1 東鍋HT-NR3旋流燃燒器原理 

　　HT-NR3旋流燃燒器內(nèi)管（一次風(fēng)管）內(nèi)有一文丘里管，文丘里管后設(shè)有錐形鈍體，煤粉氣流流經(jīng)文丘里管時，煤粉顆粒被加速且風(fēng)粉混合物被集中在一次風(fēng)管中部，在錐形鈍體的作用下，大部分煤粉由于高速慣性被甩向四周形成環(huán)形濃粉區(qū)，環(huán)形濃粉區(qū)在穩(wěn)燃齒的作用下進一步濃縮，風(fēng)粉混合物密度提高、煤粉濃度變大，而一次風(fēng)管中部主要為氣體分子形成淡粉區(qū)。 

　　國電民權(quán)發(fā)電有限公司HT-NR3旋流燃燒器主要由直流一次風(fēng)、直流二次風(fēng)（內(nèi)二次風(fēng)）和旋流風(fēng)三次風(fēng)（又稱外二次風(fēng)）組成。風(fēng)粉混合物（一次風(fēng)）噴進爐膛時，由于中心筒錐體的作用，風(fēng)粉混合物（一次風(fēng)）在向前運動時卷吸其內(nèi)側(cè)的熱量煙氣熱量，溫度升高，為著火做準備，但由于其卷吸能力弱，溫度達不到煤粉揮發(fā)份析出的條件，煤粉也就無法著火，此時煤粉也只能處于預(yù)熱的階段。同時三次風(fēng)噴進爐膛后，由于有直流的二次風(fēng)夾在中間，也不能與風(fēng)粉混合物（一次風(fēng)）立即混合，但在三次風(fēng)向前運動時卻開始卷吸周圍的高溫?zé)煔猓捎谌物L(fēng)的旋轉(zhuǎn)作用，三次風(fēng)切向力加大，卷吸能力變強，三次風(fēng)溫（實際上為三次風(fēng)與煙氣的混合物）升高（可達500℃左右），當(dāng)二次風(fēng)變?nèi)鯐r，三次風(fēng)與一次風(fēng)開始混合，煤粉開始燃燒。 

　　2 #2鍋爐運行的實際情況 

　　東方鍋爐的爐型及燃燒器在很多南部地區(qū)同類型鍋爐運行中其燃燒穩(wěn)定性、火焰充滿度均較好。由于民權(quán)廠實際入爐煤種（相對設(shè)計煤種）揮發(fā)份偏低、灰份較高、不易著火燃燒。在高負荷（滿負荷）時，由于爐膛熱負荷高、燃燒區(qū)溫度水平高，燃燒基本穩(wěn)定；當(dāng)煤種變化或深度調(diào)峰時，因燃料量隨之變化，爐內(nèi)火焰溫度隨負荷波動而波動。當(dāng)負荷變化引起爐膛溫度下降、進入爐內(nèi)煤粉在噴出口要求位置不能吸收足夠熱著火而直射爐膛中心時，這股相對低溫的連續(xù)射流風(fēng)粉混合物會進一步影響爐膛中心溫度，可能造成煤粉射流著火的不穩(wěn)定。存在以下主要問題：（1）低負荷時，爐膛溫度較低，下層燃燒器區(qū)域爐膛溫度1100℃～1200℃，中層燃燒器區(qū)域爐膛溫度1150℃～1250℃，上層燃燒器區(qū)域爐膛溫度1200℃～1300℃；（2）機械未完全燃燒熱損失大。鍋爐爐渣含碳量偏高（約5%），鍋爐飛灰含碳量偏高（約4%）；（3）鍋爐燃燒穩(wěn)定性不太好，個別火檢閃爍；（4）排煙溫度高比設(shè)計值稍高。 

