对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法
阅读：1024发布：2020-05-26
专利汇可以提供对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种对W型火焰 锅炉 分级燃烧提效方法，包括对选取的 煤 种进行煤质元素和工业分析；预定锅炉的燃烧策略，根据预定的燃烧策略进行，锅炉 燃料 燃烧模拟，获取锅炉的工况，对采用不同燃烧策略时，锅炉工况进行比较分析，得到最佳的锅炉分级燃烧的煤种配比、磨煤机喷煤方式。本发明，能够很好的确定锅炉分级燃烧过程中燃烧煤和 无 烟煤 的配比。，下面是对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法专利的具体信息内容。
1.一种对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法，其特征在于，包括：
选取若干煤种，基于热重及红外分析对选取的煤种进行煤质元素和工业分析；
基于所述的煤质元素和工业分析结果，预定锅炉的燃烧策略，所述燃烧策略具体包括：
(1)能在锅炉内形成分级燃烧的煤种配置比例以及相对应的磨煤机磨煤方式；(2)不能在锅
炉内形成分级的煤种配置比例以及相对应的磨煤机磨煤方式；其中，所述锅炉的分级燃烧
具体为：利用易燃煤与氧气反应，成为第一级燃烧，其中易燃煤为烟煤或烟煤与贫煤的混
合；第一阶段形成的高温烟气气氛，在高温烟气的裹挟下，引燃无烟煤，形成第二级燃烧；
根据预定的燃烧策略进行，锅炉燃料燃烧模拟，获取锅炉的工况，所述锅炉工况至少包
括再热温度、减温水量、排烟温度、飞灰含碳量、炉渣含碳量、低位发热量、排烟损失、空预入口氧量、机械未完全燃烧热损失、反平衡炉效、反平衡供电标煤、SCR入口NOx含量；
对采用不同燃烧策略时，锅炉工况进行比较分析，得到最佳的锅炉分级燃烧的煤种配
比、磨煤机喷煤方式；
所述方法还包括：
锅炉分别在下述(1)、(2)、(3)3种负荷以及F风下倾角度情况下，采用燃料分级燃烧方
式进行燃烧，获取在不同的F层二次风下倾角度的运行状况，其中所述的运行状况至少包
括：省煤器出口烟气的NOx、CO、O2；空预器出口烟气的NOx、CO、O2；锅炉热效率；入炉煤工业、元素分析；飞灰、炉渣取样分析；省煤器出口烟气温度；空预器出口烟气温度；原煤取样；环境温度、湿度及大气压；
其中，(1)在325MW负荷下，F风下倾角度0゜、10゜、15゜、20゜、30゜下锅炉运行状况；(2)在
300MW负荷下，F风下倾角度5゜、10゜、20゜、30゜下锅炉运行状况；(3)在260MW负荷下，F风下倾角度5゜、10゜、20゜、30゜下锅炉运行状况；
对获取的锅炉的运行状况进行分析，确定F风下倾角度和D、E风开度为：
F风下倾角度和D、E风开度为：
后墙：由左至右分别对应燃烧器D1、燃烧器A1、燃烧器D2、燃烧器A2、燃烧器D3、燃烧器
A3、燃烧器D4、燃烧器A4、燃烧器D5、燃烧器A5、燃烧器D6、燃烧器A6的F风下倾角度：25、25、
5、5、30、30、30、30、5、5、25、25；E风开度：25、25、5、20、20、20、20、20、5、5、10、10；D风开度：5、
5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5；
前墙：由左至右分别对应燃烧器C1、燃烧器B1、燃烧器C2、燃烧器B2、燃烧器C3、燃烧器
B3、燃烧器C4、燃烧器B4、燃烧器C5、燃烧器B5、燃烧器C6、燃烧器B6的F风下倾角度：25、25、
5、5、30、30、30、30、5、5、25、25；E风开度：25、25、5、20、20、20、20、20、5、5、10、10；D风开度：5、
5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5；
