浅谈二次风在锅炉运行中的作用
燃烧器二次风调整对锅炉安全与经济性的影响
燃烧器二次风调整对锅炉安全与经济性的影响发布时间：2022-07-21T08:45:02.975Z 来源：《当代电力文化》2022年5期作者：孙耿毫[导读] 在锅炉燃烧调整时, 经常会碰到排烟温度高、主、再热汽温偏低、锅炉辅机电耗高、燃烧器喷嘴易烧损等影响到锅炉安全、经济运行的问题。
孙耿毫广东大唐国际潮州发电有限责任公司广东潮州 515700摘要：在锅炉燃烧调整时, 经常会碰到排烟温度高、主、再热汽温偏低、锅炉辅机电耗高、燃烧器喷嘴易烧损等影响到锅炉安全、经济运行的问题。
电厂运行中，常出现烟温偏差、水冷壁高温腐蚀、结焦严重等问题，严重影响机组安全运行，同时导致机组发电煤耗增加，机组经济性下降。
通过不断分析调整二次风及燃烧器检修，最终找到问题根源，并得以控制。
关键词：锅炉；燃烧器；二次风随着环保要求的提高,为控制NOx 的生成,大型锅炉大多采用低氧燃烧技术,这使得主燃烧器区域还原性气氛增强,水冷壁高温腐蚀问题日益突出，燃煤锅炉高温腐蚀主要有硫酸盐型、硫化物型和氯化物型,其中水冷壁高温腐蚀以硫化物型为主,造成这种腐蚀的根本原因在于水冷壁壁面附近存在强还原性气氛并伴有气体产生,且水冷壁管的腐蚀速度几乎与烟气中的质量浓度成正比,因此,要解决水冷壁高温腐蚀的问题,就必须降低水冷壁附近H2S 质量浓度。
目前,防止燃煤锅炉水冷壁高温腐蚀的主要措施有运行调整,优化风粉分配,避免水冷壁出现强还原气氛，进行燃烧器改造,如切圆改造,贴壁风改造等,在水冷壁壁面形成空气保护膜;对水冷壁管壁进行高温喷涂防磨防腐；降低入炉煤硫分。
一、锅炉燃烧器原因分析某电厂300 MW 机组锅炉投产后，逐渐出现水冷壁高温腐蚀减薄、锅炉结焦严重、烟温偏差大、再热汽超温等问题。
判断劣质煤种大比例掺烧及检修、试验不到位是造成以上问题的主要原因，通过在运行中调整锅炉一、二次风，检修时对燃烧器重点进行修复。
对新3#机组进行脱硫超低排改造性大修，锅炉本体部分未改造，启动前做了空气动力厂试验，启动过程中发现炉膛出口烟温偏差较大，最大时为150℃，并网后基本都在100 ℃左右，单侧再热器减温水门全开且超温，管壁温度5 个点易超温。
循环流化床锅炉运行燃烧调整过程中一二次风的合理运用
循环流化床锅炉运行燃烧调整过程中一二次风的合理运用摘要：循环流化床锅炉的常规运行理论是，一种悬浮的颗粒状固体物料借助空气向上流动，在流动过程中燃烧发热，受热面吸收悬浮物放热维持燃烧温度。
在煤质发生变化时，提高了对流化床燃烧调整的要求，为了保持机组能够在稳定经济的环境下运行，本文对循环流化床锅炉一、二次风的运用进行分析。
关键词：循环流化床锅炉燃烧调整一二次风控制1、锅炉系统介绍锅炉型号：SG-1060/17.5-M802锅炉型式：亚临界中间再热，单锅筒自然循环、循环流化床锅炉本锅炉是上海锅炉厂有限公司在引进、吸收法国ALSTOM公司循环流化床锅炉技术的基础上，运行了ALSTOM公司验证过的先进技术以及本公司设计、制造、运行的经验，进行本锅炉的全套设计，在燃用设计煤种时，锅炉能够在定压60%~100%额定负荷范围内、滑压50~100%额定负荷范围内过热器出口蒸汽保持额定参数，在燃用设计煤种或校核煤种时，在35-100%额定负荷范围内锅炉能够稳定燃烧。
锅炉采用岛式布置、全钢结构、紧身封闭，支吊结合的固定方式。
