操作鍋爐20年不懂這些燃燒調整，專工無語了！

中醫 11-16

鍋爐運行調整中,在保證安全運行基礎上，還要做到經濟運行，提高鍋爐效率。一般的鍋爐機組，效率基本可以達到92%以上，各項損失之和不到8%，最大損失是：排煙熱損失，一般5—6%，其次是機械未完全燃燒熱損失不到1-1.5%，散熱損失和灰渣物理熱損失兩項1%左右。（對高灰份煤灰渣物理熱損失會更大）。

從指標量化看，要提高鍋爐效率，重點是降低排煙損失和機械未完全燃燒熱損失。注意排煙溫度的變化,排煙溫度過高,影響鍋爐效率,過低容易造成空預器的低溫腐蝕,所以要求在運行中根據負荷的變化加強調整。

在煤質變化比較大，燃料量明顯增加時，及時調整總風量和一二次風溫高於設計煤種下的溫度。

（1）控制好鍋爐總風量

鍋爐風量的使用，不僅影響鍋爐效率的高低，而且，過量的空氣量還會增加送、引風機的單耗，增加廠用電率，影響供電煤耗升高。要保持合適的風量可通過觀察氧量值，一般在3-4%左右，對於不同煤種在飛灰含碳量不增加的情況下可考慮低氧燃燒，實現降低排煙損失的目的。但要根據鍋爐所燒煤種的結渣特性，注意盡量保持鍋爐出口煙溫低於灰渣的軟化溫度，以減輕結渣的程度，對於易結渣煤種，可以適當保持氧量高一些，避免出現還原性氣氛，減少結渣。

（2）降低排煙溫度

1.控制鍋爐火焰中心位置，在過熱汽溫和再熱汽溫不低的情況下可調火焰中心下移，可以通過對上中下各層噴燃器的配風量進行調整。

3.要盡量提高進入預熱器的空氣溫度，一般不低於20℃（冬季投入暖風器），以利於強化燃燒。特別是在低負荷階段，往往出現鍋爐氧量過高的情況，既對燃燒不利，也增加了風機單耗。

2.鍋爐吹灰器正常運行，及時吹灰，保證受熱面清潔；

4.防止空預器堵灰，可從出入口壓差判斷，當壓差增大時就有可能是堵灰，要及時吹灰。

（3）降低飛灰含碳量

飛灰含碳量是指飛灰中碳的質量百分比（%）。飛灰越大，損失也越大，影響飛灰損失的因素很多，包括：可磨性係數，煤粉細度，燃燒動力場，爐膛內溫度水平、風煤比、鍋爐總用風量、一次風量、一二次風量配比、一次風速、二次風速等，這些因素必須通過試驗進行合理配比，實現最佳運行工況，以獲得飛灰損失最小。

確定經濟的煤粉細度，即：做出煤粉細度與飛灰曲線、煤粉細度制粉單耗曲線，兩曲線的交點所對應的細度就是經濟煤粉細度，即煤粉燃燼和制粉耗電率之間的最佳組合。

在鍋爐調整中，一次風的使用應根據煤種特性，一次風量的確定原則上應滿足燃料中揮發份著火的需要，同時要兼顧磨煤機的乾燥出力和通風出力，三者之間尋找一個最佳點。確定適當的風煤比曲線，是保證制粉系統安全、經濟運行的重要基礎工作，強調在主燃燒區適當欠一點氧量，在燃盡階段補充一定的氧量，實現完成燃燒。

1、燃燒調整的意義。鍋爐燃燒工況的好壞無論是對鍋爐機組或整個發電廠運行的安全、經濟都有極大的影響。在安全方面，燃燒過程是否穩定直接關係到鍋爐運行的可靠性。如燃燒過程不穩定將引起蒸汽參數波動；爐膛溫度過低將影響燃料的著火和正常燃燒，容易引起爐膛滅火；爐膛溫度過高或火焰中心偏斜可能引起水冷壁結渣或燒損設備，並可能增大過熱器的熱偏差，造成局部管壁超溫等。燃燒調節適當（燃料完全燃燒、爐膛溫度場和熱負荷分布均勻）則更是達到安全可靠運行的必要條件。在經濟方面，鍋爐燃燒的好壞直接影響鍋爐運行的經濟性，燃燒過程的經濟性要求合理的風、粉配合，一、二次風配比和送、引風配合；此外，還要求保證適當高的爐膛溫度。合理的風、粉配合就是要保持最佳的過剩空氣係數；合理的一、二次風配比舊要保證著火迅速、燃燒完全；合理的送、引風配合就是要保證適當的爐膛負壓。無論在正常穩定工況或是在改變工況運行時，對燃燒調整得當，就可以減少鍋爐各項熱損失，提高鍋爐效率。對於現代火力發電機組，鍋爐效率每提高1%將使整個機組效率提高約0.3～0.4%，這樣標準煤耗即可下降3～4g/kw.h。

2、燃燒調整的任務和目的。燃燒調整的任務是：在滿足外界電負荷需要的蒸汽數量和合格的蒸汽流量的基礎上，保證鍋爐運行的安全性和經濟性。燃燒調整的目的應注意噴燃器的一、二次風速，各噴燃器粉量分配和運行方式，爐膛過剩空氣係數，燃料量和煤粉細度等各參數的調節，使其達到最佳值。

二、防止受熱面超溫

針對1號鍋爐過熱器，再熱器壁溫超溫的情況，採取以下措施：

1、加大一級減溫水量。設計值28t/h 實際運行中35t/h以上，控制二級減溫器入口溫度490℃，設計值為511℃。在鍋爐加負荷時，採用以上方法較好。

2、制粉系統運行方式要合理。1號鍋爐制粉系統合理運行方式：1.2.5.6 號制粉系統運行2.3.4.6 號制粉系統運行1.3.4.5制粉系統運行（滿負荷）如：1.3.5.6號制粉系統或3.4.5.6號制粉系統運行，壁溫就較難控制，減溫水基本沒有餘量。低負荷時3.4.5號制粉系統運行時壁溫也容易超溫，減溫水量較大。尤其有3號制粉系統運行時，減溫水量就較大，壁溫超溫可能性就增大。可見制粉系統運行方式一定要合理。

3、合理配風。採用加大各噴燃器上排風減小下排風降低火焰中心，防止過熱器超溫。

三、防止鍋爐結焦

1、在理論防止鍋爐結焦的方法和措施。

所有固體燃料都含有一定量的灰份。燃燒灰份的熔點有高有低，熔點較低的煤容易結焦。形成結焦的原因是爐溫度過高和灰熔點過低。

為了防止鍋爐結焦，在運行上要合理調整燃燒，使爐內火焰分布均勻，火焰中心在適當位置。

（1）保證合理的一、二次風速。一次風檔板及中心風檔板全開，保證一次風剛度，射流不偏斜。二次風量合理，保證氧量4%-6%，兩側煙溫接近。各受熱面壁溫均勻。

（2）防止壁面及受熱面附近溫度過高力求使爐膛容積熱強度，爐膛斷面熱強度，燃燒器區域壁面熱強度設計合理，避免鍋爐超出力運行，從而達到控制爐內溫度水平，防止結渣。堵塞爐底漏風、降低爐膛負壓，不使空氣量過大等防止火焰中心上移，以免爐膛出口結渣。保持各噴燃器風、粉量均勻，使四角氣流的動量相等、切圓合適、一二次風正確配合、風速適宜、防止燃燒器變形等，都能防止火焰偏斜，以免水冷壁結渣。

（3）防止爐內產生過多還原性氣體保持合適的空氣動力場、不使空氣量過小，能使爐內減少還原性氣體，防止結渣。

（4）加強運行監視，及時吹灰除渣。如發現過熱器汽溫偏高、排煙溫度升高、爐膛負壓減小等現象，就要注意燃燒器及爐膛出口是否結渣。應及時清除，加強吹灰。

（5）做好設備檢修工作檢修時應根據運行中的結渣情況，適當地調整燃燒器。檢查燃燒器有無變形燒壞情況，及時校正修復。檢修時應徹底清除積灰，而且應做堵塞漏風工作，這樣運行中才能更好地進行分析和調整。