翼墙纵向开4条通风缝隙向内吹二次风，翼墙处水冷壁管外径120.65mm,中心距为
146.4mm，水冷壁管的管子间隙为25.4mm，翼墙上部和下部管子外径69.85mm，水冷壁管和翼墙上部和下部管子通过变径管连接，通风的四道通风带处的水冷壁管的外径小于
120.65mm，通风的四道通风带处的水冷壁管的管子间隙为76.55mm，通风带的高度设置为翼墙管子的总长度，或设置在翼墙上半部分。
2.根据权利要求1所述的对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法，其特征在于，所述的预定
锅炉的燃烧策略，具体包括：
所述的W型火焰锅炉配置四台磨煤机，第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四
磨煤机D；
策略一：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨纯烧无烟煤；
策略二：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨烟煤、无烟煤的混
合煤，磨烟煤：无烟煤按照1：3比例掺配；
策略三：第四磨煤机D磨纯烟煤，单一煤种挥发分限制在20％～30％以内，第一磨煤机
A、第二磨煤机B、第三磨煤机C磨无烟煤，单一煤种挥发分限制在15％以下；
策略四：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨烟煤、无烟煤的混
合煤，磨烟煤：无烟煤按照1：1比例掺配，炉前预混；
策略五：烟煤与无烟煤比例为1:1，第一磨煤机、第三磨煤机上烟煤，单一煤种挥发分限
制在20％～30％以内，第二磨煤机、第四磨煤机磨上无烟煤，即前、后墙各有一台磨煤机上纯烟煤，烟煤与无烟煤比例为1:1；
策略六：第一磨煤机A、第三磨煤机C磨烟煤、无烟煤的混合煤，磨烟煤:无烟煤按照7︰3
比例进行掺配，第二磨煤机B、第四磨煤机D磨烟煤、无烟煤的混合煤，烟煤:无烟煤按照3︰7比例进行掺配；
策略七：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨烟煤、无烟煤混合
煤，烟煤：无烟煤按照3︰1比例掺配；
策略八：第四磨煤机D磨无烟煤，单一煤种挥发分限制在15％以下，第一磨煤机A、第二
磨煤机B、第三磨煤机C磨烟煤，单一煤种挥发分限制在20％～30％以内，烟煤：无烟煤按照
3︰1比例掺配；
策略九：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨烟煤、贫煤的混合
煤，烟煤︰贫煤按照7︰3比例掺配；
策略十：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨烟煤、贫煤的混合
煤，烟煤︰贫煤按照3︰7比例掺配；
策略十一：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨无烟煤、贫煤、
烟煤的混合煤，磨煤无烟煤︰贫煤︰烟煤＝2︰4︰4比例掺配；
其中，策略二至六、策略八、策略十一为能在锅炉内形成分级燃烧的煤种配置比例以及
相对应的磨煤机磨煤方式；
策略一、七、九、十为不能在锅炉内形成分级的煤种配置比例以及相对应的磨煤机磨煤
方式。
3.根据权利要求2所述的对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法，其特征在于，
策略五中，锅炉燃烧时，第一磨煤机A的磨出口温度为118℃，第三磨煤机的磨出口温度
为109℃；
策略八中，锅炉燃烧时，优先启动第一磨煤机、第二磨煤机、第三磨煤机三台磨煤机，启
磨顺序为同侧，提前启动一次风机，要求热值20000kJ/kg以上。
4.根据权利要求1所述的对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法，其特征在于，
