水平浓淡分离燃烧器的应用
现在国内浓淡型煤粉燃烧器
2.WR型垂直浓淡煤粉燃烧器
• WR 燃烧器（山东青岛350MW机组使用）的关键 部分是喷口,煤粉管道自上而下通过急转弯进入煤 粉喷口,形成下半部浓煤粉气流和上半部淡煤粉气 流。出口处有一水平置放的V 形钝体,使煤粉气流 在下游形成一个稳定的回流区,起稳燃作用。 • 煤粉喷口在出口端成扩口,以增加外回流。周界风 喷口布置在一次风喷口四周,其作用是增加一次风 的刚性,使一次风动量和二次风动量不致相差过大 而造成一次风被牵引贴壁,及时补充氧气,防止结焦, 同时起到保护喷口作用。周界风上、下部分面积 大一些,而两侧部分小些,使主气流向火面很快与高 温烟气接触,易于着火。
3.套管式水平浓淡型煤粉燃烧器
• 利用一次风粉气流经过弯头的离心力和套管，将 其分成水平浓淡两股煤粉气流，浓煤粉气流在向 火侧，淡煤粉气流在背火侧，进入炉膛燃烧 • 优点：提高锅炉稳定燃烧性能，防止灭火 • 缺点：结构复杂制造不方便成本高。一次风管系 统阻力大，一次风管内套管磨损严重，检修不方 便。
总结优点 • • • • • • 锅炉运行的安全性，经济型大大提高。 1.低负荷时锅炉不投油可稳定燃烧 2.对煤种适应性增强，适用劣质煤种 3.排烟NOx降低 4.飞灰可燃物降低 6.减轻水冷壁高温腐蚀，和炉内结焦
缺点
• 1.结构复杂，设计、制造难度大，成本高。 • 2.现场改造布置困难，磨损严重检修费用高。
新型WR浓淡煤粉燃烧器
• (1)降低炉膛出口烟温偏差和保证高温受热面壁温 不超温； • (2)有效防止两侧墙水冷壁因实现炉内空气分级后 导致的主燃区过量空气系数降低而产生的结渣和 高温腐蚀问题； • (3)有效提高了锅炉的煤种适应性； • (4)大幅度降低NOx排放量； • (5)降低未燃炭损失提高燃烧效率
通过冷态空气动力场试验浅谈水平浓淡燃烧器
通过冷态空气动力场试验浅谈水平浓淡燃烧器摘要：水平浓淡燃烧器因其良好的稳燃性和抑制NOx生成的效果在国内四角切圆煤粉锅炉中得到了广泛的应用，本文通过某工程哈锅350MW锅炉冷态空气动力场试验，根据自模化理论，模拟锅炉热态时一次风和二次风在炉内速度场分布，讨论其与常规的直流煤粉燃烧器的不同点，并得出此工程锅炉水平浓淡燃烧器在实际燃烧时一些配风及调整的方向性指导。
关键词：水平浓淡燃烧器；350MW锅炉；空气动力场；配风及调整引言随着国内电力行业的发展进步，对机组调峰能力和NOx排放要求越来越高。
水平浓淡煤粉燃烧器相对于常规的直流燃烧器更加有利于锅炉在低负荷阶段稳燃并能通过分级燃烧，降低NOx排放量，因此广泛应用于四角切圆煤粉锅炉。
本文某工程哈锅350MW锅炉冷态空气动力场试验分三种工况，工况一：单投一次风；工况二：单投二次风；工况三：一、二次风混合。
三种工况试验，使用网格法分别测量燃烧器喷口速度，使用飘带法观察炉内气流分布及切圆情况并使用热线风速仪测量浓淡燃烧器形成的速度场，记录并分析试验数据，讨论并总结水平浓淡燃烧器实际运行时配风和调整的一些指导性、方向性意见。
1 冷态空气动力场试验原理锅炉动力场试验是根据流体动力学相似原理，在自模化区内用冷风模拟锅炉燃烧时的空气动力状态来预测锅炉燃烧工况，为热态燃烧调整提供依据和参考。
本工程试验根据自模化理论，将最下层一次风按设计风速得出冷态时一次风自模化风速，然后根据设计一、二次风动量比得出冷态时自模化的成比例的二次风风速，并计算验证试验所测量的每种工况下炉内气流均达到了自模化条件。
经计算，试验一次风速30.06m/s，试验二次风速37.8m/s。