　　3 鍋爐爐膛噴涂應(yīng)達到的技術(shù)效果 

　　3.1 能保證鍋爐運行的安全性和穩(wěn)定性 

　　噴涂后鍋爐燃燒穩(wěn)定性更強、火焰充滿度基本不受影響機制，不改變原來空氣動力場布局。 

　　噴涂后不得出現(xiàn)沖刷鍋爐受熱面的情形，杜絕因施工造成鍋爐爆管。 

　　噴涂后鍋爐每根管子吸熱量應(yīng)均勻，保證每根管子的質(zhì)量流速一致，不得出現(xiàn)熱偏差和個別管子超溫的現(xiàn)象。鍋爐的截面熱負荷一致，鍋爐左右側(cè)一致。 

　　噴涂表面應(yīng)光滑，不粘焦，噴涂后鍋爐不應(yīng)出現(xiàn)嚴重結(jié)焦現(xiàn)象。 

　　3.2 能保證鍋爐蒸發(fā)量、蒸汽參數(shù) 

　　噴涂后應(yīng)能適當(dāng)降低燃燒器區(qū)域熱輻射，適當(dāng)提高燃燒器區(qū)域爐膛溫度，特別是適當(dāng)提高下層、中層燃燒器區(qū)域溫度，更加穩(wěn)定鍋爐燃燒。燃燒器區(qū)域熱輻射降低后，可根據(jù)不同的涂料特性，選擇另一種能在鍋爐爐膛上部噴涂的材料，增加該區(qū)域熱輻射，使鍋爐的總體出力（蒸發(fā)量不得小于1950t/h）不受到太大的影響。 

　　不影響鍋爐蒸發(fā)量，在目前設(shè)計的鍋爐汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)范圍內(nèi)，鍋爐過熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度能夠在可控范圍內(nèi)即鍋爐蒸汽的參數(shù)不受太大影響，不影響鍋爐運行經(jīng)濟性。 

　　3.3 能保證鍋爐運行的經(jīng)濟性 

　　噴涂后能進一步降低鍋爐爐渣含碳量、飛灰含碳量。噴涂后不影響鍋爐排煙溫度，最好鍋爐排煙溫度能適當(dāng)降低。鍋爐出口的溫度、預(yù)熱器進口溫度不得降低太多，否則有可能影響預(yù)熱器出口的熱風(fēng)溫度（一次熱風(fēng)和二次熱風(fēng)），噴涂后有可能造成燃燒的不穩(wěn)定以及制粉的干燥出力的下降。 

　　3.4 噴涂材料應(yīng)能耐高溫和不腐蝕鍋爐受熱面 

　　噴涂面壽命切應(yīng)超過600MW機組的大修周期（5年）。噴涂面承受住大焦的沖擊和磨損，同時噴涂施工方便快捷，涂料自然干燥迅速，施工工期應(yīng)在15日以內(nèi)。 

　　4 鍋爐爐膛噴涂面積數(shù)據(jù)要求 

　　4.1 爐膛噴涂面積確定 

　　根據(jù)低負荷時爐膛溫度較低的現(xiàn)狀，下層燃燒器區(qū)域爐膛溫度1100℃～1200℃，中層燃燒器區(qū)域爐膛溫度1150℃～1250℃，上層燃燒器區(qū)域爐膛溫度1200℃～1300℃。根據(jù)就地測量以及渣的熔融形狀，目前需要提高爐膛溫度約100℃，即從約1500K提高到1600K。 

　　對不易著火燃燒煤種，運用如下經(jīng)驗公式進行設(shè)置衛(wèi)燃帶面積的初步估算： 

　　F1=0.2H（a+b）ψξφ 

　　式中：F為衛(wèi)燃帶面積，m2；H為爐膛輻射受熱面高，m；a為爐深，m；b為爐寬，m；ψ為爐膛污染程度系數(shù)；ξ為燃燒器結(jié)構(gòu)布置修正系數(shù)；φ為綜合因子，由煤粉初始條件（揮發(fā)份、灰份、低位發(fā)熱量、入爐時溫度、細度），二次風(fēng)溫，爐膛系統(tǒng)黑度，衛(wèi)燃帶形狀綜合修正。 