2、在實際運行操作中採取的調整手段和措施

為了保證鍋爐機組安全、經濟運行，消除結渣、再熱汽溫偏差大、火焰中心偏斜等問題，經過多年的試驗摸索，總結積累，形成了如下運行調整燃燒原則和措施：

（1）精心監盤，認真分析主、輔參數異常原因，及時控制，予以消除；當鍋爐受熱面壁溫超過極限值時，要首先控制鍋爐負荷。

（2）經常聯繫值長、燃料集控值班員，掌握煤種情況，及時調整鍋爐配風。

（3）根據煤種、磨煤機運行台數和方式接代鍋爐負荷，禁止超負荷運行。三台磨運行負荷原則上不準超過170MW；四台磨運行負荷原則上不準超過203MW。當由於各種客觀原因造成鍋爐半側燃燒時，要及時調整，加強對角燃燒器的配風，根據鍋爐運行狀態接代負荷，杜絕超參數運行。

（4）鍋爐各運行的噴燃器風煤比要合理，保持爐膛氧量適中。一次風和二次風量比例要合理，禁止風量不足或過剩運行；嚴禁減少運行噴燃器二次風，而增加其它停運噴燃器二次風量彌補氧量；嚴禁用磨煤機一次風檔板調整燃燒。

（5）鍋爐預熱器總風壓的控制要適當，負荷越低，風壓越低；煤種發熱量、揮發份越高，風壓越高；揮發份越低，風壓越低。負荷在180―200MW時，預熱器出口風壓控制在2000―2300Pa；負荷在180―160MW時，預熱器出口風壓控制在1800―2000Pa；負荷在160―140MW時，預熱器出口風壓控制在1900―1700Pa；負荷在140―120MW時，預熱器出口風壓控制在1800―1500Pa；負荷在90―120MW時，預熱器出口風壓控制在1300Pa～1500Pa。

（6）鍋爐負荷在140MW及以上時，氧量控制在4---6%；負荷在120---140MW之間時，氧量控制在6%左右；負荷在90---120MW之間時，氧量控制在8%左右。負荷越低，氧量越大；煤發熱量越高，氧量控制在相應負荷下的上限值；揮發份越低，氧量控制在相應負荷下的下限值。

（7）鍋爐負荷較高時，宜採用上下均等配風；負荷較低時，宜採用正塔配風；當火焰中心較高時，宜採用反塔配風。

（8）制粉系統組合運行方式合理，確保噴燃器對稱切圓，火焰中心居中。合理調整燃燒，減小煙氣和汽溫偏差。當轉向室左右煙溫偏差超過20℃時，或左右汽溫偏差超過10℃時，或鍋爐氧量左右偏差超過1%時，要適當配用停運噴燃器二次風進行調整火焰中心居中。

（9）加強鍋爐制粉系統切換運行。每天前夜班調峰減負荷停磨時，要考慮後夜班加負荷磨煤機運行方式；後夜班加負荷時要根據磨煤機設備情況，變換磨煤機運行方式。當鍋爐受熱面有結焦現象，或由於磨煤機組合運行方式不當時，每4小時要進行變換磨煤機組合運行方式。

（10）負荷在90MW～120MW必須三台磨運行。不投油穩燃最低負荷嚴禁低於90MW。嚴禁不投油穩燃二台磨煤機運行。

四、防止受熱面磨損

（1）保持合理的煙氣流速控制爐膛負壓-50Pa左右。各受熱面處煙氣流速小於設計值。

（2）運行中保持較細的煤粉細度可減輕受熱面管子磨損。

（3）運行中發現磨損嚴重，可在保證燃燒合理的情況下，保持較低的過剩空氣係數。

五、存在的問題及改進

存在的問題：

（1）加大一級減溫水量雖然能很好的控制過熱器壁溫，但使得汽溫較低，影響機組循環熱效率，且對汽輪機有影響。如：脹差，振動等。

（2）採用加大各噴燃器上排風減小下排風降低火焰中心，可以有效防止過熱器壁溫超溫，但水冷壁，噴燃器結焦的危險也加大了。

（3）噴燃器的設計不能滿足實際爐膛燃燒的動力工況，各噴燃器角的氣流的動量不相等，尤其3號制粉系統。

改進方面：

（1）3號噴燃器上部可設計三次風。及時修復各噴燃器損壞處。

（2）做爐膛冷態動力場試驗，試驗出各噴燃器分配的合理風量。

（3）改進受熱面，如適當增加水冷壁面積。

六、結束語

通過以上淺顯的分析，我們知道鍋爐燃燒調整紛繁複雜，是一個動態變化的過程。不但要藉助理論的分析，還要通過實際的摸索。因此只有不斷的完善我們的檢修技術，提高我們的業務水平，才能達到燃燒調整的目的。

22條經驗教你如何合理的進行鍋爐燃燒調整（僅供參考）

1）運行中要使鍋爐著火穩定正常，燃燒中心適當，火焰分布均勻，爐膛內應具有良好的火焰充滿度。

2）當班期間要及時了解煤種的變化合理配風，根據煤質情況確定合適的一二次風配比，保持合適的風煤比。

3）運行中要經常檢查爐內燃燒工況，觀察燃料的著火情況，煤火焰應呈光亮的金黃色，油火焰應呈白亮色，火焰不偏斜貼牆沖刷水冷壁；同時要注意檢查爐膛各部結焦情況，否則積極採取措施進行調整。

4）鍋爐嚴禁缺氧燃燒，正常情況下空預器入口煙氣氧量應維持在3.4～4.2％之間，若A、B側氧量偏差大於1％，應及時查明原因予以消除。

5）運行中保持合理的送、引風配合，維持爐膛負壓在－20～50Pa之間，嚴防爐膛負壓過大拉斷火焰而造成鍋爐滅火，嚴禁鍋爐正壓燃燒，經常檢查爐膛漏風情況，所有看火孔、打焦孔應嚴密關閉。

6）運行中保持過熱器及再熱器左、右兩側煙溫偏差不超過50℃。

7）運行中鍋爐最低風量不得小於BMCR風量的30％。

8）運行中加強監視飛灰可燃物含量及NOX排放值。頂部燃盡風風量佔二次風量的8％。開大頂部風門，進一步促進剩餘焦碳的燃盡，降低飛灰中的可燃物含量，提高燃燒效率，降低NOX的生成。

9）側牆貼壁風風量佔二次風量的1％。一般在鍋爐負荷小於50％時全關，大於80％時全開，鍋爐負荷50％～80％時風門開度隨負荷變化。也可視側牆的結焦情況而定，如果結焦則開大，如果不結焦則關小。

10）中速磨直吹式制粉系統燃燒調整遲緩性大，在運行中應根據負荷及汽壓的變化情況及時調整風煤量，負荷變化汽壓上升過程中應提前減少煤量，當汽壓趨於穩定後再適當增加煤量保持汽壓穩定；反之亦然。