空预器出口烟气的NOx、CO、O2测量同样采用网格法，每侧烟道取五个测点，每个烟道混
合成一个烟气样进行分析，每侧空预器出口烟气成分取烟道的算术平均值，锅炉排烟烟气
成分取2个烟道的算术平均值；
省煤器出口烟气温度采用网格法测量，每侧取各测量点的算术平均作为出口平均烟气
温度；
空预器出口烟气温度测量采用网格法，共2个烟道，每侧空预器出口平均烟气温度取测
量点的算术平均值。
5.根据权利要求1所述的对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法，其特征在于，锅炉热效率
计算公式如下：
式中：
ηg——锅炉热效率，％；
Hf——燃料应用基低位发热量，kJ/kg；
B——对应每千克入炉燃料总的输入物理热，kJ/kg；
L——锅炉每千克入炉燃料总的热损失，根据本锅炉情况按下式计算：
L＝LUC+L'G+Lmf+LH+LMA+Lco+Lβ+LUN
LUC—灰渣中未燃尽碳热损失，kJ/kg；
L′G—干烟气热损失，kJ/kg；
Lmf—入炉燃料中水分引起的热损失，kJ/kg；
LH—氢燃烧生成水分引起的热损失，kJ/kg；
LMA—空气中水分引起的热损失，kJ/kg；
LCO—由于生成一氧化碳而造成的热损失，kJ/kg；
Lβ—表面辐射和对流的热损失，kJ/kg；
LUN—不可测量热损失，kJ/kg。
6.根据权利要求1所述的对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法，其特征在于，易燃煤种的
挥发分含量高于无烟煤，且挥发分＞25％，烟煤、无烟煤的配比大于1:1。
7.根据权利要求1所述的对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法，其特征在于，消旋拉杆放
置于最低位置。
8.根据权利要求1所述的对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法，其特征在于，入炉煤干燥
无灰基挥发分含量保持在15％＜Vdaf＜20％，入炉煤低位发热量保持在20MJ/kg＜Qnet,ar
＜22.5MJ/kg，烟煤、贫煤、无烟煤分级燃烧时，需要Vdaf＞10％。
对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法。
背景技术
[0002] 传统的燃料分级燃烧技术又称为在燃烧技术或三级燃烧技术，其特点是将燃烧分成3个区域，即一次燃烧区和第二燃烧区。一次燃区为氧化性或弱还原性气氛；第二燃烧区，将二次燃料送入炉内，使其呈还原性气氛(α＜1)。在高温和还原性气氛下，生成CH原子团，该原子团与一次燃烧区生成的NOx反应，主要生成NO2，这个区域统称为还原区域或再燃烧
区，二次燃料通常称为再燃燃料；在还原区的上方，送入二次风使也称为燃尽风。燃尽过程
中虽然会重新生成少量的NO，但总的来看，使用再燃烧技术后，煤粉炉最终排放量会大大降
低。二次燃料由于是从锅炉上部引入，一般停留时间较短，宜燃用易着火的燃料，一般选用
天然气作为二次燃料。
区，二次燃料通常称为再燃燃料；在还原区的上方，送入二次风使也称为燃尽风。燃尽过程
中虽然会重新生成少量的NO，但总的来看，使用再燃烧技术后，煤粉炉最终排放量会大大降
低。二次燃料由于是从锅炉上部引入，一般停留时间较短，宜燃用易着火的燃料，一般选用
天然气作为二次燃料。
发明内容
[0006] 本发明对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法，包括：
[0007] 选取若干煤种，基于热重及红外分析对选取的煤种进行煤质元素和工业分析；
[0008] 基于所述的煤质元素和工业分析结果，预定锅炉的燃烧策略，所述燃烧策略具体包括：(1)能在锅炉内形成分级燃烧的煤种配置比例以及相对应的磨煤机磨煤方式；(2)不