锅炉采用单锅筒自然循环、集中下降管、平衡通风、绝热式旋风气固分离器、循环流化床燃烧方式、风水冷流化床冷渣器和滚筒冷渣器相结合，后烟井布置对流受热面，过热器采用3级喷水调节蒸汽温度，再热器采用外置床调节蒸汽温度为主，事故喷水装置调温为辅。
炉后尾部布置一台四分仓回转式空气预热器，直径10.3m，一二次风分隔布置，一次风分隔角度为50°锅炉燃烧系统由四台给煤机布置在炉膛两侧，每一侧设置2台，连接炉前煤仓和落煤管，根据锅炉负荷要求的燃料量将破碎后的燃煤输送到落煤管进口，每台锅炉共设置12个给煤口，技改后将分别设置在两侧墙的4个给煤口进行封堵，目前只剩下8个给煤口分别设在4根回料腿上。
锅炉配置2台床下风道点火燃烧器，每侧的一次风道内各安装1台风道点火燃烧器，每台风道点火燃烧器内安装2支油枪，每支油枪的额定出力为2000kg/h，采用机械雾化。
循环流化床锅炉二次风的作用及对锅炉运行的影响
循环流化床锅炉二次风的作用及对锅炉运行的影响循环流化床锅炉配风有一次风和二次风，一般一次风与二次风的设计比例为60-55%和40-45%，一次风为保证物料的流化，二次风为了保证燃料燃烧所需氧量和物料的充分混合，强化燃烧。
二次风的设计要求要有足够的穿透能力，所以一般二次风布置是从炉膛短方向进入，形成射入炉膛燃烧室的强冲空气流，速度一般为50m/s以上。
二次风的主要作用是补充燃料燃烧所需的空气量并加强物料的返混，适当调整炉内温度场的分布，使烟气温度分布更均匀。
通过近几年的运行观察和研究，二次风不但要有速度，更要有刚度，所以二次风管逐步向大直径过渡。
在循环流化床锅炉的运行中，能通过调整一、二次风的配比有效的调整锅炉的负荷，能有效的控制燃烧份额的变化。
在循环流化床锅炉的下部，即密相区中，物料的流化形式基本上处于湍流流化状态，在炉膛中上部，即稀相区才逐步过渡到快速流化状态。
由于二次风量的加入，二次风喷嘴以上烟气流速显著提高，使更多的物料参与炉内与炉外循环，使较多温度低的循环物料返回密相区，在密相区吸收热量，带走燃烧释放的热量，在炉膛中上部与水冷壁进行热交换，提高传热系数和传递能量，维持密相区床层温度，使锅炉负荷上升。
在某厂锅炉运行初期，由于排渣不畅，炉低大颗粒很多，流化不好，只能将一次风加大运行，为维持合理的过量空气系数，减少二次风的开度。
由于二次风量较小，密相区燃烧份额减少，稀相区燃烧份额增大，且上部物料浓度增大，不仅加剧了上部水冷壁磨损。
同时，由于助燃的二次风量不足，使锅炉高温分离器内存在严重的后燃现象，即部分可燃物在高温分离器内燃烧，导致分离器出口烟气温度升高，出入口温差增大，煤粒度变化时，旋风分离器出口温度达1000℃，温差甚至达到80℃左右。
煤的后燃导致烟气温度上升，使得烟气对尾部对流受热面传热量增加，过热器出现超温，锅炉减温水量增大，严重影响了受热面的安全。
发现这些问题后，对锅炉作了如下调整（1）运行中在保证流化的前提下，尽量降低一次风，增大二次风。
改进二次风提高燃烧效果
改进二次风提高燃烧效果佳木斯纺织热电公司 朴万成1前言佳木斯纺织热电公司锅炉是无锡锅炉厂生产的抛煤机炉,由于锅炉给煤的形式和二次风装置布置得不够合理,致使燃烧的状况不佳,运行时有大量未燃烬的碳粒随烟气流排出炉膛。
飞灰中可燃物含量较高,不仅浪费能源,而且也污染了环境。