2 试验工况一2.1试验结果调整试验层水平浓淡燃烧器对应磨煤机出口粉管风速均为30m/s左右，在炉内燃烧器喷口用网格法测量风速，浓侧平均风速42m/s；淡侧平均风速12m/s，由此，热态时，浓相和淡相风速相差近20m。
浓淡燃烧器
在燃气锅炉的设备中燃烧器的地位非常重要，燃烧器决定着燃料燃烧过程能不能实现完全燃烧，所以要减少NOx的生成量就要考虑燃烧器的性能。
由燃烧器对NOx的生成量控制程度，我们把低氮燃烧器分为以下6种：1．阶段燃烧器根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器，使燃料与空气分段混合燃烧，由于燃烧偏离理论当量比，故可降低NOx的生成。
2．自身再循环燃烧器一种是利用助燃空气的压头，把部分燃烧烟气吸回，进入燃烧器，与空气混合燃烧。
由于烟气再循环，燃烧烟气的热容量大，燃烧温度降低，NOx减少。
另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环，并加入燃烧过程，此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果。
3．浓淡型燃烧器其原理是使一部分燃料作过浓燃烧，另一部分燃料作过淡燃烧，但整体上空气量保持不变。
由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧，因而NOx都很低，这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。
4．分割火焰型燃烧器其原理是把一个火焰分成数个小火焰，由于小火焰散热面积大，火焰温度较低，使“热反应NO”有所下降。
此外，火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。
5．混合促进型燃烧器烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一，改善燃烧与空气的混合，能够使火焰面的厚度减薄，在燃烧负荷不变的情况下，烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短，因而使NOx的生成量降低。
混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。
6．低NOx预燃室燃烧器预燃室是近10年来我国开发研究的一种高效率、低NOx分级燃烧技术，预燃室一般由一次风（或二次风）和燃料喷射系统等组成，燃料和一次风快速混合，在预燃室内一次燃烧区形成富燃料混合物，由于缺氧，只是部分燃料进行燃烧，燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分，因此减少了NOx的生成。
锅炉系统中的一种喷口，结构相对简单。
在燃煤锅炉中，为了降低燃烧产生的NOx,采用空气分级燃烧技术，即将锅炉炉膛分为主燃区、燃尽区。
双置浓淡分离燃烧器在#1炉的应用
双置浓淡分离燃烧器在#1炉的应用一、概况哈锅生产的HG-410/100型自然循环固态排查煤粉炉，制粉系统采用低速钢球球磨机中储式干剂送粉系统，燃烧器采用直流喷燃器，正四角切圆布置，假想燃烧切圆直径为700mm。
尾部布置回转式预热器和旋风子除尘器。
二、存在问题该机组自投产以来，由于预热器漏风严重，漏风率为30%，远高于10%设计值。
致使实际运行热风温度为280，低于设计值301。
导致制粉系统处理不足，炉内燃烧工况不稳定，排烟损失和机械不完全燃烧损失远大于设计值，锅炉效率一直处于低水平。
加之除尘器效率低下，使引风机长期超载运行，叶片磨损严重，风机振动较大，辅机电耗增加。