11）加減煤量時，應盡量用一台磨進行調節，其餘磨煤機帶固定負荷，切忌幾台磨同時加減煤量而造成汽壓失調。

12）增加負荷時應先增加風量再增加煤量，減負荷時應先減少煤量再減少風量。

13）鍋爐投運燃燒器應按先下層、後上層的原則進行。燃燒器投運後，應及時調整風量，確保煤粉燃燒完全。

14）鍋爐低負荷運行時為保證燃燒穩定應保持對稱及相鄰層燃燒器集中運行。

15）運行中加減煤量時操作要平穩，不可大幅操作，各層燃燒器負荷分配按下大上小的原則進行。

16）負荷變化幅度較大時，改變磨煤機的通風量或改變給煤機的煤量，已不能滿足要求時，可通過啟、停製粉系統來進行。

17）鍋爐燃油時要監視、調整油壓正常，保證油槍霧化和燃燒良好，同時注意加強監視檢查油系統無漏油情況，防止發生火災。

18）當鍋爐水冷壁泄漏或爐本體吹灰時，一定要注意燃燒調整。

19）鍋爐負荷低於35％BMCR或煤質差燃燒不穩時應及時投油助燃防止鍋爐滅火。

20）負荷低於200MW或燃燒不穩時禁止爐膛吹灰。

21）運行中要勤於分析，參照相關參數，精心調整，保證制粉系統在最經濟工況下運行。

22）運行中燃燒調整一定要堅持原則，防止鍋爐爆燃和滅火事故的發生。

其實燃燒調整主要有給煤調節；配風調節；排渣調節；返料量調節等四種基本手段。影響爐溫的主要因素是給煤和配風，排渣量和返料量也會直接影響床溫。一般控制床溫不使用改變物料循環量的方法，主要是通過調整給煤量和風量配比來實現。穩定負荷運行時，可以小幅改變風量和煤量，或同時改變來調節床溫。溫度太高則減煤或增風，太低則相反。

總體上是靠1、風調整，2、煤調整，3、循環灰調整，4、放渣量

註：

1、引風機：把尾部煙溫後移

2、一次風機：爐膛部溫度上移

3、二次風機：提高爐膛底部、中部和返料器處溫度

4、羅茨風機（返料器處風機）：調整返料量影響返料器溫度

放渣量：就是鍋爐熱損失關係，影響到密相區的吸熱和放熱量

煤調整主要因為以下影響：

1、煤質灰分，2、煤的粒度，3、煤質水分（內、外水分），4、煤質揮發份，5、煤質發熱量

我以上說的是相互影響，也就是調整時可以根據煤質來調整風量

調整前必須要根據DCS系統參數和現場儀器指示來調整。

燃燒是鍋爐工作過程的關鍵。正常的燃燒工況，是指鍋爐達到額定參數，不產生結焦和燃燒設備的燒損，著火穩定，燃燒正常，爐內溫度和熱負荷分布均勻。當外界負荷變動時，為保證鍋爐工作參數穩定，應對燃燒工況進行調整，使之適應負荷的要求。

1.燃燒調節的目的

爐內過程的好壞，不僅直接關係到鍋爐的生產能力和生過程的可靠性，而且在很大程度上決定了鍋爐運行的經濟性。進行燃燒調節的目的是：在滿足外界電負荷需要的蒸汽量和合格的蒸汽品質的基礎上，保證鍋爐運行的安全性和經濟性。具體可歸納為：①保證穩定的汽壓、汽溫和蒸發量；②著火穩定、燃燒完全，火煙均勻充滿爐膛，不結渣，不燒損燃燒器和水冷壁、過熱器不超溫；③使機組運行保持最高的經濟性；④減少燃燒污染排放。

燃燒過程的穩定性直接關係到鍋爐運行的可靠性。如燃燒過程不穩定將引起蒸汽參數波動；爐內溫度過低或一、二次風配合不當將影響燃料的著火和正常燃燒，是造成鍋爐滅火的主要原因；爐膛溫度過高或火焰中心偏斜將引起水冷壁、爐膛出口受熱面結渣並可能增大過熱器的熱偏差，造成局部管壁超溫等。

燃燒過程的經濟性要求保持合理的風煤配合，一、二次風配合和送引配合，此外還要求保持適當高的爐膛溫度。合理的風煤配合就是要保持最佳的過量空氣係數；合理的一、二次風配合就是要保證著火迅速、燃燒完全；合理的送引風配合就是要保持合理的爐膛負壓、減少漏風。當運行工況改變時，這些配合比例如果調節適當。就可以減少燃燒損失，提高鍋爐效率。

對於煤粉爐，為達到上述燃燒調節的目的，在運行操作時應注意燃燒器的出口一、二、三次風速、風率，各燃燒器之間的負荷分配和運行方式，爐膛風量、燃料量和煤分細度等方面的調節，使其達到較佳值。

2.影響爐內燃燒的因素

2.1煤質

鍋爐實際運行中，煤質往往變化較大，但任何燃燒設備對煤種的適應總有一定的限度，因而運行煤種的這種變化對鍋爐的燃燒穩定性和經濟性均將產生直接的影響。

煤的成分中，對燃燒影響最大的是揮發分。揮發分高的煤，著火溫度低，著火距離近；燃燒速度和燃盡程度高。但燒揮發分高的煤，往往是爐膛結渣和燃燒器結渣的一個重要原因。與此相反，當燃用煤種的揮發分低時，燃燒的穩定性和經濟性均下降，而鍋爐的最低穩燃負荷升高。圖5-1為國內一些300MW以上大機組實測鍋爐燃燒損失與煤中揮發分含量的關係。圖中數據得分散程度反映了其他因素（如爐膛結構、燃燒器型式、運行氧量、煤質、煤粉細度等）的差異。

循環流化床鍋爐正常運行調整

鍋爐運行調整任務

循環流化床鍋爐與常規煤粉鍋爐不但在結構上有所不同，而且在其燃燒方式和調節手段也有自身的特點。循環流化床鍋爐正常運行調整的主要參數除了汽溫、汽壓、汽包水位、爐膛壓力之外，還應監視並及時調整床溫、床壓、旋風分離器灰溫、回料器料層高度、煙氣溫度、排渣溫度、煙氣含硫量、除塵器差壓、氣力輸灰狀態等。

循環床鍋爐正常運行時，司爐人員主要的操作是監視和調整各種運行參數，保證機組高效運轉，預防意外停爐事件的發生。

調節的主要手段是改變投煤量和相應的風量。在所有情況下，應確保送風量與投煤量的正常匹配，以保證爐內氧濃度處於適當水平，要求爐膛出口氧量為3.0％左右。

第一節床溫的控制

床溫是循環流化床鍋爐需要重點監視的主要參數之一，床溫的高低直接決定了整個鍋爐的熱負荷和燃燒效果，這是由床溫是循環流化床鍋爐的特點所決定的。根據燃用煤種的不同，床溫的控制範圍一般在850－900℃左右，對於揮發份高的煤種，可以適當地降低，而對於揮發份低的煤種則可能要在900℃以上，但不宜過高或過低，過低可能會造成燃燒不完全損失增大，降低了傳熱係數，嚴重時會使大量未燃燒的煤顆粒聚集在尾部煙道發生二次燃燒，或者密相區燃燒份額不夠；床溫過高則可能造成床內結焦，燒壞風帽，脫硫效果下降，燒壞溫度測點而被迫增大風量增加電耗或者停爐。一般應保證密相區溫度不高於灰的初始變形溫度100－150℃或更多。

1、調節床溫的主要手段是調整給煤量和一、二次風量配比。如果保持過剩空氣量在合適範圍內，增加或減少給煤量就會使床溫升高或降低。

2、當一次風量增大時，會把床層內的熱量吹散至爐膛上部，而床層的溫度反而會下降，反之床溫會上升。在小範圍內調節一次風量卻仍是調整床溫的有效手段。

3、二次風可以調節氧量，但不如在煤粉爐當中那麼明顯，增加二次風后就加強了對爐膛上部的擾動作用，對床溫的影響要根據實際燃燒工況和爐膛上部溫度的變化來確定，有時會升高，有時會下降。

正常運行中，一次風量維持爐膛流化狀態及一定的床溫，同時提供燃料燃燒必要的部分氧量；二次風補充爐膛上部燃燒所需要的空氣量，使煤與空氣充分混合，減少過剩空氣係數，保證充分燃燒。