能在锅炉内形成分级的煤种配置比例以及相对应的磨煤机磨煤方式；其中，所述锅炉的分
级燃烧具体为：利用易燃煤与氧气反应，成为第一级燃烧，其中易燃煤为烟煤或烟煤与贫煤
的混合；第一阶段形成的高温烟气气氛，在高温烟气的裹挟下，引燃无烟煤，形成第二级燃
烧；
能在锅炉内形成分级的煤种配置比例以及相对应的磨煤机磨煤方式；其中，所述锅炉的分
级燃烧具体为：利用易燃煤与氧气反应，成为第一级燃烧，其中易燃煤为烟煤或烟煤与贫煤
的混合；第一阶段形成的高温烟气气氛，在高温烟气的裹挟下，引燃无烟煤，形成第二级燃
烧；
[0009] 根据预定的燃烧策略进行，锅炉燃料燃烧模拟，获取锅炉的工况，所述锅炉工况至少包括热再温度、热再温度、减温水量、排烟温度、飞灰含碳量、炉渣含碳量、低位发热量、排烟损失、空预入口氧量、机械未完全燃烧热损失、反平衡炉效、反平衡供电标煤、SCR入口NOx含量；
[0010] 对采用不同燃烧策略时，锅炉工况进行比较分析，得到最佳的锅炉分级燃烧的煤种配比、磨煤机喷煤方式。
[0011] 进一步地，所述的预定锅炉的燃烧策略，具体包括：
[0012] 所述的W型火焰锅炉配置四台磨煤机，第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D；
[0013] 策略一：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨纯烧无烟煤；
[0014] 策略二：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨磨烟煤、无烟煤的混合煤，磨烟煤：无烟煤按照1：3比例掺配；
[0015] 策略三：第四磨煤机D磨纯烟煤，单一煤种挥发分限制在20％～30％以内，第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C磨无烟煤，单一煤种挥发分限制在15％以下；
[0016] 策略四：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨磨烟煤、无烟煤的混合煤，磨烟煤：无烟煤按照1：1比例掺配，炉前预混；
[0017] 策略五：烟煤与无烟煤比例为1:1，第一磨煤机、第三磨煤机上烟煤，单一煤种挥发分限制在20％～30％以内，第二磨煤机、第四磨煤机磨上无烟煤，即前、后墙各有一台磨煤
机上纯烟煤，烟煤与无烟煤比例为1:1；
机上纯烟煤，烟煤与无烟煤比例为1:1；
[0018] 策略六：第一磨煤机A、第三磨煤机C磨烟煤、无烟煤的混合煤，磨烟煤:无烟煤按照7︰3比例进行掺配，第二磨煤机B、第四磨煤机D磨烟煤、无烟煤的混合煤，烟煤:无烟煤按照
3︰7比例进行掺配；
3︰7比例进行掺配；
[0019] 策略七：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D上烟煤均磨烟煤、无烟煤混合煤，烟煤：无烟煤按照3︰1比例掺配；
[0020] 策略八：第四磨煤机D无烟煤，单一煤种挥发分限制在15％以下，第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C磨烟煤，单一煤种挥发分限制在20％～30％以内，烟煤：无烟煤按
照3︰1比例掺配；
照3︰1比例掺配；
[0021] 策略九：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨磨磨烟煤、贫煤的混合煤，烟煤︰贫煤按照7︰3比例掺配；
[0022] 策略十：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨磨磨烟煤、贫煤的混合煤，烟煤︰贫煤按照3︰7比例掺配；
[0023] 策略十一：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D上烟煤均磨磨煤无烟煤、贫煤、烟煤的混合煤，磨煤无烟煤︰贫煤︰烟煤＝2︰4︰4比例掺配；