　　對鍋爐H取冷灰斗斜坡中部至屏過中部的距離，可算得為53.65m，a=15.4568m，b=19.4192m，取ψ=0.85，ξ=0.8，由實際入爐煤質(zhì)、風(fēng)溫等初始條件并參照經(jīng)驗數(shù)據(jù)得φ=0.46～0.61，代入上式可初步算出F1=136m2。從而得出，衛(wèi)燃帶面積占水冷壁總面積的2.95%。

　　4.2 鍋爐爐膛噴涂應(yīng)考慮實際問題 

　?。?）鍋爐爐膛噴涂能充分利用檢修升降平臺；（2）噴涂受熱面光滑且為垂直面，以利于噴涂的牢固性，消除積灰。 

　　4.3 爐膛衛(wèi)燃帶位置確定和爐膛衛(wèi)燃帶高度 

　　根據(jù)要求，降低燃燒器區(qū)域熱輻射涂料的噴涂高度可以選擇從鍋爐上方（17.5m）開始至第二層煤粉燃燒器（24.82m）與第三層煤粉燃燒器之間（29.77m）的分界線處（27.29m）止，噴涂高度為9.79m，爐膛寬度為19.42m，爐膛深度為15.45m。也就是說，可以選擇在面積為682m2{[（27.29-17.5）×19.42×2]+（27.29-17.5）×15.45×2]=682m2}受熱面上進行降低輻射的施工，可以供選擇的區(qū)域要大于實際施工區(qū)域。 

　　綜上所述，鍋爐衛(wèi)燃帶高度應(yīng)在1.7～2.2m之間，在鍋爐爐膛內(nèi)部17.5～27.29m高度范圍內(nèi)，越靠上對下層燃燒器的衛(wèi)燃效果越差，對鍋爐出力影響較大，故鍋爐衛(wèi)燃帶應(yīng)在17.5～19.5m處比較合適。 

　　4.4 增強降低燃燒器區(qū)域熱輻射涂料的噴涂高度 

　　增強降低燃燒器區(qū)域熱輻射涂料的噴涂應(yīng)遵循：（1）鍋爐爐膛噴涂能充分利用檢修升降平臺；（2）在低負荷下燃盡區(qū)溫度不得降低；（3）能抗?fàn)t膛吹灰蒸汽的影響。即在吹灰狀況下，該噴涂材料不脫落、變形、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；（4）能平衡衛(wèi)燃帶少吸收的熱量。 

　　根據(jù)（1）、（2）、（3）要求，增強水冷壁區(qū)域熱輻射涂料可以選擇的噴涂高度從燃燼風(fēng)燃燒器上方（40.338m）開始至遮焰角下緣處（56.388m）止，即可以選擇的噴涂高度為16.05m，爐膛寬度為19.42m，爐膛深度為15.45m?？梢赃x擇的噴涂面積為（16.05×19.42×2）+（16.05×15.45×2）=1119.3m2。 

　　根據(jù)（4）的要求，衛(wèi)燃帶使水冷壁的少吸收2.95%，燃燒器區(qū)域溫度升高100K后多吸收的熱量約為（341÷4600）×（1600/1500）4=1%[（4.9×19.42×2）+（4.9×15.45×2）=341]，即總少吸收的熱量為2.85%。 

　　水冷壁區(qū)域少吸收的水冷壁表面的發(fā)射率平均在0.7左右，假設(shè)熱輻射涂料的發(fā)射率在0.9左右。假設(shè)噴涂面積為F2，則[F2×（0.9/0.7）+4600-A]/4600=1.0285F2=460m2。 

　　即增強水冷壁區(qū)域熱輻射涂料可以選擇的噴涂高度從燃燼風(fēng)燃燒器上方49.738m開始至遮焰角下緣處56.388m止。