严重时发生引风机飞车事故。
威胁锅炉安全经济运行，限制机组出力。
针对以上问题，于1998年在#1炉大修期间对该炉进行重大技术改造，将原风罩回转式预热器更换为内螺纹管管式空预器，旋风子除尘器更换为电除尘。
#1炉自1998年11月技改一直到2001年11月，逐渐显现和暴露出一些问题：如炉内结焦、主汽温度偏高、燃烧器喷口烧损变形、炉内燃烧工况恶化水位频繁超标等，威胁锅炉安全经济运行，不能满足机组额定出力。
长期只能带80%负荷运行就是在这种运行方式下，还是多次发生锅炉掉焦灭火事故，曾三天内连续发生三次灭火。
在此之前，厂部曾多次组织攻关，并联系当时的省电力试验所，联合组织调试，并通过该系统的方法来降低热风温度的，效果均不理想。
三、燃烧器比较原设计每组燃烧器由三个一次风口，四个二次风口组成，火检信息由每层一次风口的观察孔通过外置式光敏电阻提供.,每组燃烧器总长为3.65 米，喷燃器结构见附图。
为了从根本上解决超温结焦恢复机组至额定负荷问题，以及有利于低负荷稳燃。
由当时的省电力公司牵头，组织各方通过考察论证，对#1炉喷燃器进行改造，采用西安普华燃烧工程公司提供的燃烧器，并在2001年9月#1锅炉大修中实施。
喷燃器结构见附图。
改造后的燃烧方式仍为四角切圆燃烧方式，其中一次风假想切圆直径为400mm，二次风假想切圆直径为600mm。
锅炉水平浓淡燃烧器技术研究及应用 朱超
锅炉水平浓淡燃烧器技术研究及应用朱超摘要：最近几年，我国NOx的排放标准朝着日益严格的方向发展。
目前我厂锅炉采用上海锅炉厂引进“GE”公司直流垂直浓淡燃烧器技术，NOx排放水平满足了当时国家对污染物排放的要求。
但是，随着国家对国内电站锅炉燃烧及排放的要求标准，的提高，此种燃烧器技术一不能满足电厂锅炉NOx排放要求，基于垂直浓淡分离燃烧器技术应用的实际现状，水平浓淡燃烧近及年越来越多的在底氮燃烧中被应用。
水平浓淡燃烧器在，降低NOx排放，稳定燃烧，防止锅炉水冷壁腐蚀及结渣等方面有诸多优点。
具有极大的推广和应用意义。
关键词：燃烧器；垂直浓淡；水平浓淡一、前言最近几年，我国NOx的排放标准朝着日益严格的方向发展。
2011年7月，国家环保总局颁布修订的GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》对氮氧化物排放限值都进一步严格。
二、现状我厂一期工程安装两台330MW燃煤供热机组，锅炉是SG-1065/18.4-M746型亚临界参数汽包炉，1、2号机组分别于2009年6月、8月投产。
锅炉燃用烟煤，锅炉的制粉系统采用正压直吹式制粉系统，配置五台中速磨煤机。
该炉系上海锅炉厂引进“GE”公司稳燃燃烧技术：直流垂直浓淡燃烧器（上浓、下淡）、四角布置、同心反切型式。
该炉设有5层一次风喷嘴、6层只二次风喷嘴（含3层油喷嘴）、1层OFA喷嘴，3层分离燃尽风喷嘴。
该燃烧器技术系该炉型第一代低氮燃烧技术，采用垂直浓淡（上浓下淡）煤粉分离燃烧，一、二次风同心反切，分离燃尽风技术。
此种技术结构设计，是为适应当时国内电力用煤较杂而开发。
浓淡分离型燃烧器有其煤种适应范围广、煤粉着火及时、低负荷燃烧稳定、燃烧器低NOx产出等特点；同心反切配风技术减少了四角布置、切圆燃烧形式锅炉的炉膛出口烟温偏差。
分离燃尽风的布置，降低了主燃区过量空气系数，有效降低NOx的生成。
该燃烧器技术总体上来讲适应了当时国内电站锅炉用煤实况，运行稳定、经济性好、可靠性高等。
浓淡燃烧技术在直流燃烧锅炉中的应用
浓淡燃烧技术在直流燃烧锅炉中的应用××电厂采用水平浓淡燃烧器对锅炉原美国CE技术直流煤粉燃烧器进行了技术改造，从运行来看，锅炉燃烧稳定性显著提高，锅炉结焦明显好转，烟气中NOX含量减少。