[0024] 其中，策略二至六、策略八、策略十一为能在锅炉内形成分级燃烧的煤种配置比例以及相对应的磨煤机磨煤方式；
[0025] 策略一、策略一、七、九、十为不能在锅炉内形成分级的煤种配置比例以及相对应的磨煤机磨煤方式。
[0026] 进一步地，策略五中，锅炉燃烧时，第一磨煤机A、第三磨煤机C的磨出口温度为118℃，第三磨煤机的磨出口温度为109℃；
[0027] 策略八中，锅炉燃烧时，优先启动第一磨煤机、第二磨煤机、第三磨煤机三台磨煤机，启磨顺序为同侧，提前启动一次风机，要求挥发分在30％，热值20000kJ/kg以上。
[0028] 进一步地，还包括确定F风下倾角度F风下倾角度和D、E风开度的步骤，具体包括：
[0029] 锅炉分别在下述(1)、(2)、(3)3种负荷以及F风下倾角度情况下，采用燃料分级燃烧方式进行燃烧，获取在不同的F层二次风下倾角度的运行状况，其中所述的运行状况至少
包括：省煤器出口烟气的NOx、CO、O2；空预器出口烟气的NOx、CO、O2；锅炉热效率；入炉煤工业、元素分析；飞灰、炉渣取样分析；省煤器出口烟气温度；空预器出口烟气温度；原煤取样；
环境温度、湿度及大气压；
包括：省煤器出口烟气的NOx、CO、O2；空预器出口烟气的NOx、CO、O2；锅炉热效率；入炉煤工业、元素分析；飞灰、炉渣取样分析；省煤器出口烟气温度；空预器出口烟气温度；原煤取样；
环境温度、湿度及大气压；
[0030] 其中，(1)在325MW负荷下，F风下倾角度0°、10°、15°、20°、30°下锅炉运行状况；(2)在300MW负荷下，F风下倾角度5°、10°、20°、30°下锅炉运行状况；(3)在260MW负荷下，F风下倾角度5°、10°、20°、30°下锅炉运行状况；
[0031] 对获取的锅炉的运行状况进行分析，确定F风下倾角度和D、E风开度为：
[0032] F风下倾角度和D、E风开度为：
[0033] 后墙：由左至右分别对应燃烧器D1、燃烧器A1、燃烧器D2、燃烧器燃烧器A2、燃烧器D3、燃烧器A3、燃烧器D4、燃烧器A4、燃烧器D5、燃烧器A5、燃烧器D6、燃烧器A6的F风下倾角度：25、25、5、5、30、30、30、30、5、5、25、25；E风开度：25、25、5、20、20、20、20、20、5、5、10、10；D风开度：5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5；
[0034] 前墙：由左至右分别对应燃烧器C1、燃烧器B1、燃烧器C2、燃烧器B2、燃烧器C3、燃烧器B3、燃烧器C4、燃烧器B4、燃烧器C5、燃烧器B5、燃烧器C6、燃烧器B6的F风下倾角度：25、25、5、5、30、30、30、30、5、5、25、25；E风开度：25、25、5、20、20、20、20、20、5、5、10、10；D风开度：5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5。
[0035] 进一步地，省煤器出口烟气的NOx、CO、O2测量采用网格法，每侧烟道取五个测点，每个烟道混合成一个烟气样进行分析，每侧空预器出口烟气成分取烟道的算术平均值，锅
炉排烟烟气成分取2个烟道的算术平均值；
炉排烟烟气成分取2个烟道的算术平均值；
[0036] 空预器出口烟气的NOx、CO、O2测量同样采用网格法，每侧烟道取五个测点，每个烟道混合成一个烟气样进行分析，每侧空预器出口烟气成分取烟道的算术平均值，锅炉排烟
烟气成分取2个烟道的算术平均值；
烟气成分取2个烟道的算术平均值；
[0037] 省煤器出口烟气温度采用网格法测量，每侧取各测量点的算术平均作为出口平均烟气温度；
[0038] 空预器出口烟气温度测量采用网格法，共2个烟道，每侧空预器出口平均烟气温度取测量点的算术平均值。
[0039] 进一步地，锅炉热效率计算公式如下：
[0040]
[0041] 式中：