2 改造前运行工况原设计安装的炉前拱二次风喷嘴向下倾斜35°,炉后拱二次风喷嘴向上仰角15°(如图1所示)。
由于二次风前后喷嘴相对应,造成有相当一部分二次风与相邻的喷嘴供风相互抵消,致使运行期间的烟气流在炉膛内上升很快,使悬浮状态的碳粒在炉膛停留时间短,大量的碳粒没等燃烬就进入烟道。
这是飞灰量大,飞灰中可燃物含量高的一个原因。
图1改进前二次风喷嘴布置图我们作了几次空气动力场试验,发现炉膛内有相当一部分空间没有气流冲刷。
锅炉运行时用镜子观察火焰中心,也发现有一部分空间没有气流冲刷。
供应足够的氧气并充分的冲刷和混扰是提高燃烧速度的重要条件,由于锅炉的火焰中心的部分空间没有二次风充分的冲刷和混扰,使悬浮燃烧的碳粒不能在较短的时间内燃烬。
因为碳在燃烧时表面形成灰壳,灰壳外层包着两层气体,外层是CO、O2和CO2气体(如图2所示),内层主要是CO。
图2碳粒燃烬示意图从图1可知,二次风必须冲破灰壳表面的气层与碳粒接触才能有效助燃。
但是,原设计安装的二次风装置缺少充分的冲刷混扰,使相当一部分悬浮着的碳粒在缺氧状态下燃烧,没有燃烬的碳粒逐渐停止燃烧并排出炉膛。
由于上述原因,使炉膛内火焰充满度不够,热力不均,机械不完全燃烧损失增加,煤耗达1150g k W h,折合标煤800g k W h,严重地影响了锅炉的热效率。
3 改进后的燃烧工况为了解决上述问题我们对锅炉的二次风喷嘴的位置和角度进行了改进。
(1)将原来炉前拱喷嘴和炉后拱喷嘴改在同一水平线上,炉膛内壁4个角对角喷,喷口中心线与膛中心形成一个假想圆相切,以便在燃・83・节 能 1997年第6期侧面图图4 二次喷嘴布置图图3 改进后二次风喷嘴平面图烧时形成一个旋转气流,即切向燃烧(如图3所示)。
锅炉蒸汽二次风的特性与节能分析
利于 混合 。 前后 墙 对 冲布置 时风 口应错 开 ， 避免 前后 二次 风 的对撞 ． 以免 相互 抵 消 。 风 口距燃 料 层 的距 离 一 般 为 ｌ １ 二 次 风 ～．ｍ ５
含尘量 ． 减少 除尘 器负 担 ， 起 到 了消 烟 降 尘作 用 ， 又
有 利 于环境保 护 ６ 烟气 旋 涡有利 于对 可燃 物气 体和 飞灰 可燃 物 、 的燃烧 ． 以适 当减少 炉膛 中的过量 空气 系 ． 少 可 减 排烟 热损失 。
率２ ４ ％ ％。
２ 十 ０２２ Ｈ２＋ ８ ５ Ｊ Ｈ２ ＝ ０ ４ １３ｋ
整理 可知
即
Ｃ ２Ｈ０ Ｃ ２ ４ ４ ｊ ＋０＋ ２＝ ０ 十 ０５ ６ｋ
Ｃ ０２ Ｃ ＋ ０ ５ ６ ｋ ＋ ＝ ０２４ ４ Ｊ
由此 可见 ．蒸 汽二 次风 中 的水 在燃 烧过
沉降 ． 部分 可 燃性 气 体 由烟 道 排 出 ， 造成 热 效 率 降
低 ． 灰过 多 ． 就 需要 从 煤 层上 部 供 应一 部 分 二 飞 这
次风 。
纪建 民 陈 鹏
二次风 是指 在将 一部分 空 气 以很高 的速度 ， 喷 射到 炉膛空 间内 ．促使 烟气 强 烈 的搅拌 与混 合 ， 使
维普资讯
一
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前 言
锅炉 是重要 的能 源转换 设 备 ． 是 大 型用 能设 也
备 。我 国 自建 国初期 引进链 条 锅炉 以来 ， 因其机 械 化 程 度高 、 能 稳定 、 性 工作 可 靠 等特 点 得 到广 泛 应 用 。 国现有 锅炉 四十 万 台套 ， 年消耗 煤炭 ５亿 ｔ 我 每