在達到滿負荷時，一次風佔總風量的50％～ 60％。二次風佔總風量的20％～40％，返料風佔總風量的1％左右。

風量的調節本著一次風調節床溫、二次風調節過量空氣係數的原則，併兼顧污染物排放的要求。調節一、二次風量前要及時調整引風量，保持風壓平衡。

4、煤顆粒度大小的影響，顆粒過小時，煤一進入爐膛就會被一次風吹至稀相區，在稀相區或水平煙道受熱面上燃燒，而不會使床溫有明顯地上升。當煤粒徑過大時，運行人員往往會採用較大的運行風量來保持料層的流化狀態，否則會出現床料分層，床層局部或整體超溫結焦，這樣就會推遲燃燒時間，床溫下降，爐膛上部溫度升高。給料粒度過大，則飛出床層的顆粒量減少，這使鍋爐往往不能維持正常的返料量，造成鍋爐出力不夠；

5、返料量的影響，在高溫分離器的循環流鍋爐中，由於回料器的灰溫與床溫相差不大，所以效果不明顯。但是如果返料量突然變化會引起床溫大幅度變化，突然大量返料會造成大量正在燃燒的煤顆粒被返料掩埋，這時床溫會大幅下降。

6、加入石灰石時也會造成床溫降低，其原因是石灰石在煅燒時先會吸收一部分熱量。

7、床層厚度的變化也會給床溫的調節造成很大影響：當床層厚度很低時，蓄熱能力不足，床溫會各處不均，且變化幅度大，為滿足燃料燃燒需要的風量，不能過多降低風量，所以相應的風量會使床溫降低，與此同時爐膛出口溫度也升高，這是因為密相區的燃燒份額的下降和懸浮空間燃燒放熱的增加。床層低還會使整個床層溫度十分不均勻，加入煤量多的地方床溫會很高，而加入煤量少的地方床溫很低，這樣極易局部結焦。且平均床溫水平較低，負荷加不上去。料層過厚，致使一次風量減少，床溫升高

8、當煤的水分增大時會使床層整體溫度水平降低。

9、煤種的變化煤種的變化主要指發熱量和灰分、揮發分的變化，首先，當燃料發熱量改變時，床內熱平衡的改變及密相區燃燒份額的改變將影響床溫，燃料發熱量越高，理論燃燒溫度也越高，則對給定的床層受熱面積和密相區燃燒份額，床溫就越高。同理，煤的發熱量越低，則運行床溫越低。

10、一般來說，床溫是通過布置在密相區和爐膛各處的熱電偶來精確監測的，床溫測點位置對床溫值影響很大。因為床內料層表面溫度最高，而最下面的溫度最低，所以床溫測點必須布置在合適位置。密相區上、中、下三個高度上布置測溫熱電偶。點火時由於利用床下點火器產生的熱煙氣的作用，上部溫度不能代表床料溫度，要以中下部的溫度為準。

沒有外熱源時，密相區上下溫度差小於或等於30－50℃。當溫度計異常時，可利用觀火孔和臨時觀察孔以床料顏色判定其溫度：一般來說，當床料顏色發暗紅時，床溫大約為500℃左右；當床料顏色為紅或亮紅時，床溫大約為800－900℃左右；當床料顏色發亮、發白時，床溫可能超過1000℃。

床溫的調整：

當床溫出現波動時，應首先確認給煤量是否均勻，確定氧量的變化，然後才是給煤量多少風量大小的問題，給煤量過多或過少、風量過大划過小都會使燃燒惡化，床溫下降。在正常運行調整床溫時一定要保持給煤量和風量均勻，遵循「先加風后加煤」和「先減煤後減風」的原則，調節幅度盡量小，要注意根據氧量的變化趨勢來提前判斷床溫的變化趨勢，掌握好提前時間量來調節床溫。

第二節床壓的控制

循環流化床鍋爐床壓的概念有兩個，一個是床層壓降，是指布風板處的靜壓力與密相區與稀相區交界處壓力差。在流化風量一定的前提下它直接反映了床層高度。第二個概念是爐膛總壓降，也就是布風板壓力，它反映的是整個爐膛的壓降。我們現在由於布風板壓力車輛裝置的不可參考性，利用的是風室壓力來判斷床壓的高低，風室壓力與床壓的關係式布風板阻力加整個爐膛的壓降，但風室壓力是根據風量的變化而不斷變化的，風量大風室壓力就高，所以我們在判斷床壓的時候要參考風量大小的因素。

維持相對穩定的床壓和爐膛壓力降是鍋爐運行中十分必要的方面，對保證正常運行至關重要。若床壓過低，則爐內燃燒就變成懸浮式燃燒，會使床溫不穩定變化幅度大，並且循環灰量減少導致負荷帶不上，鍋爐效率降低。並且整個床層的溫度懸殊很大，極易局部結焦。若床壓過高，就需要更多的一次流化風，否則也會導致床料流化不起來，同樣會引起局部結焦。

另一方面，水冷風室壓力會隨床壓的升高而升高，一次風系統所承受的壓力升高，容易損壞風機及風系統的管道。並且增加電耗。

正常運行中控制床壓的主要手段是調整排渣量。注意監視冷卻水的壓力、流量、溫度漏灰情況、進渣管燒紅程度，並根據各個冷渣器排渣情況決定各個冷渣器的出力。

在定期放渣時，通常的做法是設定床層壓降或控制點壓力的上限作為開始放底渣的基準，而設定的壓降或壓力下限則作為停止放渣的基準。這一原則對連續排渣也是適用的。

如果流化狀態惡化，大渣沉積在密相區底部形成低溫層，監測密相區各點溫度可以作為放渣的輔助判別手段，風機風門開度一定時，隨著床高或床層阻力增加，進入床層的風量將減小，故放渣一段時間後風量會自動有所增加。

在下列情況下，應加強排渣：

1）在點火或運行過程中發現已經有輕微結焦現象；

2）在風室靜壓波動較大時；

3）流化床在正常運行中上下溫差基本保持一個穩定的數值，在上下床壓偏差過大時，或發現流化質量惡化時，應加強排渣；

4）發現入爐煤粒度大時。

5）鍋爐帶高負荷運行時。

6）煤質較差時。

7）接到準備停爐命令時。

第三節主汽溫度調整

汽溫是鍋爐主要的技術參數，循環流化床由於燃燒方式具有特殊性，影響過熱熱器汽溫的因素較一般燃燒方式的鍋爐複雜。這些特殊因素多影響過熱器的氣溫,而且影響較大，

汽溫高低的危害：鍋爐運行中，如果汽溫過高，將引起過熱器、再熱器、蒸汽管道以及汽輪機汽缸、閥門、轉子部分產生額外的熱應力，金屬發生高溫擩變，引起金屬強度降低，導致設備使用壽命縮短，嚴重時甚至造成設備損壞事故。從以往鍋爐受熱面爆管事故統計情況來看，絕大多數的爐管爆破是由於金屬管壁嚴重超溫或長期過熱造成的，因而汽溫過高對設備的安全是一個很大的威脅。

汽溫過低，會使汽輪機的末級蒸汽濕度增大，對葉片的侵蝕作用加劇，嚴重時發生水衝擊，引起劇烈振動，威脅汽輪機的安全，汽溫低，增加了汽輪機的汽耗，經濟性降低。

運行過程中影響汽溫變化的因素有哪些？運行過程中，引起蒸汽溫度變化的因素是多方面的、複雜的，而主要的有以下各點：

（1）燃料量變化將會使鍋爐輻射傳熱量與對流傳熱量的比例發生變化，使過熱器吸熱量發生變化，從而引起蒸汽溫度變化。

（2）燃料性質的變化：主要指燃料的揮發份、含碳量、發熱量、煤粒度、水分的變化，引起燃燒工況變化、煙氣量變化，煙氣流速變化，當燃料的水份增加時，水份在爐內蒸發需吸收部分熱量，使爐膛溫度降低，煙溫降低。

