双旋风煤粉燃烧器漏粉原因分析和控制措施

王 勇，蒋治其

（中国电建四川电力建设三公司，四川内江 641005）

双旋风煤粉燃烧器漏粉原因分析和控制措施

王 勇，蒋治其

（中国电建四川电力建设三公司，四川内江 641005）

“W”型火焰锅炉燃烧器为旋风煤粉燃烧器，因其设备多、设备尺寸较大，因而设计布置紧凑、设备间法兰连接较多。为保证燃烧器安装质量以及运行安全，本文从安装角度出发对燃烧器漏粉进行了原因分析和控制措施。

“W型火焰”；煤粉燃烧器；漏粉；控制

0 引言

双旋风煤粉浓缩型燃烧器是美国福斯特惠勒公司专门设计用于燃烧低挥发分燃料的无烟煤型燃烧器[1-2]。其设计的着眼点是采用旋风筒进行煤粉浓缩，并提供多种调节手段，以适应无烟煤着火、稳燃的要求。双旋风煤粉燃烧器由煤粉进口管、煤粉均分器、双旋风筒壳体、煤粉喷口、乏气管、乏气调节蝶阀等组成。煤粉燃烧器示意图，如图1所示。

1 双旋风煤粉燃烧器工作原理

一次风、粉混合物经煤粉管道输送至燃烧器入口。进入燃烧器后，煤粉均分器将其等分成两股气流分别切向送入相应的两个旋风筒，风粉混合物在旋风筒内旋转。

在离心力的作用下，大部分煤粉被分离到筒壁附近，旋风筒中心部位的一次风含粉量极少，该部分一次风被作为“乏气”，由乏气管引出从乏气喷口送入炉膛。其余一次风因此得到浓缩，煤粉浓度大大提高，从旋风筒下端的主煤粉喷口向下喷射送入炉膛，组织“W”型火焰燃烧[3]。乏气管道上设有乏气调节蝶阀，可以调节乏气引出量，从而调节主煤粉气流中的煤粉浓度。每个旋风筒内均设有消旋装置，它由一个调节杆和三片直叶片组成。用于调节、抑制主煤粉气流的残余旋转，使煤粉气流保持足够的刚性和最佳扩散角。双旋风煤粉燃烧器筒体及弯头内壁衬有高性能的耐磨材料。

图1 煤粉燃烧器示意图

2 双旋风煤粉燃烧器漏粉原因

在燃烧器安装过程中，因“W”型火焰锅炉炉膛尺寸较大，加之旋流燃烧器本省设备体积加大，同时结合运输以及现场安装情况，燃烧器本体大部分组件需要在现场进行安装[4]。此外，燃烧器在运行期间容易产生漏粉的位置大部分为现场法兰连接安装位置以及厂家法兰安装连接位置。制造厂家在结合面的制作工艺和过程中，仍采用粗加工，使结合面的加工较为粗糙且精度不足这也为燃烧器运行时的泄露埋下伏笔。容易发生泄露的位置如图2所示，具体表现在：1）现场法兰连接安装位置。煤粉均分器、乏汽管、乏汽管蝶阀；2）厂家法兰连接安装位置。燃烧器本体上盖板、燃烧器喷口锥筒分叉处。

发生泄露的原因主要包括：1）法兰连接处密封垫安装不规范，未压实，压紧；2）法兰连接处连接螺栓未按照图纸要求安装平垫（弹垫），致使煤粉泄露；3）锅炉首次点火未对连接点的螺栓进行热紧固；4）燃烧器喷口锥筒锥筒分叉部位，在锅炉从冷态至满负荷过程中，因为的锅炉的热胀冷缩易造成，锥筒内部燃烧器防磨材料产生裂纹磨损筒壁继而造成煤粉泄露。

图2 燃烧器漏粉位置

3 双旋风煤粉燃烧器漏粉防治措施

双旋风煤粉燃烧器漏粉防治措施包括：

1）燃烧器其本体法兰、乏汽管、乏汽管蝶阀等安装件在安装前应仔细检各结合面的清洁。因为煤粉细度较细对法兰结合面不严密的位置具有较强的穿透力。所以在安装前对所有结合面进行平整度的检查，清理设备制造过程中和安装过程中的毛刺、凸起、污物、划痕等应进行打磨处理直至结合面光滑无污物后方可加入石棉垫进行连接。

