續(xù)笑祖(西北工業(yè)學(xué)校，陜西 西安 710129)

來江(西安博遠(yuǎn)能源工程有限公司，陜西 西安 710129)

某廠水汽車間1#鍋爐為某鍋爐廠制造的220/9.8-Ⅱ型高壓循環(huán)流化床鍋爐。鍋爐設(shè)計主燃料為煤，摻燒工藝廢氣。

鍋爐點火啟動采用天然氣床下點火方式，點火燃?xì)馊紵鞯脑O(shè)計熱容量為鍋爐額定負(fù)荷的15%B-MCR。該鍋爐自投運以來點火燃燒器一直存在點火燃燒不穩(wěn)定、耗氣量大、點火時間長等問題。因此，我們對該鍋爐點火燃?xì)馊紵鬟M(jìn)行技術(shù)分析，找出該鍋爐點火燃?xì)馊紵鞔嬖诘膯栴}，并針對其存在的問題進(jìn)行相關(guān)技術(shù)改造。

1 設(shè)備概況

1.1 鍋爐基本參數(shù)

名 稱額定蒸發(fā)量過熱蒸汽壓力過熱蒸汽溫度給水溫度鍋爐效率鍋爐類型燃料種類參 數(shù)2209.8540144≥87單 位t/h Mp a℃℃%循環(huán)流化床以煤為主燃料、摻燒工藝廢氣

鍋爐以煤為主燃料、摻燒工藝廢氣，點火采用床下點火方式，點火燃料為天然氣。

1.2 點火燃燒器設(shè)計參數(shù)及配風(fēng)結(jié)構(gòu)

1.2.1 設(shè)計參數(shù)

點火燃燒器數(shù)量： 2個

設(shè)計燃料： 天然氣；

單只點火燃燒器出力： 1500Nm3/h

單只燃燒器設(shè)計風(fēng)量： 33150Nm3/h

燃燒器設(shè)計風(fēng)溫： 233℃

燃燒器設(shè)計風(fēng)壓： 12Kpa

燃燒器設(shè)計阻力： 3.2 Kpa

燃燒器設(shè)計風(fēng)速： -43m/s

配有輔助點火槍。

1.2.2 配風(fēng)結(jié)構(gòu)

配風(fēng)主要由三個通道組成。內(nèi)通道風(fēng)量主要提供鍋爐點火時氣槍正常穩(wěn)定燃燒時所需的燃燒風(fēng)；環(huán)形通道為混合風(fēng)風(fēng)道，最外層通道為一次風(fēng)主風(fēng)道。

內(nèi)通道上布置有氣槍導(dǎo)管、點火器導(dǎo)管、看火孔等。

燃燒器燃燒風(fēng)和混合風(fēng)及一次風(fēng)進(jìn)口為法蘭連接，每個風(fēng)通道進(jìn)口處均設(shè)有一個風(fēng)門擋板，用以調(diào)節(jié)燃燒所需風(fēng)量。

在氣槍點火時，只打開內(nèi)通道及混合風(fēng)通道上的風(fēng)門檔板，用來調(diào)節(jié)點火燃燒所需的風(fēng)量，此時一次風(fēng)道上的風(fēng)門擋板全關(guān)閉，點火燃燒器運行后，三個風(fēng)門全開。

2 原點火燃燒器存在的問題

2.2.1 設(shè)計中未采用與燃?xì)饬考翱諝饬肯噙m應(yīng)的、匹配的、合理的縮口；

2.2.2 設(shè)計中沒有預(yù)混區(qū)域和穩(wěn)燃區(qū)域；

2.2.3 設(shè)計中未采用旋流風(fēng)進(jìn)行天然氣和空氣的混合與擾動，應(yīng)該將燃燒風(fēng)采用旋流設(shè)計；

2.2.4 設(shè)計中未采用穩(wěn)燃措施；

2.2.5 設(shè)計中氣槍與配風(fēng)器的結(jié)合位置不合理；

2.2.6 點火槍與主燃燒器的點火間距偏大；

2.2.7 冷卻風(fēng)和燃燒風(fēng)取值存在一些偏差，設(shè)計中計算不合理；

政策一：6月25日，財政部、稅務(wù)總局和科技部三部門下發(fā)了《關(guān)于企業(yè)委托境外研究開發(fā)費用稅前加計扣除有關(guān)政策問題的通知》，《通知》對有關(guān)稅收優(yōu)惠政策進(jìn)行了明確。