（3）鍋爐負荷變化，爐膛熱負荷增加時，爐膛出口煙溫升高，使對流受熱面吸熱量增大。

（4）爐膛過量空氣係數的影響,當過量空氣係數增大時，使理論燃燒溫度降低，煙氣量增大，結果使爐內輻射傳熱量減小，對流傳熱量增大，由此引起的對蒸汽溫度的變化。

（5）爐內工況的影響爐內工況變化指床溫變化、循環物料量變化，床壓、風量變化等

（6）爐膛吹灰後，爐內傳熱加強，蒸汽溫度下降。燃料性質變化燃料的水分、灰分、揮發分、發熱量等發生變化，對蒸汽溫度都會有影響，尤以水分變化時明顯。如水分增大時，使理論燃燒溫度下降，煙氣容積增大，結果，使輻射傳熱量減小，對流傳熱量增大，從而使蒸汽溫度變化。

（7）給水溫度變化當給水溫度下降時，水變成蒸汽的吸熱量（蒸發熱）增多，在負荷不變的情況下，燃料量必然增加，蒸汽溫度將上升；

（8）即減溫水溫度變化，也將影響蒸汽溫度變化。

（9）減溫水流量變化蒸汽壓力變化蒸汽壓力突然降低時，相應飽和溫度下降，即過熱器進口蒸汽溫度下降；與此同時，鍋爐蓄熱量將產生附加蒸汽量，使蒸汽流量瞬時增大。兩方面因素作用的結果使蒸汽溫度降低。

（10）受熱面清潔程度的變化：水冷壁和屏過積灰結焦或管內結垢時，受熱面的吸熱將減少，使爐膛出口溫度升高，當過熱器本身結焦或積灰時，由於傳熱不好，將使汽溫降低。

1.燃燒調節的目的

使燃料燃燒工況適應負荷的要求，以維持汽壓穩定。

（1）保持適量的過量空氣係數，使燃料能夠充分燃燒，減小未完全燃燒損失並降低排煙熱損失。

（2）調節送風量和引風量，保持爐膛一定的負壓，以保證設備安全運行。

2.燃燒調節的一般要領

（1）合理控制燃料量與燃燒所需空氣量的比例，並使燃料與空氣充分混合接觸。

（2）保持火焰在爐內分布均勻，防止火焰偏斜對爐體及爐牆造成強烈沖刷。

（3）不能驟然增減燃料量，應注意風量與燃料量增減的先後次序，風量與燃料量的協調及引風與送風的協調。

3.燃燒調節的方法

對負壓燃燒的鍋爐，保證爐膛一定的負壓，是燃燒調節的另一項內容。爐膛負壓般應維持在20Pa～30Pa，負壓過小，火焰可能噴出，損壞設備或燒傷人員；負壓過大，會吸入過多的冷空氣，降低爐膛溫度，增加熱損失。爐膛負壓的大小，主要取決於風量，合地調節風量的大小，使其與爐膛燃燒工況相適應。但在增減風量時，一定要嚴格按照風、送風增減的先後次序進行操作。

煤粉燃燒對爐膛的要求

爐膛作為燃燒室，是保證爐膛正常運行的先決條件之一。燃燒煤粉時，對爐膛的要求是：

1）創造良好的著火、穩燃條件，並使燃料在爐內完全燃盡；

2）爐膛受熱面不結渣；

3）布置足夠的蒸發受熱面，並不發生傳熱惡化；

4）儘可能減少污染物的生成量；

5）對煤質和負荷複合有較寬的適應性能，以及連續運行的可靠性。

煤粉在爐膛內的燃燒過程

燃料從入爐內開始到燃燒完畢，大體上可分為如下三個階段:

1）著火前準備階段

從燃料入爐至達到著火溫度這一階段稱準備階段。在這一階段內，要完成水份蒸發，揮發份析出、燃料與空氣混合物達到著火溫度。顯然，這一階段是吸熱過程，熱量來源是火焰輻射及高溫煙氣迴流。影響準備階段時間長短的因素除燃燒器本身外，主要是爐內熱煙氣為煤粉氣流提供熱量的強弱，煤粉氣流的數量、溫度、濃度、揮發份含量及煤粉細度等。

2）燃燒階段

當達到著火溫度後，揮發份首先著火燃燒，放出熱量，使溫度升高，焦炭被加熱到較高溫度而開始燃燒。燃燒階段是強烈的放熱過程，溫度升高較快，化學反應強烈，這時碳粒表面往往會出現缺氧狀態。強化燃燒階段的關鍵是加強混合，使氣流強烈擾動，以便向碳粒表面提供氧氣，而將碳粒表面的二氧化碳擴散出去。

3）燃盡階段

主要是將燃燒階段未燃盡的碳燒完。燃盡階段剩餘的碳雖然不多，但要完全燃盡卻很困難，主要是存在著諸多不利於完全燃燒的因素，如少量的固定碳被灰包圍著；氧氣濃度已較低；氣流的擾動漸趨衰減；爐內溫度在逐步降低。如果燃料的揮發份低、灰份高、煤粉粗、爐膛容積小，完全燃盡將更困難。據試驗，對細度R90=5%的煤粉，其中97%的可燃物可在25%的時間內燃盡，而其餘3%的可燃物卻要75%的時間才能燃盡。這也是實際鍋爐中不可能使可燃物徹底燃盡的基本原因。

影響燃燒的因素

燃燒速度反映單位時間燒去可燃物的數量。

由於燃燒是複雜的物理化學過程，燃燒速度的快慢，取決於可燃物與氧的化學反應速度以及氧和可燃物的接觸混合速度。

前者稱化學反應速度，也稱化學條件；後者稱物理混合速度，也稱物理條件。

化學反應速度與反應空間的壓力、溫度、反應物質濃度有關，且成正比。

對於鍋爐的實際燃燒，影響化學反應速度的主要因素是爐內溫度，爐溫高，化學反應速度快。

燃燒速度除與化學反應速度有關外，還取決氣流向碳粒表面輸送氧氣的快慢，即物理混合速度。

而物理混合速度取決於空氣與燃料的相對速度、氣流擾動情況、擴散速度等。

化學反應速度、物理混合速度是相互關聯的，對燃燒速度均起制約作用。

例如，高溫條件下應有較高的化學反應速度，但若物理混合速度低，氧氣濃度下降，可燃物得不到充足的氧氣供應，結果燃燒速度也必然下降。

因此，只有在化學條件和物理條件都比較適應的情況下，才能獲得較快的燃燒速度。

燃燒能迅速而又完全燃燒的基本條件主要有：

1）相當高的爐膛溫度：

溫度是燃燒化學反應的基本條件，對燃料的著火、穩定燃燒、燃盡均有重大影響，維持爐內適當高的溫度是至重要的。當然，爐內溫度太高時，需要考慮鍋爐的結渣問題。

2）適量的空氣供應：

適量的空氣供應，是為燃料提供足夠的氧氣，它是燃燒反應的原始條件。空氣供應不足，可燃物得不到足夠的氧氣，也就不能達到完全燃燒。但空氣量過大，又會導致爐溫下降及排煙損失增大。

3）良好的混合條件：

混合是燃燒反應的重要物理條件。混合使爐內熱煙氣迴流對煤粉氣流進行加熱，以使其迅速著火。混合使爐內氣流強烈擾動，對燃燒階段向碳粒表面提供氧氣，向外擴散二氧化碳，以及燃燒後期促使燃料的燃盡，都是必不可少的條件。

4）足夠的燃燒時間：

燃料在爐內停留足夠的時間，才能達到可燃物的高度燃盡，這就要求有足夠大的爐膛容積。爐膛容積與鍋爐容量成正比。當然爐膛容積也與燃料燃燒特性有關，易於燃燒的燃料，爐膛容積可相對小些。比如相同容量的鍋爐，燃油爐的爐膛容積要比煤粉爐的小，而燒無煙消雲散煤的爐膛容積要比燒煙煤的爐膛容積稍大些。