标签：燃煤严重偏离设计值；燃烧稳定性；减少NOX排放；减少助燃前言上世纪末至本世纪初，××电厂330MW锅炉由于实际燃用煤灰分高、发热量低、挥发分低，严重偏离了原设计煤种，使得锅炉的燃烧稳定性差，特别是低负荷和燃用煤热值波动时，锅炉熄火频繁。
锅炉在高负荷（250MW以上）时需投天然气稳燃。
同时，锅炉燃烧器周围及中温过热器结焦现象突出，燃烧器周围水冷壁高温腐蚀明显。
1 锅炉特性××电厂#32机组锅炉最大连续蒸发量为1004t/h，主汽压力18.4Mpa、主汽温度543℃。
锅炉是斯坦因工业公司制造的亚临界参数、强制循环、中间一次再热、四角切向燃烧、固态排渣、п型布置煤粉炉。
锅炉炉膛断面尺寸为12.742×12.627m，采用直流摆动式燃烧器，四角切圆布置方式（双切圆Ф1610mm/Ф1770mm）。
采用四组共20只四角布置直流燃烧器，热风送粉，燃烧系统采用天然气二级点火及低负荷稳燃，四组燃烧器分别由五层煤粉燃烧器（FEA、FEB、FEC、FED、FEE）和三层天然气燃烧器（FDA、FDC、FDD）组成。
四角燃烧器周围均布置有卫燃带。
过热器采用两级喷水减温调节汽温，再热器采用改变燃烧器喷口倾角调节汽温。
锅炉采用两侧大风箱方式配二次风，煤粉燃烧器配有周界风，每只煤粉燃烧器和天然气燃烧器的上下二次风量均不可调，运行中靠控制总风量及烟气氧量修正总风量。
每路一次风从一次风箱引出，通过三通分成两路，与同层对角两只燃烧器連接，双出口给粉机同时向同层对角的两只燃烧器给粉，实现同层对角的两只燃烧器同时投或停。
2 锅炉燃煤情况及燃烧分析2.1 ××电厂330MW锅炉设计煤种和实际燃用煤种发生了较大差异。
浓淡分离燃烧器的工作原理
浓淡分离燃烧器的工作原理1. 引言1.1 浓淡分离燃烧器的概念浓淡分离燃烧器是一种新型的燃烧设备，其主要特点是能够有效地将燃料和空气进行分离，在燃烧过程中实现燃烧物质的高效利用。
相比传统的燃烧器，浓淡分离燃烧器能够更加精确地控制燃烧过程中的燃料和空气的混合比例，从而提高燃烧效率，减少能源消耗，降低排放污染物的数量。
浓淡分离燃烧器在工业生产中具有重要的作用，它可以广泛应用于各个行业的燃烧设备中，如锅炉、热风炉、热处理炉等。
通过采用浓淡分离技术，可以提高设备的性能和效率，减少能源的消耗和环境污染，符合现代工业生产对环保、节能的要求。
浓淡分离燃烧器的概念是一种能够有效地分离燃料和空气，并控制其混合比例的燃烧设备，在工业生产中具有重要的作用。
它的应用能够带来明显的经济效益和环保效益，是现代工业生产中不可或缺的重要装备之一。
1.2 燃烧器在工业生产中的重要性燃烧器作为工业生产中不可或缺的设备，其在工业生产中的重要性不可忽视。
燃烧器主要负责将燃料和空气混合，并通过火焰燃烧的方式提供热量，用于加热、干燥、熔炼等工序。
在各行各业的生产过程中，燃烧器都扮演着关键的角色，直接影响着生产效率和产品质量。
燃烧器的高效运行对于工业生产至关重要。
通过控制燃料和空气的混合比例，燃烧器可以提供稳定而高效的燃烧过程，最大程度地释放热能，从而确保生产过程的顺利进行。
燃烧器的使用不仅可以提高生产效率，提高产品质量，还可以节约能源资源，减少生产成本，提高企业的竞争力。
燃烧器在工业生产中也扮演着重要的安全和环保角色。
通过合理的设计和运行，燃烧器可以减少废气排放和环境污染，保护员工和环境的健康安全。
对于易燃易爆的工业生产过程，燃烧器的稳定性和安全性更是至关重要，可以有效预防火灾和事故发生，确保生产过程的安全运行。
燃烧器在工业生产中的重要性不可低估，对于提高生产效率、保障安全环保具有重要意义。