[0042] ηg——锅炉热效率，％；
[0043] Hf——燃料应用基低位发热量，kJ/kg；
[0044] B——对应每千克入炉燃料总的输入物理热，kJ/kg；
[0045] L——锅炉每千克入炉燃料总的热损失，根据本锅炉情况按下式计算：
[0046] L＝LUC+L'G+Lmf+LH+LMA+Lco+Lβ+LUN
[0047] LUC—灰渣中未燃尽碳热损失，kJ/kg；
[0048] L'G—干烟气热损失，kJ/kg；
[0049] Lmf—入炉燃料中水分引起的热损失，kJ/kg；
[0050] LH—氢燃烧生成水分引起的热损失，kJ/kg；
[0051] LMA—空气中水分引起的热损失，kJ/kg；
[0052] LCO—由于生成一氧化碳而造成的热损失，kJ/kg；
[0054] LUN—不可测量热损失(按锅炉厂设计值取常数)，kJ/kg。
[0055] 进一步地，包括翼墙纵向开4条通风缝隙向内吹二次风，翼墙处水冷壁管外径120.65mm,中心距为146.4mm，水冷壁管的管子间隙为25.4mm，翼墙上部和下部管子外径
69.85mm，水冷壁管和翼墙上部和下部管子通过变径管连接，通风的四道通风带处的水冷壁
管的外径小于120.65mm，通风的四道通风带处的水冷壁管的管子间隙为76.55mm，通风带的
高度设置为翼墙管子的总长度，或设置在翼墙上半部分；去除通风槽两侧各1根管上的卫燃
带。
69.85mm，水冷壁管和翼墙上部和下部管子通过变径管连接，通风的四道通风带处的水冷壁
管的外径小于120.65mm，通风的四道通风带处的水冷壁管的管子间隙为76.55mm，通风带的
高度设置为翼墙管子的总长度，或设置在翼墙上半部分；去除通风槽两侧各1根管上的卫燃
带。
[0056] 进一步地，易燃煤种的挥发分含量高于无烟煤，且挥发分＞25％，烟煤、无烟煤的配比大于1:1。
[0057] 进一步地，消旋拉杆放置于最低位置。
[0058] 进一步地，入炉煤干燥无灰基挥发分含量保持在15％＜Vdaf＜20％，入炉煤低位发热量保持在20MJ/kg＜Qnet,ar＜22.5MJ/kg，烟煤、贫煤、无烟煤分级燃烧时，需要Vdaf＞
10％。
10％。
[0059] 借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
[0060] 本发明充分利用两级燃烧技术，确保第一级燃料和第二级燃料充分燃烧，有效延长火焰行程和提高整体火焰燃烧距离，有效降低锅炉飞灰含碳量，提高锅炉效率，提升锅炉
低负荷运行的能力，提高锅炉制粉系统出力。
低负荷运行的能力，提高锅炉制粉系统出力。
附图说明
[0062] 图1是的卫燃带敷设的部位示意图；
[0063] 图2是本发明增加翼墙防焦风优化方案示意图；
[0064] 图3是W火焰锅炉燃烧机理图；
[0065] 图4是W型火焰锅炉简图；
[0066] 图5本发明炉拱上燃烧器布置示意图；
[0067] 图6本发明二次风下倾装置整体结构主视剖面图；
[0068] 图7本发明拱下二次风倾角摆动装置结构示意图；
[0069] 图8本发明独立风室的A-A剖视图；
[0070] 图9本发明调节叶片、调节臂和转动轴的安装示意图；
[0071] 图10本发明拉杆、转动臂、调节臂和连杆的连接示意图；
[0072] 图11是拱下二次风喷口布置示意图；
[0073] 图12是无烟煤与烟煤不同比例失重分析比较图；
[0074] 图13是不同煤质最大失重温度趋势图；
[0075] 燃烧器1、隔板2 第一调节叶片3、下二次风室4、连杆5、拉杆6、均流孔板7、调节臂8、转动臂9、后拉水冷壁管10、竖直水冷壁管11、炉膛12、第一纵隔板13、横向隔板14、第二纵隔板15、第二调节叶片16、第三纵隔板17、第四纵隔板18、转动轴19、侧拉水冷壁管20、宽缝风室21、窄缝风室22、销孔24、滑动槽25。
具体实施方式