改善燃燒的措施

1）適當提高一次風溫度：

提高一次溫可減小著火熱需要量，使煤粉氣澈入爐後迅速達到著火溫度。當然，一次風溫的高低是根據不同煤種來定的，對揮發份高的煤，一次風溫就可以低些。

2）適當控制一次風量：

一次風量小，可減小著火熱需要量，利於煤粉氣流的迅速著火。但最小的一次風量也應滿足揮發份燃燒對氧氣的需要量，揮發份高的煤一次風量要大些。

3）合適的煤粉細度：

煤粉越細，相對錶面積越大，本身熱阻小，揮發份析出快，著火容易於達到完全燃燒。但煤粉過細，要增大廠用電量，所以應根據不同煤種，確定合理的經濟細度。

4）合理的一、二次風速：

一、二次風速對煤粉氣流的著火與燃燒有著較大影響。因為一、二次風速影響熱煙氣的迴流，從而影響到煤粉氣流的加熱情況；一、二次風速影響一、二次風混合的遲早，從而影響到燃燒階段的進展；一、二次風速還影響燃燒後期氣流擾動的強弱，從而影響燃料燃燒的完全程度。因此，必須根據煤種與燃燒器型式，選擇適當的一、二次風速度。

5）維持燃燒區域適當高溫：

適當高的爐溫，是煤粉氣流著火與穩定燃燒的基本條件。爐溫高，煤粉氣流被迅速加熱而著火，燃燒反應也迅速，並為保證完全燃燒提供條件。故在燃燒無煙煤或其它劣質煤時，常在燃燒區設衛燃燒帶或採取其它措施，以提高爐溫。當然，在提高爐溫時，要考慮防止出現結渣的可能性。

6）適當的爐膛容積與合理的爐膛形狀：

爐膛容積大小，決定燃料在爐內停留時間的長短，從而影響其完全燃燒程度，故著火、燃燒性能差的燃料，爐膛容積要大些，這種燃料還要求維持燃燒區域高溫，故常需要選用爐膛燃燒區域斷面尺寸較小的瘦高型爐膛。

7）鍋爐負荷維持在適當範圍內：

鍋爐負荷低時，爐內溫度下降，對著火、燃燒均不利，使燃燒穩定性變差。鍋爐負荷過高時，燃料在爐內停留時間短，出現不完全燃燒。同時由於爐溫的升高，還有可能出現結渣及其它問題。因此，鍋爐負荷應儘可能地在許可的範圍內調度。

鍋爐運行中穩定燃燒的措施

1．實現穩定著火的兩個條件：

1）放熱量和散熱量達到平衡，放熱量等於散熱量。

2）放熱速度大於散熱速度如果不具備這兩個條件，即使在高溫狀態下也不能穩定著火，燃燒過程將因火焰熄滅而中斷，並不斷向緩慢氧化的過程發展。

2．實現穩定著火的措施

放熱速度與散熱速度是相互作用的。在實際爐膛內，當燃燒處於高負荷狀態時，由於燃煤量增加，燃燒放熱量比較大，而散熱量變化不大，因此使爐內維持高溫狀態。在高負荷運行時，容易穩定著火。

當燃燒處於低負荷運行時，由於燃煤量減少，燃燒放熱量隨之減小，這時相對於單位放熱量的散熱條件卻大為增加，散熱速度加快，因此爐內火焰溫度與水冷壁表面溫度下降，使燃燒反應速度降低，因而放熱速度也就變慢，進一步使爐內處於低溫狀態。

在低負荷運行狀態下，穩定著火比較困難，因此需要投入助燃油等燃料來穩定著火燃燒。對於低反應能力的無煙煤和劣質煙煤，不但著火困難，而且難於穩燃，因而容易熄火「打炮」。

從以上分析，可得到提示：

1）著火和燃燒溫度與水冷壁面積、進入爐內的新氣流初溫度相關。

2）在爐內可自動到達穩定著火狀態，如果點火區的溫度與燃料的活性不相適應，就需投入助燃油或採用強化著火的措施。

影響鍋爐熱效率的因素分析

1．氧量

入爐總風量的大小與鍋爐熱效率的高低密切相關,總風量過大會使排煙熱損失增加;總風量過小,則會使煤粉燃燒不充分,煙氣中CO含量、飛灰可燃物含量和爐渣可燃物含量增加,致使化學和機械未完全燃燒損失增加;總風量的大小也對主汽溫和再熱汽溫產生影響,因此選取合理的入爐總風量,可使總的熱損失最小,鍋爐熱效率達到最高,同時在低負荷時又能保持較高的汽溫。

2．爐膛—風箱壓差

在鍋爐負荷與爐膛出口氧量不變的條件下,爐膛—風箱壓差的高低關係到輔助風、燃料風和燃燼風彼此間風量的比例,比例大小對煤粉燃燒的穩定性、燃燼性及NOx的排放量有極大的影響,因此選擇合理的爐膛—風箱壓差,會提高鍋爐的安全性和經濟性。

3．燃盡風風量

燃燒器最上1層為燃燼風噴口,燃燼風的作是實現分級燃燒,減少熱力型NOx生成,補充燃燒後期所需氧。燃盡風風量的大小影響NOx的排放量和碳粒子的燃燼程度。此項試驗只考慮燃盡風風量對鍋爐燃燒的影響。

4．燃燒器擺角

燃燒器噴嘴設計為上下可擺動,主要是通過改變爐膛火焰中心高度調節再熱汽溫和過熱汽溫,但火焰中心高度的改變對煤粉燃燼產生一定影響。燃燒器向上擺動,飛灰可燃物增加,鍋爐效率降低,減溫水量增加。

5．一次風風速

機組帶600MW負荷,鍋爐其它運行參數不變,通過改變磨煤機入口風量來改變一次風噴嘴風速。由於受制粉系統的限制,一次風風速很難大範圍變化,因此鍋爐熱效率幾乎沒有變化,這說明一次風風速在小範圍內變化對鍋爐熱效率沒有多大影響。

6．煤粉細度

煤粉細度變小,飛灰可燃物含量和爐渣可燃物含量降低,鍋爐熱效率提高。

7．投磨方式

磨煤機分別組合運行,鍋爐熱效率相差較小,但對汽溫影響較大。

爐膛結渣的運行因素

受熱面結渣過程與多種複雜因素有關。

任何原因的結渣都有兩個基本條件構成，一是火焰貼近爐牆時，煙氣中的灰仍呈熔化狀態，二是火焰直接沖刷受熱面。

但是，與這兩個因素相關的具體原因很複雜。這些因素是：

1．煤灰特性和化學組成煤灰特性主要表現在兩個方面：一是煤灰的熔點溫度，二是灰渣的粘性。一般灰熔點低的煤容易結渣，與此同時，低灰熔點的灰份通常粘附性也強，因而增加了結渣的可能性。

在運行條件變化時，煤灰的結渣特性也可能灰變化。例如，爐膛溫度升高，或受熱表面積灰導致壁面溫度升高，火爐內局部地區產生還原性氣氛，使灰的熔點溫度降低時，結渣傾向就可能增加。

2．爐膛溫度水平爐內燃燒器區域的溫度越高，煤灰越容易達到軟化或熔融狀態，結渣的可能性就越大。而影響燃燒器區域溫度水平的因素也很多。例如，前述的斷面熱強度與燃燒器區域的壁面熱強度、燃料的發熱量、水份含量以及鍋爐負荷的變化等。

如果鍋爐改燒發熱量大的同類煤時，由於燃放熱增多，燃燒器區域溫度水平就高，結渣的可能性就大。而鍋爐負荷越高，送入爐內的熱量也越多，結渣的可能性也越大。

3．火焰貼牆對於四角布置直流式燃燒器的爐膛，煤粉氣流由於受到氣流剛度，補氣條件和鄰角氣流的撞擊等影向而引起火焰貼牆時，這必然結渣。對於布置旋流式燃燒器的爐膛，當旋流強度太大時，會引起火焰貼壁。

