630MW燃煤机组锅炉燃烧器摆动机构改造

（大唐淮南洛河发电厂，安徽 淮南 232008）

一、概述

燃烧方式采用从美国阿尔斯通能源公司引进的摆动式四角切圆燃烧技术。本炉煤粉燃烧器为四角布置、切向燃烧、摆动式燃烧器。每组燃烧器沿高度方向分为A、B、C、D、E、F六个煤粉喷燃层。每台磨煤机的出口由六根煤粉管接至炉膛四角的同一层煤粉喷嘴，锅炉MCR和ECR负荷时均投五层，另一层备用。煤粉细度按照200目通过75%。如图

图1

图2

图3

燃烧器采用低NOx同轴燃烧系统（LNCFS）。通过分析煤粉燃烧时NOx的生成机理，低NOx煤粉燃烧系统设计的主要任务是减少挥发分氮转化成NOx，其主要方法是建立早期着火和使用控制氧量的燃料/空气分段燃烧技术。LNCFS的主要组件为：

1.紧凑燃尽风（CCOFA）；

2.可水平摆动的分离燃尽风（SOFA）；

3.预置水平偏角的辅助风喷嘴（CFS）；

4.宽调节比（WR）煤粉喷嘴。

主风箱设有6层宽调比煤粉喷嘴，在煤粉喷嘴四周布置有周界风。在每相邻2层煤粉喷嘴之间布置有1层辅助风喷嘴，其中包括上下2只偏置的CFS喷嘴，一只直吹式喷嘴。在主风箱上部有SOFA燃烧器，包括5层可水平摆动的分离燃尽风（SOFA）。

连同煤粉喷嘴的周界风，每个角主燃烧器和SOFA燃烧器各有二次风挡板25组，均由电动执行器单独操作。为满足锅炉气温调节的需要，主燃烧器喷嘴采用摆动结构，由内外连杆组成一个摆动系统，由一台电动执行器集中带动作上下摆动SOFA燃烧器同样有一台电动执行器集中带动作上下摆动。

在燃烧器二次风室中配制了三层共12支油枪，采用简单机械雾化方式，热油容量按20%MCR负荷设计。

燃烧器沿高度方向分为A、B、C、D、F六个燃烧层。二次风的风口与六个煤粉喷燃层呈均匀配风方式间隔布置，顶部设有独立的二次风口。每组燃烧器风箱中还有三层轻油枪，分别布置在AA、BC、DE层之间。每根轻油枪的侧面还配有一个轻油点火器。燃烧器的调整是通过煤粉喷嘴有上下摆动来完成的。摆动的控制是通过设置在四个角的驱动装置来带动每个角风箱中的连杆和曲柄来实现的。其中煤粉喷嘴上下摆动的角度为±20°，二次风喷嘴上下摆动的角度为正负30°。

1.燃料

点火及助燃用油采用0号轻柴油，油质的特性数据见下表：

项 目 单 位 平 均 值粘度 Cst 3.0～8.0(20℃时)含硫量S % ≤0.2酸度 mgKOS/100ml ＜10低位发热量 kJ/kg 41800水份 % 痕迹闭口闪点 ≥55凝固点 ℃ ≤0机械杂质 无灰份 % ≤0.02

2.设计参数

燃烧器设计参数如下：（MCR工况，设计煤种）

二、燃烧器摆动故障分析

1.摆动燃烧器对锅炉安全性的影响

锅炉摆动燃烧器的实际在长期使用情况下有时不能满足机组运行，主要表现在摆动燃烧器摆动困难，执行机构卡涩，燃烧器的四个角不能同步摆动，再热蒸汽温度不能通过燃烧器摆动调节，正常运行时，当某一个摆角的摆动连接出现故障，安全销断开，带弹簧的锁定销就会松开，保持摆动角度在故障时的位置上，而其它喷嘴仍在执行自动调节，使得各喷嘴间摆角不一致，影响到整个炉膛的正常燃烧，严重时将导致锅炉结焦，威胁锅炉的安全运行。