2. 正文2.1 燃烧器的结构和工作原理燃烧器的结构通常包括燃烧器头、燃烧器体、燃烧器嘴和火焰探测器等部件。
低NOx燃烧技术在天津石化6号炉上的应用
低NOx燃烧技术在天津石化6号炉上的应用天津石化6号炉通过更换水平浓淡燃烧器及新增两层高位燃尽风，使炉内燃烧火焰拉长，使得煤粉在炉内的燃烧控制在过量空气系数λ>1或λ<1的情况下，从而控制NOx的生成。
水平浓淡燃烧器燃尽风天津石化热电厂#6炉为410t/h锅炉机组，杭州锅炉厂生产的NG-410/9.8-M6型燃煤、高压、自然循环、固态排渣炉。
燃烧器为直流燃烧器，四角切圆燃烧方式，从下至上共布置三层一次风煤粉燃烧器喷口，五层二次风喷口，一层三次风喷口。
采用钢球磨煤机中间储仓式热风送粉制粉系统，每台锅炉配有两台磨煤机。
锅炉设计煤种为烟煤。
目前锅炉氮氧化物排放量一直处于较高水平，平均NOx排放值基本在650mg/Nm3以上，未能达到国家排放标准。
因此有必要对锅炉的燃烧系统整体进行“节能减排”技术改造。
1 详细改造方案1.1 采用高位燃尽风系统将有组织燃烧风量沿炉膛垂直方向分级供入，主燃区有组织空气量与理论空气量的比值由原来λp=1.2变为λp=0.84～0.9。
在主燃烧器上方布置8只燃尽风喷口，整个燃尽风喷口在燃烧器区上部相同的水冷壁角部位置开出燃尽风安装口，燃尽风量占总空气量约为25%，燃尽风喷口风速48m/s～50m/s。
各个燃尽风喷口的供风风道均由相对应的各角主二次风道引出分别向燃尽风喷口供风，保证供风阻力小，运行中燃尽风喷口风量均由各自独立的风门挡板及电动执行器进行自动控制。
1.2 主燃烧器区二次风喷口的设计主燃烧器区二次风喷口面积进行相应缩小，保证出口的二次风风速达到设计值。
保证最下层较大二次风喷口面积，使其具有较大出口二次风动量，起到在最下层托粉的作用，减少炉膛底部的掉渣量和大渣的含碳量。
二次风切圆布置没有改变，与原设计相同。
1.3 水平浓淡风煤粉燃烧器的设计采用高浓缩比水平浓缩低NOx煤粉燃烧器来改造一次风主燃烧器。
一次风煤粉气流在流经优化过百叶窗浓缩叶片后被分离，形成两股煤粉浓度不同的煤粉气流，强化出口气流着火和燃烧，并利用燃料水平分级燃烧原理有效降低着火初期的NOx 生成量。
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水平浓淡分离燃烧器的应用
1 前言
某厂 200MW 机组锅炉投产时安装的燃烧器为 CE 公司技术生产的 WR 型燃烧器。
为了适应该厂当地煤种（无烟煤），以及电网负荷的调峰需要，保持低负荷稳燃，采用水平浓淡分离燃烧器技术，改进了该炉的燃烧器及相关设备，达到了预先的设计目的，现笔者将该改造过程介绍给大家参考。
2 水平浓淡分离燃烧器的结构
2 . 1 水平浓淡分离燃烧器的稳燃原理
水平浓淡分离燃烧器利用煤粉经过水平输粉管道的最后一个弯头时产生的离心力作用，将煤粉气流分为左、右浓淡两股。
通过布置在煤粉管道和煤粉喷管中的竖置隔板进入炉膛。
根据炉膛内主气流的旋转方向，使浓侧煤粉在向火侧，淡侧煤粉在背火侧。
有利于无烟煤着火和防止水冷壁结渣。
如图 1 所示。
2 . 2 水平浓淡分离的浓淡换向装置
采用四角切圆燃烧技术的锅炉，一次风在布置时，其中有两只角的煤粉经弯头的自然离心分离后，就会产生淡侧向火，浓侧背
火的不合理布置。
要实现四角都是浓侧向火，淡侧背火的燃烧方式，必须经过浓淡分离换向器换向。
如图 2 所示。
在图 1 中，左侧＃1、＃2角的浓淡分离实现是靠90°弯头＋中间竖置隔板。
右侧＃3、＃4角的水平浓淡分离实现靠如90°弯头＋浓淡换向器。
2 .