或某隻燃燒器的旋流強度過小，氣流射程太長時，可能使氣流直衝對面爐牆或頂撞對面的火焰而導致結渣。

4．過量空氣係數當爐內局部區域過量空氣過小且煤粉與空氣混合不均勻時，可能產生還原性氣氛，而煤粉在還原性氣氛不能充分氧化，灰份中的Fe2O3被還原成FeO，FeO與SiO2等形成共晶體，其熔點溫度就會降低，有時會使熔點下降150～200oC，因而，結渣傾向隨之增加。

或者，採用高煤粉濃度燃燒方式時，由於燃燒放熱過於集中，使局部區域溫度升高且處於還原性氣氛，結渣也會傾向嚴重。當然這也與灰的熔融特性有關。

5．煤粉細度粗煤粉的燃燒時間比較長，當煤粉中粗煤粉的比例增加時，容易引起火焰延長，導致爐膛出口處的受熱面結渣。

6．吹灰吹灰器長期不投，受熱面積灰增多時，可能導致結渣。

7．燃用混煤鍋爐燃用混煤時，灰渣的特性有可能改變。一般結渣性強的煤與結渣性弱的煤混合時，結渣會減輕。

鍋爐結渣是多種因素綜合影響的結果，不過總是有幾個關鍵因素起先導作用。比較重要的因素是煤灰的熔融特性、水冷壁的冷卻能力、以及火焰貼牆等。

爐膛負壓

煤粉爐通常採用負壓燃燒，負壓燃燒是指爐內壓力比外界大氣壓力低2～6mm水柱。

維持正常的爐膛負壓，不僅對鍋爐經濟運行作用很大，而且對運行調節十分有益。正常的爐膛負壓值是依靠調節送風機和引風機的擋板開度實現的，但主要是靠調節引風機的擋板開度來控制的。如果引風機出力不足，或擋板調節失靈時，爐內可能出現正壓狀態。此時，煙氣或火焰向外泄漏，不僅污染工作環境，而且對設備及人身構成危險。

當然負壓太大也是不允許的。爐膛負壓太大，說明引風機抽吸力過大。此時，爐內氣流明顯向上翹，火焰中心上移，爐膛出口煙溫升高，引起汽溫升高或過熱器結渣。氣流上翹，火焰行程縮短，導致不完全燃燒。

爐膛負壓急劇升高時，還可能發生爐膛內爆事故。

內爆會造成水冷壁損壞或人身事故。

內爆產生的原因一：引風機運行不正常，靜壓頭過高或擋板運行不良；二：因滅火而切斷燃料供應時，爐膛負壓急劇升高。

因此，在切斷燃料的同時，應適當關小引風機擋板，以免負壓劇增。

此外，大型機組應設置爐內壓力報警和安全保護裝置。爐膛負壓波動時，也可能是爐內壓力波動變化造成的。此時表明燃燒處於不穩定狀態。燃燒脈動時，負壓也隨著脈動。所以，爐膛負壓是燃燒調整和鍋爐保護的重要參數。

爐膛負壓由極低突變正壓，此過程發生的時間極短，只有1～2秒，正壓值極高。這種情況下，極可能發生爐膛爆炸或「打炮」。

對於自動化程度比較高的鍋爐，爐膛負壓超限時，控制系統會自動發出報警或保護動作。但當控制系統處於手動狀態時，則必須做出準確、迅速的判斷和處理。

大型鍋爐運行中，爐膛爆炸現象極少發生，但是一旦發生，破壞性很大。因為爐膛爆炸的發生時間很短，只有1～2秒。所以，如何把燃料安全適當地送入爐內並對可能發生的爆炸做出判斷是十分重要的。

爐膛爆炸的原因是數量過多的燃料和空氣在爐膛內未能及時著火燃燒，而以極高的速度進行化學反應，當具有足夠的著火熱源時，在瞬間形成可燃性氣體，氣體容積急劇增加，爐內壓力和溫度急劇升高。

需要注意的是，在鍋爐點火階段或燃燒不穩定時，如果爐內積聚了大量的未燃燃料，此時點火這很有可能造成爆炸。因此，運行人員必須嚴格，準確地按照運行規程的操作順序控制燃料和空氣的投入並熟練掌握點火程序以及具有快速、準確的判斷能力。

事實上，在破壞性爐膛爆炸發生之前，總要發生一些先導性事件。

例如，燃料的著火性能變差或點火裝置的能量不足以及未及時投入點火裝置。由於這些條件的變化，使送入爐內的燃料與空氣未能及時轉變為不易反應的氧化物或惰性產物，因而積累了大量活性可燃易爆產物。這種積累過程需要持續相當長的時間。即爆炸發生前總要有一段較長的孕育時間。

爐膛負低負荷穩燃技術

1．提高一次風氣流中的煤粉濃度提高一次風氣流中的煤粉濃度，減少一次風量，可減少著火熱；同時又提高了煤粉氣流中揮發份的濃度，使火焰傳播速度提高；再加上燃燒放熱相對集中，使著火區保持高溫狀態。

這三個條件集中在一起，強化了著火條件，使著火穩定性提高。

當然，煤粉濃度並不是越高越好。煤粉濃度過高時，由於著火區嚴重缺氧，而影響揮發份的充分燃燒，造成大量煤煙的產生，此時還因揮發份中的熱量沒有充分釋放出來，影響顆粒溫度的升高，延緩著火。或者因揮發份燃燒缺氧，使火焰不能正常傳播，而引起著火不穩定。

可見，存在一個有利於穩定著火的最佳煤粉濃度。有利於著火的最佳煤粉濃度與煤種有關，揮發份大的煙煤，其最佳煤粉濃度低於揮發份小的貧煤。

2．提高煤粉氣流初溫提高煤粉氣流初溫，可減少煤粉氣流的著火熱，並提高爐內溫度水平，使著火提前。提高煤粉氣流初溫的直接辦法是提高熱風溫度。

3．提高煤粉顆粒細度煤粉的燃燒反應主要是在顆粒表面上進行的，煤粉顆粒越細，單位質量的煤粉表面積越大，火焰傳播速度越快。燃燒速度就越高，火焰傳播速度越快，燃燒放熱速度越快，煤粉顆粒就越容易被加熱，因而也越容易穩定燃燒。

試驗研究發現，煤粉燃盡時間與顆粒直徑的平方成正比，當鍋爐燃用煤質一定時，提高煤粉細度能顯著提高煤粉氣流著火的穩定性。不過煤粉顆粒細度受磨煤出力與磨煤電耗的限制，不可能任意提高。

4．在難燃煤中加入易燃燃料當鍋爐負荷很低或煤質很差時，可投入助燃用霧化燃油或氣體燃料，混入燃燒器出口的煤粉氣流中，來改善煤粉的燃燒特性，維持著火的穩定性，有時為了節省燃油，也可混入揮發份較大的煤粉，以提高著火的穩定性。

鍋爐燃燒方式對比

1 燃燒經濟性

對於切圓燃燒來說, 其優勢在於:

(1)煤粉在爐內行程長, 爐內停留時間長。

(2)受鄰角高溫煙氣的直接沖刷, 強化了燃燒。

在正常情況下, 採用切圓燃燒技術時其燃燒經濟性是有保障的。

對沖燃燒鍋爐採用旋流燃燒器, 就燃燒經濟性來說, 它的優勢在於:

(1)旋流燃燒器的一、二次風混合早且強烈,保障了煤粉及時、充分燃盡。

(2)旋流燃燒器對高溫煙氣的卷吸率高。

(3)對沖燃燒的爐膛的爐膛熱負荷易控制均勻。

應該說, 無論是對沖燃燒還是切圓燃燒, 燃燒經濟性的問題已甚本解決。切向燃燒技術中WR 型燃燒器等濃淡分離技術的普遍使用, 旋流燃燒器中低燃燒速率燃燒器的研發與運用, 燃燒經濟性問題已不再成為業內關注的首要問題。特別是煙煤的燃燒, 其燃燒效率之高,已基本達到了極限。