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浅谈燃煤锅炉中暖风器的作用及运行中的注意事项
浅谈燃煤锅炉中暖风器的作用及运行中的注意事项摘要：本文针对燃煤锅炉，在环境温度比较低的情况下，空气预热器存在着发生低温腐蚀的现象。
解决此类问题的途径较多，比如：更换空预器蓄热原件、加强空预器吹灰、投入暖风器运行等等。
本文着重对暖风器相关问题进行简要分析。
关键词：暖风器低温腐蚀振动平衡门前言：暖风器用于加热送粉所需的一次风温和燃料所需的二次风温，所以暖风器被分为一二次风暖风器。
暖风器的正确投退，在提高排烟温度、防止空预器低温腐蚀中起着不可忽视的作用。
及时投入暖风器有利于启炉初期，提高风温，提高点火能量，也可以达到节约燃油的目的。
当环境温度过低时，空气预热器入口进风温度降低，会使烟气温度降得更低，降至烟气中SO2、SO3的露点温度以下时，SO2、SO3和烟气中的水蒸气凝结生成亚硫酸和硫酸，造成空气预热器冷端低温腐蚀。
另外环境温度过低时会使空气预热器冷热两端热变形加大应力增加，严重时会造成动静摩擦，空气预热器过流而跳闸，引发不安全事件的发生。
由于暖风器在燃煤锅炉中发挥着比较重要的作用，本文对本厂（四川广安发电厂）实际情况进行简要概述，并根据实际运行经验，简要说明暖风器的投运及注意事项。
一、本厂简介锅炉型式：亚临界、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、尾部双烟道、全钢构架的Π型汽包炉，再热汽温采用烟气挡板调节，空气预热器置于锅炉主柱内。
暖风器分为一二次风暖风器，位于空预器入口一二次风道上。
二、暖风器运行方式1、机组正常运行时由辅汽供暖风器用汽。
2 、气温高时，可根据锅炉排烟温度和一、二次风冷风温度，调节一、二次风暖风器进汽调门开度，维持合格的排烟温度和防止暖风器系统振动。
当暖风器进汽调门开度变小时，进汽压力变小，疏水不畅容易引发管道汽水两相流，从而引发管道振动。
3、暖风器投入初期疏水水质不合格时，疏水扩容器疏水倒定排扩容器。
4、暖风器疏水水质合格后，疏水扩容器疏水回收至除氧器。
二次风
300MW机组锅炉二次风门控制方式探讨2010-11-12 13:56:55 来源：中国计量测控网点击率：15947 字号: 摘要：本文通过对呼和浩特金山电厂和华润金能热电锅炉二次风门采用的不同控制方法进行论述，提出了锅炉二次风门控制宜取消就地气控柜直接由DCS控制，所有控制逻辑由DCS软实现。
一、概述燃烧器是锅炉的燃烧设备，其作用是保证燃料和空气的充分混合、及时着火和稳定燃烧。
通过燃烧器送入锅炉的空气是按对着火、燃烧有利的原则合理组织，分别送入的。
按送入空气作用的不同，可以将送入的空气分为一次风、二次风等，其中二次风是煤粉着火后再送入的空气，又分为辅助风、燃料风和燃尽风。
辅助风是二次风的主体部分，其作用是维持炉膛和二次风箱之间所需的静压差。
风箱与炉膛之间的压差设定值是负荷的函数。
辅助风控制系统为一单冲量多输出控制系统，它根据风箱与炉膛之间的压差以及燃烧器管理系统BMS来的指令，并行控制多层辅助风挡板，以维持炉膛和二次风箱之间的压差在设定值上。
