炉浓淡分离燃烧器的风速高很多，有效提升了一次风与二次风的混合强度，二次风会紧靠着一次风射入炉膛，适当的补充燃烧所需要的空气，所以，该种燃烧器具备较好的燃烬性能。此外，富集燃烧器浓股气流中的煤粉挥发物在进行燃烧前就先释放，在还原性氛围中这种挥发物和燃烧产生的NOx还原为N2，此种燃烧器又称为低NOx型燃烧器。经相关试验表明，应用该型富集燃烧器，就不需要敷设大量的卫燃带在水冷壁上，能有效降低炉膛温度，有助于炉膛结焦状况的改善，同时使NOx、飞灰炉渣含碳量大幅降低。
结束语：
总结上文，W型火焰锅炉在生产运行中主要问题就是炉膛温度控制过高、炉膛结焦现象普遍、NOx排放值高、飞灰炉渣含碳量高等。本文对上述的问题进行了分析，并提出了一定的改善建议，并推荐一种能够有效解决W型火焰锅炉各种燃烧问题富集型燃烧器。
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论文作者:张维
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
标签：锅炉论文; 火焰论文; 炉膛论文; 结焦论文; 燃烧器论文; 炉渣论文; 负荷论文; 《电力设备》2019年第8期论文;