2 結渣、磨損與高溫腐蝕

煤種的結渣特性和爐膛容積熱負荷、截面熱負荷的選取是爐內結渣與否的重要影響因素, 在以上參數一定的情況下, 採用何種燃燒方式, 燃燒器布置方式、燃燒器結構特徵等則成為解決結渣問題的核心。

對切圓燃燒來說, 合理組織切圓大小, 控制火焰中心偏斜是控制結渣的關鍵。切圓直徑大於一定值時, 結渣趨勢隨切圓直徑的增大而增大, 大量熔融、半熔融煤粉顆粒將直接撞擊水冷壁, 形成結渣, 同時磨損水冷壁, 發生高溫腐蝕。切圓又不能太小, 否則高溫火焰集中於爐膛中部, 不利於著火和穩燃。

同心切圓燃燒技術如圖1所示的普遍使用對解決切圓燃燒中的結渣問題起到了重要作用。二次風以大切圓噴入爐膛, 而一次風粉氣流以小切圓、或對沖、或反向小切圓的形式進入爐膛, 形成爐膛中央的富燃料區和水冷壁周圍的富空氣區, 減小了一次風沖刷水冷壁的可能性, 不僅對於控制結渣, 對減小水冷壁磨損和高溫腐蝕也大有幫助。同時一、二次風的混合更加強烈, 有利於煤粉完全燃燒

相對而言, 對沖燃燒爐中旋流燃燒器射流沖牆的幾率較切圓燃燒小得多, 通過對單個燃燒器的旋流強度、火焰擴散角和一、二次風配比的控制即可實現對爐膛整體粘污水平的控制。

對沖燃燒爐中單個燃燒器功率的選取和燃燒器區域熱負荷的選取是關鍵, 因為燃燒器區域結渣問題依然存在。單個燃燒器功率過大, 會使燃燒器區域局部熱負荷過高而產生結渣, 切換和啟停燃燒器對爐內火焰偏斜的影響較大, 一、二次風的氣流太厚, 不利於風粉混合。但燃燒器只數減少, 相應管道及風箱布置則較簡單。

3 低NOX 燃燒

傳統旋流燃燒器的二次風通常採用強旋流, 二次風過早與一次風混合, 不能在著火區形成局部高濃度區, 這有悖於濃淡燃燒原理和分級燃燒原理,不利於低NOX 燃燒。

後發展起來的目前已被成熟應用的新型旋流燃燒器中大部分採用雙通道旋流結構。較為典型的有Babcock 雙調風燃燒器和IHI -FW雙流旋流燃燒器。

其結構特點是將旋流二次風通道分解成兩個通道, 通過分級送風實現分級燃燒以降低NOX 。新型雙通道旋流燃燒器中的一次風不旋或弱旋, 避免燃燒器出口初期混合強烈而後期混合微弱的缺陷, Babcock 雙調風燃燒器為典型代表。

新型旋流燃燒器出口形成局部煤粉高濃度區,是獲得良好燃燒的基礎, 可以實現低負荷穩燃和低NOX 排放, IHI -FW雙流旋流燃燒器為此種典型詳見圖2 。

相對切圓燃燒, 對沖爐型的燃燒器更易布置,這為其合理布置燃燒器頂部的過燃風(OFA)噴口提供了便利。

切圓燃燒時一、二次風射流基本平行進入爐膛, 其早期混合併不強烈, 煤粉火焰是一種邊燃燒邊同二次風混合的擴散火焰, 因此形成了一種較長的火焰結構。

這種燃科與空氣混合的方式符合分級燃燒理論, 對降低NOX 的生成是有利的。特別是採用CFS 、LNCFS 的燃燒系統布置方式, 更加推遲了一、二次風的初期混合, 加強了空氣分級的效果,並配以各種濃淡燃燒器, 更起到抑制NOX 生成的作用。

4 低負荷穩燃

切圓燃燒鍋爐的特點是各角間互相引燃, 相互作用。20 世紀80 年代末我國引進CE 燃燒技術生產的300 MW、600 MW機組, 煙煤鍋爐不投油最低穩燃負荷為爐最大出力的40 %BMCR, 貧煤爐為60 %。

20 世紀90 年代普遍採用WR 燃燒器後, 進一步提高了著火穩定性, 煙煤鍋爐最低負荷降為30 %BMCR, 貧煤鍋爐降為55 %BMCR。

旋流燃燒器的自穩燃特點, 使對沖燃燒鍋爐的低負荷穩燃能力明顯優於切圓燃燒鍋爐。旋流式燃燒器其低負荷穩燃能力之強, 甚至能降到額定負荷的20 %。

5 汽溫調節方式

目前切圓燃燒普遍採用擺動式燃燒器調節汽溫。一般以燃燒器擺動噴嘴輔以減溫水控制再熱汽溫, 而過熱汽溫則完全由減溫水控制。這種方法的優點在於對流受熱面布置較容易, 製造成本較低, 汽溫調節範圍較大, 控制靈敏。

其缺點在於擺動噴嘴對汽溫的控制不夠精確, 經常需要再熱器減溫水的幫助。對沖爐廣泛採用過熱、再熱煙氣檔板來控制汽溫。

一般以過熱、再熱煙氣檔板輔以減溫水控制再熱汽溫。其缺點是對流受熱面布置較受約束, 檔板的節流增加了煙風系統阻力, 對尾部煙道的磨損也有不利之處。其優點在於檔板對汽溫控制精確,再熱汽減溫水可只作為事故噴水使用, 且檔板的操作靈活簡便、控制可靠。

無再熱器減溫水使再熱器系統阻力減少, 而且大大有利於爐效的提高。相對於燃燒器擺動噴嘴對主汽溫與再熱汽溫的同向控制, 煙道擋板對主汽溫與再熱汽溫的控制是反向的, 即在解決任何一方(主汽溫或再熱汽溫)偏低或偏高的同時, 可利用另一方(再熱汽溫或主汽溫)汽溫的餘量來平衡, 不會出現類似於燃燒器擺噴嘴控制中為解決再熱汽溫的偏低而使過熱汽減溫水量過大的情況。

6 煙氣偏差

四角切圓燃燒鍋爐爐膛出口普遍存在左右兩側煙溫與煙速的偏差, 這是由於切圓燃燒鍋爐爐膛出口煙氣存在著相當的殘餘旋轉強度。這樣, 如何削弱爐膛出口煙氣的殘餘旋轉, 改善進入水平煙道的煙氣流動狀態成為解決問題的關鍵。

目前國內針對減小煙氣偏差而主要是在三次風噴口和頂部二次風噴口採取一些措施, 將三次風和頂部二次風改為反切圓布置, 但收效普遍不明顯。

其主要原因為通常設計中的三次風和頂部二次風噴口均未脫離主燃燒器區域, 且其風量與風速不可能大到足以消除爐內主二次風氣流的旋轉動量矩的程度。況且爐內氣流旋轉上升加強了爐內混合, 增加了煤粉的燃燒行程, 此為切圓燃燒的優點與特點。

硬要在燃燒器區域的頂部削弱或取消氣流的旋轉,是一得不償失之舉。與OAF 噴口的設置類似, 消旋噴口的設置應盡量脫離主燃燒器區域, 在不影響燃盡的前提下,提高其噴口位置, 加大其風量與風速, 吸收對沖爐的優點, 在消旋並控制爐膛出口煙溫的同時降低NOX 的排放。

為消除爐膛出口煙氣偏差, 部分研究者在爐膛折焰角上, 使用不等深度的折焰角來削弱或消除煙氣偏差, 此方法為解決煙氣偏差提供了新的思路。對沖爐中旋流燃燒器沿前後牆均勻布置, 因此沿爐膛寬度方向熱負荷均勻, 爐膛出口及水平煙道的煙溫偏差很小且易控制, 此為對沖燃燒爐的最大優點之一。