300MW “W ”型火焰锅炉的技术特点

      中国电力网 2007 年11月7 日10：30来源：点击直达中国电力社区通常，
国内外将可燃基挥发份Vdaf<10%的煤列为无烟煤。无烟煤具有含碳量多、挥发份
低、机械强度高、质硬、密度大、内孔隙小、不易研磨、挥发份析出温度高、导
热性差、着火困难、着火温度高、热稳定性差、燃烧时化学反应速度缓慢，不易
燃烬等特性，在无烟煤的燃烧中要着重解决着火、稳燃、燃烬三个主要问题。为
此，从燃烧学考虑，对无烟煤的燃烧，有如下要求：（1 ）、原煤磨细。因为煤
粒越细小，加热到着火温度愈快，反应的表面积增大，即提高了风粉混合物的着
火品质。一般，取煤粉细度R90 与煤的挥发份数值相近。

      （2 ）、高的一次风粉混合物浓度。尽可能维持低的空气份额，加速煤粉
吸热，使风粉混合物在燃烧器附近达到着火温度。

      （3 ）、高的一次风粉混合物进口温度和燃烧空气温度。这样可以减少加
热时间，易于着火。

      （4 ）、低的一次风粉混合物出口速度。为延长煤粉在燃烧器喷口附近的
停留时间以及改善煤粉空气混合物的加热条件，应选用较小的速度。

      （5 ）、燃烧空气分级输入。为进一步改善加热和着火条件，必须根据燃
烧进程分阶段输入空气。

      （6 ）、长的燃烧路程。为使碳粒充分燃烬，就应使燃料颗粒有一个尽可
能长的燃烬路程。

      （7 ）、着火区域具有高的燃烧室温度和燃烧室壁温，以使煤粉尽早地达
到着火条件。

      国内无烟煤的燃烧实践表明，采用四角切圆燃烧的无烟煤炉，效率低，无
油助燃负荷高，不能调峰。

      国外无烟煤锅炉实际表明，以美国FW公司为代表的“W ”火焰锅炉，在许
多国家已取得令人满意的效果。该炉型在着火、稳燃、燃烬三方面都采取了有效
措施，无烟煤锅炉效率可达90% 以上，无油助燃最低负荷可达40% 左右，最低挥
发份可达Vdaf=4%.这就从根本上解决了无烟煤锅炉燃烧症结。

      拱型炉膛“W ”火焰固态排渣炉，由美国FW公司首创，为法国和日本等吸
收并发展起来。炉膛由下部拱型着火燃烧室和上部辐射燃烧室组成。着火燃烧室
敷设卫燃带，以改善无烟煤的燃烧工况。燃烧室的前后拱上布置燃烧器。一、二
次风向下喷出，着火的煤粉气流向下形成“W ”火焰再向上进入辐射燃烧室。其
主要技术特点为：（1 ）采用分级送风的双拱绝热炉膛“W ”型火焰锅炉，采用
双旋风筒式燃烧器，错列布置在前后墙的两个拱上。下炉膛一般都根据不同煤种
敷设不同面积的卫燃带，用以减少下炉膛水冷壁吸热，从而提高着火区和燃烧区
的温度。双拱炉膛配以下射式燃烧器，形成“W ”型火焰，使得燃料颗粒在炉内
有足够的行程和停留时间，保证无烟煤的燃烬。“W ”型火焰锅炉燃料所需的空
气只有很小一部分从拱上送入（通过主燃烧器喷口、乏气喷口以及它们周围的环
形喷口），大部分燃烧空气通过拱下前、后墙上的二次风分层送入炉膛。这种布
置能保证二次风在煤粉着火后及时地补充燃烧所需要的空气，因而是最适合燃烧
反应缓慢的低挥发份特性的无烟煤。此外，这种分级送风亦可降低NOX 的生成，
对于减少环境污染是有利的。煤粉向下喷射燃烧和合理配风，避免了火焰冲刷炉
墙。同时，在炉膛冷灰斗处设有少量边界风，在炉膛四周形成氧化性气氛，可有
效地防止炉膛结渣。

      （2 ）采用旋风分离式煤粉浓缩型燃烧器旋风分离式煤粉浓缩型燃烧器在
拱上的布置见简图。煤粉气流同时切向进入两个并列的旋风分离式燃烧器，在离
心力的作用下，大量煤粉颗粒被甩到分离器外壁，含粉较少的乏气在筒中心部分
被引出，从而提高了燃烧器喷口下射主煤粉气流的煤粉浓度，有利于着火。

      燃烧器出口段装有消旋叶片，喷出煤粉气流的旋流度可以控制到很小，且
气流温度低，圆形喷口气流刚性好，所以主煤粉气流的穿透力强，避免了火焰上
飘，发生“短路”。

      旋风分离器中心管引出的乏气在拱* 近炉膛中心部位送入炉膛，乏气煤粉
浓度虽然很低，但煤粉颗粒很细，且送入部位炉膛温度高，因而也能充分燃烬。

      这种拱上燃烧器具有多种调节火焰的手段：1 ）乏气风挡板2 ）主喷口周
围环形风挡板3 ）主喷口内消旋叶片位置4 ）垂直墙上二次风挡板5 ）垂直墙中
二次风挡板6 ）垂直墙下二次风挡板锅炉负荷的增减是通过增减燃料（煤粉）并
同时按比例增减送入的风量来实现的。改变乏气风挡板开度，改变消旋叶片在喷
嘴中插入深度，以及改变主喷口周围环形二次风量的大小和垂直风墙上风量的分
配，均能改变火焰行程及扩展的形状。各种调节手段将根据煤质变化加以调节。

      （3 ）配用双进双出钢球磨煤机正压直吹式燃烧系统正压直吹式燃烧系统
结构紧凑、简单，操作方便，改变一次风量即能改变磨煤机负荷，因而锅炉负荷
响应速度快，是大容量煤粉锅炉首选的经济燃烧系统。无烟煤的着火和燃烬都比
较困难，在整个负荷范围内，特别是低负荷时均要求较高的煤粉细度，而双进双
出磨煤机最能满足上述要求。