3 两种燃烧器的各层喷嘴布置
该厂200MW 机组锅炉投产时安装的燃烧器为 CE 公司技术生产的 WR 型燃烧器。
通过某次机组大修，把该 WR 型燃烧
器改进为水平浓淡分离燃烧器，各层喷嘴布置如图3 。
3水平浓淡分离燃烧特点
水平浓淡分离燃烧器运行时，浓侧煤粉气流占一次风煤粉量的绝大部分。
这部分富燃料气流在向火侧有利于着火和提高燃烧火焰中心的温度。
并且，浓侧煤粉气流直接受上游邻角喷出火焰的冲击和混合。
这种混合对浓侧气流燃烧贡献很大。
与WR燃烧器相比，水平浓淡分离燃烧器在适应煤粉浓度变化上，比WR 燃烧器佳。
4水平浓淡分离燃烧器与WR燃烧器比较
4 . 1喷口比较
如图 3 结构图，WR 燃烧器浓侧喷口的高宽比，h / b = 0 . 339 ，水平浓淡分离燃烧器浓侧喷口的高宽比，h / b = 2 。
水平浓淡分离燃烧器的高宽比大于WR 燃烧器。
高宽比增大，就增大了煤粉气流的与炉膛中高温烟气的接触面积，煤粉气流可卷吸更多的高温烟气，有利于煤粉的着火和燃烧稳定。
4 . 2V 型钝体横置和竖置的比较
V型钝体竖置时，使燃烧器喷口高宽比增大，一次风气流的刚型就会减弱许多。
造成一次风气流不能到达燃烧中心，影响燃烧。
严重时还会造成一次风贴墙。
并且，由于V 型钝体扩流锥的分流作用，使一次风成一定角度向外扩张，浓相煤粉气流很容易冲刷水冷壁面引起结渣。
V 型钝体横置时，煤粉气流刚性减弱很少，且不存在煤粉气流向外扩张的问题。
因此，水平浓淡分离燃烧器和WR 型燃烧器多采用V 型钝体横置方式。
4 . 3 周界风的处理
在一次风喷口周围有一层速度较高的二次风，即周界风。
周界风风层薄、风量小、而风速高，有利于将周围的高温烟气吸入一次风气流中，增加一次风气流吸热量。
同时，如果周界风风速过高，风层过厚又会阻碍一次风与高温烟气接触，影响吸热。
遇这种情况，可将周界风三个方向的封口封堵，只保留背风侧的周界风，同时加大通风量。
形成侧二次风。
有了这层侧二次风，可在水冷壁面附近形成氧化气氛。
提高灰熔点而避免水冷壁结渣。
4 . 4 关于无油助燃最低负荷
无油助燃最低负荷是衡量现代锅炉经济、技术性能的重要指标。
对于燃用烟煤的锅炉，设计最低负荷可达到40 % BMCR 。
对于无烟煤，无油低负荷稳定运行最低负荷，设计一般为75 ％~80 % BMCR。
采用了水平浓淡分离技术，浓侧煤粉在向火面，有良好的燃烧条件。
而且，各角燃烧相互支持、相互作用，具有较强的低负荷适应能力。
该电厂200MW 机组，采用水平浓淡分离技术后，无油低负荷稳定能力从75 % BMCR 降到50 % BMCR 。
4 .
5 关于低NOx 燃烧
降低NOx 排放，减少对环境的污染，一直是电厂努力解决的问题。
因NOx是煤粉高温燃烧的产物，所以从燃烧器入手也是解决低NOx 排放的一条途径。
采用水平浓淡分离燃烧，可在燃烧器出口局部形成富燃料区域，形成还原气氛，有效抑制NOx 的生成，从而达到降低NOx排放的目的。
5 结论
通过该厂对锅炉燃烧器及相关设备的技术改造可以看出，对于燃用无烟煤的锅炉，采用水平浓淡分离燃烧器技术，可以大大提高锅炉的低负荷稳燃特性，能局部满足电网负荷的调峰需要，能提高灰熔点而避免水冷壁结渣，能达到降低NOx 排放的目的。