2）所有安装螺栓必须严格按照设计要求1螺栓1垫片1螺母的要求进行安装。由于煤粉具有较强的穿透力。如安装螺栓未配套安装垫片，又因燃烧器为正压运行，在长时间运行下，煤粉会慢慢侵蚀密封垫继而射穿导致泄露。

3）锅炉首次点火过程中，锅炉本体为首次膨胀，在燃烧器首次受热膨胀过程中，会造成部分连接螺栓松动，继而造成煤粉泄露，所以在锅炉初次点火后温度上升至80℃～100℃须热紧所有连接螺栓。

4）在四川珙县600MW“W”型火焰超临界燃煤机组在试运行过程中出现燃烧器喷口锥筒分叉处煤粉泄露的现象（见图3）。因为燃烧器本体为厂家成套设备，进过分析，确定泄露原因为。燃烧器内部有一层防磨内衬，其内衬为耐火特殊材料制成，且安装方式为粘接，对于耐火材料的热膨胀考虑不够。锅炉在运行过程中随着负荷，温度的升高，燃烧器随着受热面一起进行热膨胀，这样就造成了，燃烧器防磨内衬出现了热运动，喷口分叉处由于直接承受煤粉气流的冲刷，如在热膨胀的运动过程中防磨内衬出现起拱而被冲刷形成裂纹，裂纹会在煤粉气流的冲刷下不断扩大，造成煤粉泄露。由于此位置极为隐蔽，并且泄露位置不规则、不易发现。为了保证机组运行安全，以及堵漏的效果，采用在喷口分叉处加装密封盒，同时在密封盒填充保温浇注料的方式进行封堵。通过钢制密封盒吸收锅炉启停时的膨胀，其次利用保温浇注料的填充，如果受热被冲刷了凸出部分，剩下部分还很厚，保证隔热效果，也不会漏粉，引发火灾，保确了燃烧器的安全运行。

图3 燃烧器喷口锥筒分叉处煤粉泄露示意图

5）针对燃烧器漏粉部位，在法兰连接处除使用密封垫之外，在安装密封垫的同时在垫片两侧涂刷高温密封胶。采用双重保护降低漏粉概率。

6）提高设备制造工艺对宜泄露位置的设备加工采用精加工，降低设备制造误差，从而降低漏粉情况发生。同时设计单位在考虑燃烧器检修方便的同时，尽量减少现场法兰连接。也可降低煤粉泄露概率。

4 结束语

“W”型火焰锅炉的旋风煤粉燃烧器，较其他炉型的燃烧器其设备数量，设备尺寸等存在现场安装工作量大等特点，法兰连接点较多等特定，这就对运行过程保证煤粉的不泄露造成了极大的考验，只有在设备制造和安装过程中精益求精，及时有效的质量跟踪和管控才能保证燃烧器的安全、经济、高效的运行。

[1]徐通模,金定安,温龙.锅炉燃烧设备[M].西安:西安交通大学出版社,1990.

[2]查庚忠,陈文钧,等.东方——福斯特、惠勒300MW、600MW“W”型火焰锅炉介绍[J].东方电气评论,1994(1):1-13,63.

[3]黄志强,王军.双旋风筒煤粉浓缩型燃烧器特性试验研究[J].广东电力,2004(3):47-49.

[4]狄晓东,黄士英.600MW超临界W型火焰锅炉介绍[J].锅炉制造,2012(3):8-9.

Powder Leakage Cause Analysis and Control Measures of Double Cyclone Pulverized Coal Burner

WANG Yong,JIANG Zhi-qi
(Sichuan No.3 Electric Power Construction Company of PowerChina,NeiJiang 641005,China)

"W" type flame boiler burner is pulverized coal burner.Because of the large number and big size of the devices,the design layout is compact and there are many flange connections between devices.In order to ensure installation quality and operation safety of the burner,this article analyzes the causes and introduces the control measures of burner powder leakage from the aspect of installation.

"W" type flame; coal burner; leakage; control measures

TK223.23

A

10.16443/j.cnki.31-1420.2015.05.011

王勇（1986-），男，助理工程师，从事电厂建设施工。

蒋治其，男，高级工程师，从事电厂建设施工和海外工程项目管理研究。