2.2.8 采用風(fēng)箱式結(jié)構(gòu)風(fēng)門，風(fēng)門關(guān)閉不嚴(yán)會影響到點火過程中風(fēng)量調(diào)節(jié)。

3 改造方案：（見圖2）

3.1 設(shè)計與相應(yīng)燃?xì)饬考翱諝饬窟m應(yīng)的、匹配的、合理的縮口；

3.2 設(shè)計預(yù)混區(qū)域；

3.3 設(shè)計采用旋流燃料風(fēng)，進(jìn)行天然氣和空氣的混合與擾動；

3.4 調(diào)整氣槍位置到被燃料風(fēng)包容的位置（見設(shè)計圖中）；

3.5 調(diào)整點火槍與主燃燒器的點火間距；

3.6 重新設(shè)計冷卻風(fēng)和燃料風(fēng)的管徑，匹配合理的燃料風(fēng)、冷卻風(fēng)配比，使氣槍前形成獨立的燃燒區(qū)。

3.7 檢查風(fēng)門的變形情況，盡量減少由于風(fēng)道變形引起風(fēng)門關(guān)閉不嚴(yán)、漏風(fēng)等問題。

4 方案中的關(guān)鍵要素

4.1 采用中心進(jìn)氣的方式

中心進(jìn)氣的天然氣燃燒器結(jié)構(gòu)簡單，低負(fù)荷穩(wěn)定性好，加上原設(shè)計采用中心進(jìn)氣方式，改動中工作量小，對原風(fēng)道結(jié)構(gòu)變動較小，并不改變原來的控制方式，使改造前后的操作程序不發(fā)生改變。

4.2 采用燃料風(fēng)旋流

為了加快混合，可使氣流在燃燒器中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，因為結(jié)構(gòu)限制，不能采用燃料風(fēng)蝸殼式產(chǎn)生旋流的方式，所以在燃料風(fēng)通道中設(shè)計固定旋流葉片，并對旋流強度進(jìn)行計算。

旋轉(zhuǎn)氣流在噴出燃燒器后就會向外擴(kuò)展，能進(jìn)一步縮短火炬長度，有利于后來的氣流著火。同時，由于氣流的旋轉(zhuǎn)，使燃燒器出口附近形成回流區(qū)，有利于高速噴出的混合氣流的溫度著火。

4.3 每個燃燒器燃燒1500Nm3/h天然氣

設(shè)計中選用天然氣從氣槍小孔中以130m/s的流速射出，設(shè)計此處的空氣流速為30m/s，兩股氣流互相垂直以利于迅速混合，在縮口前預(yù)混，縮口流速大約為40m/s。

這類燃燒器的火炬接近于預(yù)混燃燒，火炬長度較短，當(dāng)煙道的容積熱負(fù)荷為qv=230-300kW/m3、過量空氣系數(shù)為a=1.05時，燃燒效率能達(dá)到99.9%。

4.4 預(yù)混

在工程應(yīng)用中，當(dāng)燃?xì)饬枯^大的時候，均采用預(yù)混式燃燒器，這類燃燒器大都是燒高熱值燃?xì)狻?/p>

通常燃?xì)鈽尣迦肴紵鞯目諝夤艿乐?，在靠近燃燒器噴口處有一段長度不大的預(yù)混區(qū)域，使燃?xì)夂筒糠挚諝庠趪姵鰢娍谥氨M快混合，以防止燃?xì)馐軣岙a(chǎn)生熱解，形成難以燃盡的碳黑，出口后，混合氣流應(yīng)該在噴口外不遠(yuǎn)處著火時就把燃燒所需要的全部空氣迅速而均勻的和燃?xì)饣旌贤耆?/p>

5 改造后的效果

該方案改動中工作量小，對原風(fēng)道結(jié)構(gòu)變動較小，并不改變原來的控制方式，使改造前后的操作程序不發(fā)生改變。經(jīng)過對該鍋爐床下點火燃燒器的改造，成功解決了點火燃燒不穩(wěn)定、耗氣量大、點火時間長等問題。

[1]陳立勛,曹子棟《鍋爐本體與計算》.西安交通大學(xué)出版社,1990年出版.

[2]林宗虎,魏敦菘,安恩科《循環(huán)流化床鍋爐》.化學(xué)工業(yè)出版社2004年出版.

[3]趙欽新,惠世恩《燃油燃?xì)忮仩t》.西安交通大學(xué)出版社,2000年出版.