运行时根据各层磨煤机负荷的不同而需要不同的配风，每层辅助风挡板都设有操作员偏置站。
当油枪处于程控点火位置时，对应的辅助风挡板处于“油枪点火”位置。
当锅炉处于启动阶段吹扫之前或停炉后，辅助风挡板应全开。
锅炉吹扫完成后，辅助风挡板应处于“压差控制方式”。
燃料风又称周界风，其作用是供给一次风煤粉气流以适当的空气，补充由于煤粉高度集中在燃烧初期可能出现的氧量不足。
调整好燃料风以利于煤粉气流着火和燃烧的扩展。
燃料风通常与给粉量成正比，燃料风挡板一般不设计操作器。
每层燃料风挡板的开度信号由对应的给煤机速度信号经函数发生器给出。
如某台给煤机速度小于最小允许给煤量时，相应层燃料风挡板应全关。
当BMS发来“关闭燃料风挡板”信号时，燃料风挡板应全关。
当辅助风控制系统发来“打开燃料风挡板信号”或BMS发来“打开燃料风挡板”信号时，燃料风挡板应强制全开。
燃尽风又称顶二次风。
它从燃烧器的最上层的一个二次风喷口引入炉膛。
二次风配风方式对锅炉燃烧优化的影响
二次风配风方式对锅炉燃烧优化的影响李石湘(湖南湘潭电厂,湖南湘潭411102)摘 要 结合工作实际,分析了锅炉燃烧工况存在的问题,指出锅炉运行调整中二次风调整的重要性及需要注意的问题,得出了对运行调整具有指导意义的结论。
关键词 锅炉 燃烧调整 二次风 配风方式0 前 言 湘潭电厂1,2号机组锅炉型号为H G1025 18.22540 5402WM10,其燃烧器是在引进CE技术的基础上进行改进设计的,在燃用无烟煤及劣质贫煤上有其独到之处,经近几年的运行经验表明,其着火稳定性、低负荷稳燃、飞灰的燃尽度等性能均表现突出,是燃烧性能比较好的锅炉产品。
但是,现场经验表明,锅炉在运行中,冷灰斗的掉粉对锅炉的配风十分敏感,也就是说:锅炉的配风变化对炉膛中的托粉作用有很大的影响。
特别在低负荷情况下,这种影响更加突出,如不注意,则对机组的煤耗率影响很大,由于一般锅炉的炉渣损失未纳入小指标体系作动态考核,故这种影响往往还不易察觉。
为此,该厂对燃烧器的运行特性进行了分析调整,调整前后机组的供电煤耗率至少下降了3g k W·h以上,取得了明显的效益。
1 调整前的运行情况 图1为调整前锅炉低负荷运行的典型配风图,其长度是表示该风门的开度百分数。
综合分析其特点是:锅炉二次风箱风压过低;二次风小风门开度小,总二次风量过小;二次风速低,刚性差;而周界风、A,B层的腰部风开度未控制。
使得燃烧器配风不合理。
同时,锅炉的一次风量相对较大,锅炉负荷从高降到低,一次风压不变,完全由二次风变化来调节锅炉出口氧量。
图1 调整前锅炉运行配风方式1.1 炉的风量配置不理想,一次风率严重偏大:按风机的性能曲线分析,在300MW负荷下,炉的一次风率约为38%,远大于设计值。
特别是在低负荷下,习惯的操作办法是不减一次风量,而主要减小送风机的风量,即减小送风机动叶开度,同时还关小各二次风小风门,使得送入炉膛的二次风既无刚度,又无足够的风量(例如在180～200MW负荷时习惯上是维持送风机出口风压1kPa左右,二次风箱风压力200～400Pa,这时二次风的实际风速过低,明显地不利于燃烧的稳定)。
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浅谈二次风在锅炉运行中的作用
二次风对循环流化床锅炉安全性的影响
二次风是从炉膛四周加入炉膛燃烧室的强冲空气流。