2.大#6机组燃烧器尚存在的故障分析：

2.1 2008年3月6日，运行人员在运行调整时发现#6炉#4角燃烧器摆动机构卡涩无法摆动，发送缺陷至检修。

2.2 2008年4月8日，运行人员在运行调整时发现#6炉燃烧器摆角摆动时四个角出现不同步，严重影响到机组稳定运行，随即运行人员未再使用摆动机构进行调整。

2.3 从设备检查情况来看，由于摆动机构无法摆动，导致部分连杆已弯曲变形，且四角摆动角的角度也不在同一角度，同一角的各层火咀也存在角度偏差。

2.4 2009年#6机组小修时，检修人员根据上述缺陷对燃烧器摆动机构存在的卡涩无法摆动的情况进行检查，检修人员将燃烧器摆角其中一组摆动轴解体进行检查，现在摆动轴内石墨套受热硬化后导致摆动轴无法摆动。

2.5 小修时检查发现E、F层一次风喷咀过烧、变形严重，导致喷咀与喷管间存在卡涩，进而引起摆动角无法摆动。

三、燃烧器摆动机构的改造

针对#6炉燃烧器摆动机械无法摆动的现状以及产生的原因，在大修中，对燃烧器摆角实施了具体的处理，使燃烧器摆角得以恢复。

1.燃烧器摆角摆动轴套改造。

这次燃烧器摆动无法恢复的主要原因就是由于燃烧器摆动轴内轴套造成的，由于原来摆动轴轴套采用的是石墨轴套，石墨轴套在受到高温的作用下而硬化，这样摆动轴与石墨套之间的摩擦力增大。尤其是主煤粉燃烧器摆动机构每一台执行器要带动25组这样的燃烧器摆动，燃烧器驱动力矩无法克服石墨套带来的巨大摩擦阻力，因此摆动机构无法摆动，有时会造成四角的摆动角度不一致，造成燃烧不稳的情况，严重时甚至造成连杆弯曲，保险销切断的重大缺陷。通过现场调查、试验、分析，在#6机组大修中对燃烧器摆动轴的改造，通过降低轴套与轴之间的摩擦阻力的方法，来实现摆角的正常摆动。主要采取的措施是将原来的石墨套改造为铜套，这样摆动轴套内摩擦力阻力大大降低，摆动执行机构执行器能够克服摩擦阻力，带动摆角自由摆动。

图一 燃烧器摆动机构轴实图

图二 燃烧器摆动轴改造前后示意图

2.对烧损的部分燃烧器进行更换。

在#6机组大修中检查发现E、F层煤粉燃烧器烧损尤其严重，部分一次风燃烧器喷口出现烧损、变形严重，造成喷口与喷管之间间隙变小，甚至卡涩，最终导致喷咀无法摆动。由于E、F层燃烧器摆角与其它层燃烧器摆角处于同一趋动机构，因而，其它燃烧器喷口也无法摆动。本次#6机组大修，对烧损的燃烧器进行了更换，从而消除这一缺陷。

3.调整燃烧器摆角

上述措施全部实施以后，开始对燃烧器摆角进行调整，校对。将主煤粉燃烧器的摆角设置为-20°～+20°。由于分离燃烬风摆角原设置角度为-25°～+25°，本次大修未改变其设置角度，仍然保持-25°～+25°。

四、效果分析

通过对燃烧器摆角恢复的措施实施后，现#6炉燃烧器摆角已能够恢复正常，在运行调节过程中，在低负荷运行时，对再热器汽温有3～5℃的提高，在投用燃料不变的情况下，使机组运行的经济性得到一定的提升。

五、结论

通过将#6炉燃烧器摆角进行恢复后，主要产生以下效果：

1.燃烧器摆角的有效利用，对防止锅炉结焦、调节再热汽温度、降低减温水量，特别是减少再热蒸汽减温水起较大作用，从而大大提高机组热力循环热效率。

2.燃烧器摆角对锅炉受热面金属温度影响很大，锅炉受热面的金属温度偏高，可通过上下摆动燃烧器来改变锅炉火焰中心高度，进而改变炉膛出口烟温和锅炉受热面的吸热分配比例，达到调节锅炉蒸汽温度目的，从而有效防止锅炉管壁超温，保证锅炉安全运行。

3.燃烧器摆角对锅炉效率和经济性均有一定影响，从燃烧器运行调整来说，首先要保证锅炉受热面不超温，其次是保证机组经济运行，包括机组初参数调整和减温水用量，最终达到优化锅炉效率。

4.改善E层及F层一次风喷口的冷却，防止E层及F层一次风喷口温度过高，而产生的变形、过烧等问题。