【摘 要】 针对包头第二热电厂#2炉结焦严重的问题，研究了锅炉燃烧特性，分析其结焦原因，对其燃烧器进行了综合治理改造，改善和优化了燃烧工况，减轻了锅炉结焦程度，使机组带负荷能力得到了提高。
【关键词】 锅炉结焦；燃烧器；改造
一、引言
包头第二热电厂#2为东方锅炉厂制造，为DG670/13.7-22型。锅炉自投产以来，一直存在锅炉结焦严重，掉焦灭火等困扰全厂干部职工的难题。本文结合我厂200MW 2#炉燃煤煤质，燃烧特性，对结焦原因进行分析，改进燃烧技术，减轻或消除了锅炉结焦情况，为解决锅炉结焦提供了很好的借鉴。
二、设备概况
包头第二热电厂 2#炉为DG670/13.7-22 型超高压、一次再热、自然循环、固态排渣煤粉炉，Π型布置。设计煤种为烟煤。采用直吹式制粉系统，采用三分仓回转式预热器、钢构架（双排柱）。过热蒸汽温度调节采用两级给水喷水调温。再热蒸汽温度调节采用烟气挡板，喷水作为细调措施。
三、锅炉存在的问题
（一）锅炉炉膛严重结焦与带负荷不足
2#炉投产以来，与#1 炉存在相似的问题。主要是燃用低灰熔点烟煤存在包括燃烧器区域在内的全炉膛水冷壁严重结焦，炉膛出口烟温升高，高温过热器与高温再热器超温、减温水量大，锅炉排烟温度高等一系列问题。
（二）锅炉燃烧器前煤粉管弯头严重磨损
据检修反应，锅炉燃烧器前煤粉管弯头存在严重的磨损问题。这一方面是由于煤质差，送粉量大，另一方面，与弯头设计曲率半径过小也有关。
四、结焦的原因分析
（一）煤质因素
灰的成分不同，其熔点也不同。煤中的硫化铁、氧化亚铁、氧化钾和氧化钠含量大时，灰熔点低，就容易结焦；煤中的氧化硅、氧化铝含量大时，灰熔点高，就不易结焦。
（二） 设计、安装原因
燃烧器结焦的问题，主要在于低灰熔点的燃料特性与射流设计不良工况，尤其是后者对于结焦与带负荷能力的影响更大。
（三）运行调整
如果送引风量太大，进行强化燃燒，炉温超过煤灰软化温度时，会形成高温结焦。
五、燃烧器改造
据多年从事锅炉燃烧理论研究与工程应用的经验，我们认为，低灰熔点煤的燃烧改造是一条改进锅炉实际工作性能的有效途径。通过科学分析、严密论证，周密组织，大胆实践，可以取得显著的改造成效，满足生产的需要。同时，虽然不能不顾煤种复杂性的现实，期望通过改造，达到锅炉原设计的理想状况，但也要针对具体条件预计改造后能够达到的应有效果，以便通过科学论证，组织实施较好的技术改造方案。
（一） 燃烧器改造原则及方案
具体改造方案如下：
（1）拆除全部的一、二次风燃烧器喷口以及炉外部分的连接煤粉管道。
（2）设计制造新的炉外煤粉连接管道。达到防磨周期的要求。
（3）一次风采用全部反切布置。除底层等离子喷口保留现状以外，其余4 层一次风喷口予以全部改造。喷口轴线在炉膛形成假想切圆成反切0.9m。
（4）各层二次风全部重新设计并实施改造。具体改造按（5）～（7）。
（5）第 3 层与第 5 层二次风为机械可调式二次风喷口，调节范围± 5 ～10o以适应煤种显著变化时燃烧工况调整的要求。
（6）顶二次风喷口前墙左角与后墙右角为对冲，前墙右角与后墙左角反切对角线10°。
（7）其余各层二次风喷口重新设计制作，平均每个喷口面积0.2170m2。二次风轴线在炉内形成的假想切圆直径为0.95m。
（8）一次风燃烧器采用强化劣质煤着火的EI 燃烧器结构，燃烧器前一次风管道带扭曲板煤粉浓稀相分离装置。
（9）燃烧器改造加工数量11 层，共44 个燃烧器，另外改造炉外16 个一次风燃烧器的连接管道，燃烧器前16 个一次风管内为带一次风箱的扭曲板型煤粉浓稀相分离装置，所改造的7 层二次风燃烧器，其中三层为水平方向轴线可调燃烧器。
（10） 基于 TFJT 程序的大量计算、分析与反复筛选，重组燃烧器布置大格局，达到控制炉膛结焦、稳定着火，控制炉膛出口烟温与热偏差，提高锅炉带负荷能力。
（二）燃烧器整体重组改造方案布置特点分析
1） 各层一次风射流与各层二次风射流形成相同实际切圆，并处于炉膛合适的中央区域。即炉膛内上下形成直径相同的柱状火焰。
2） 一次风射流因不再刷墙，因而当煤灰熔点较高的煤种时，可解决炉膛结焦，锅炉可以满足带高负荷要求。而当燃用低灰熔点煤种时，也能有效缓解炉膛结焦的过程和严重程度，较改造前有明显改善。锅炉运行可靠、安全。
3） 一次风与二次风射流得到充分混合。燃烧器区域燃烧强烈、充分。促进劣质煤的高效燃烧，提高燃烧效率。
4） 燃烧组织合理，结合EI 燃烧器着火稳定性强。
5） 在减轻炉膛结焦，提高炉膛传热的同时，火焰中心较低，可以降低炉膛出口烟气温度，减少过热器、再热器减温水量，提高机组发电效率。
六、燃烧器改造后效果
燃烧器经过上述方案改造后，结焦情况根本缓解，平均负荷率明显提高，机组因主再热汽温高、管壁温度高、捞渣机因大量掉焦或者砸坏而限负荷的情况基本消除。特别是燃烧器附近区域结焦明显较改造前减少，说明，一次风射流刷墙这种改造前的现象得到了控制和改善。基于此，从2010年开始的连续三年都完成了发电量任务。也没有一次因为负荷低，造成供热参数低而低质供热。因此，改造成功的的经验也推广到#1炉，并与2010年供热季节过后停炉实施了改造，也取得了预期的效果。
参考文献：
[1]缪正清.组合射流与集管流动的数学物理模型研究.西安交通大学博士学位论文 2004.12
[2]缪正清.直流燃烧器锅炉炉膛组合射流轨迹预测软件（TFJT）.上海交通大学.2003.6
[3]包头.第二热电厂锅炉运行规程
[4]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整.北京：中国电力出版社.2003
[5]林宗虎，徐通模.实用锅炉手册.北京：化学工业出版社.2001