二次风的主要作用是补充燃料燃烧所需的空气量并加强物料的返混，适当调整炉内温度场的分布，使烟气温度分布更均匀。
在循环流化床锅炉的运行中，能通过调整一、二次风的配比有效的调整锅炉的负荷，能有效的控制燃烧份额的变化。
在循环流化床锅炉的下部，即密相区中，物料的流化形式基本上处于湍流流化状态，在炉膛中上部，即稀相区才逐步过渡到快速流化状态。
由于二次风量的加入，二次风喷嘴以上烟气流速显著提高，使更多的物料参与炉内与炉外循环，使较多温度低的循环物料返回密相区，在密相区吸收热量，带走燃烧释放的热量，在炉膛中上部与水冷壁进行热交换，提高传热系数和传递能量，维持密相区床层温度，使锅炉负荷上升。
在我厂锅炉运行初期，由于排渣不畅，将一次风加大运行，为维持合理的过量空气系数，二次风控制在110000Nm3/h左右运行。
由于二次风量较小，密相区燃烧份额减少，稀相区燃烧份额增大，且上部物料浓度增大，不仅加剧了上部水冷壁磨损，而且造成了布置在炉内的过热器超温严重，成了威胁机组长周期安全运行的隐患。
同时，由于助燃的二次风量不足，使锅炉高温分离器内存在严重的后燃现象，即部分可燃物在高温分离器内燃烧，导致分离器出口烟气温度升高，出入口温差增大，煤粒度变化时，旋风分离器出口温度达1000℃，温差甚至达到80℃左右。
煤的后燃导致烟气温度上升，使得烟气对尾部对流受热面传热量增加，锅炉减温水
量增大，严重影响了受热面的安全。
发现这些问题后，对锅炉作了如下调整
（1）运行中在保证流化的前提下，尽量降低一次风，增大二次风。
根据煤质及时做出调整，发现煤的粒度较细的时候，及时调整一、二次风的配比，增大二次风的比例，加大密相区燃烧份额，降低上层物料浓度，减少磨损。
在调整中，二次风最大可占总风量的45%。
（2）试验表明，循环流化床锅炉存在核心贫氧区，这是造成后燃的重要原因。
所以在调整中，注意调整上下二次风的风门开度，下二次风保持40%左右，上二次风保持80%左右，提高二次风风压，增加入炉二次风的刚度，以消除锅炉存在的中心贫氧区，减少后燃的份额，减少尾部受热面吸热量，保证受热面的安全。
二次风对锅炉经济性的影响
二次风的调整不仅对锅炉安全性有举足轻重的影响，而且对经济性的影响也非常明显。
本厂燃用的煤是品质较差的贫煤，平均煤质如下表所示：
发热量（KJ/Kg）水分(%) 挥发分(%) 灰分(%)
21949 8.69 10.42 27.75
由于燃用煤种挥发份较低，所以在调整中应加大下部二次风份额，增加密相区空气量，增加煤在密相区的燃烧份额。
在锅炉投运初期，满负荷运行时，控制二次风量在120000Nm3/h左右，下二次风开度35%，在这种工况下，床温780℃左右，飞灰可燃物高达14%。
经过摸索，将二次风调整为140000Nm3/h，提高过量空气系数，加大两侧墙的
油枪燃烧风，下二次风开度在45%到55%之间视煤质情况进行调整。
通过以上调整，稀相区的物料浓度降低，内循环物料量减少，密相区燃料燃烧放出的热量被返混物料吸收量减少，提高了密相区床层温度。
床层温度的提高又提高了煤在密相区的燃烧份额，形成了良性循环。
如此调整后，锅炉运行床温提高了15℃，飞灰可燃物降至9.5%，提高了机组的经济性。
此外，由于一、二次风机设计上的不同，在运行中，适当减小一次风，增大二次风，可有效的降低厂用电率，提高全厂的运行经济性。