[0076] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0077] 如图1至11所示，W火焰锅炉主要技术特点是双旋风分离式燃烧器结合双进双出正压直吹制粉系统。双旋风分离式燃烧器竖直地布置在拱上，它主要由煤粉输入管、格栅分离
器、双旋风筒、淡煤粉气流管、消旋叶片等部件组成。一次煤粉气流通过煤粉输入管，经由格栅分离器均匀地分成两部分，进入两个旋风筒。在每个旋风筒里，由于惯性分离的作用，形
成浓淡两股煤粉气流，分别经由旋风筒喷口和淡煤粉气流管出口竖直向下进入炉膛。二次
风分为拱上和拱下两部分。拱上二次风约占二次风总量的30％，在浓淡气流旁边形成环形
二次风喷入炉膛。拱下二次风约占二次风总量的70％，经过竖直水冷壁间形成的缝隙式喷
口分三级供入炉膛。其结构如图2所示。
器、双旋风筒、淡煤粉气流管、消旋叶片等部件组成。一次煤粉气流通过煤粉输入管，经由格栅分离器均匀地分成两部分，进入两个旋风筒。在每个旋风筒里，由于惯性分离的作用，形
成浓淡两股煤粉气流，分别经由旋风筒喷口和淡煤粉气流管出口竖直向下进入炉膛。二次
风分为拱上和拱下两部分。拱上二次风约占二次风总量的30％，在浓淡气流旁边形成环形
二次风喷入炉膛。拱下二次风约占二次风总量的70％，经过竖直水冷壁间形成的缝隙式喷
口分三级供入炉膛。其结构如图2所示。
[0078] 在炉膛高度约1/3处，前墙和后墙向内形成炉拱，拱上布置有2×12个双旋风燃烧器，其中前墙由左至右依次为燃烧器C1、燃烧器B1、燃烧器C2、燃烧器B2、燃烧器C3、燃烧器B3、燃烧器C4、燃烧器B4、燃烧器C5、燃烧器B5、燃烧器C6、燃烧器B6；后墙由左至右依次为燃烧器D1、燃烧器A1、燃烧器D2、燃烧器燃烧器A2、燃烧器D3、燃烧器A3、燃烧器D4、燃烧器A4、燃烧器D5、燃烧器A5、燃烧器D6、燃烧器A6。
[0079] 本发明具有拱下二次风可以倾角摆动的装置，它可解决煤质变化后拱下二次风倾斜角度无法调节，且未能按导流叶片倾斜角度进入炉膛，难以提高煤粉燃尽率的问题。包括
拉杆、调节臂、调节叶片、纵隔板。
拉杆、调节臂、调节叶片、纵隔板。
[0080] 下炉膛前后墙上设置有二次风室，通过隔板分为拱上二次风室和拱下二次风室。在拱下二次风室内根据燃烧器的位置和数量用纵向隔板分隔形成独立的二次风室，前后墙
各十二个独立风室。
各十二个独立风室。
[0081] 对应每个燃烧器的独立风室内，其中前墙由左至右依次为燃烧器C1、燃烧器B1、燃烧器C2、燃烧器B2、燃烧器C3、燃烧器B3、燃烧器C4、燃烧器B4、燃烧器C5、燃烧器B5、燃烧器C6、燃烧器B6；后墙由左至右依次为燃烧器D1、燃烧器A1、燃烧器D2、燃烧器燃烧器A2、燃烧器D3、燃烧器A3、燃烧器D4、燃烧器A4、燃烧器D5、燃烧器A5、燃烧器D6、燃烧器A6；
[0082] 对应每个燃烧器的独立风室内，后拉水冷壁管与相邻两个竖直水冷壁管之间形成长方形喷口。在每个风室内沿炉膛高度方向设置八块调节叶片，调节叶片安装在转动轴上。
每块调节叶片中部位置与转动轴19用螺栓连接。在同一高度、同一个独立风室内的转动轴
穿过第一、第二、第三、第四纵隔板，将各风室内调节叶片连接，通过转动轴安装在风室内，则每个风室内沿炉膛高度方向有八根转动轴。每根转动轴19上均固接调节臂8，调节臂8通
过铰链与连杆5相连，将八根转动轴19连接起来。在其中一根转动轴19上安装有转动臂9，在
转动臂9上连接拉杆6。拉杆6与转动臂9之间通过铰链连接，转动臂9与拉杆6铰接的部位设
置有滑动槽25，拉杆6端部与转动臂9连接的部位开有销孔24。
每块调节叶片中部位置与转动轴19用螺栓连接。在同一高度、同一个独立风室内的转动轴
穿过第一、第二、第三、第四纵隔板，将各风室内调节叶片连接，通过转动轴安装在风室内，则每个风室内沿炉膛高度方向有八根转动轴。每根转动轴19上均固接调节臂8，调节臂8通
过铰链与连杆5相连，将八根转动轴19连接起来。在其中一根转动轴19上安装有转动臂9，在
转动臂9上连接拉杆6。拉杆6与转动臂9之间通过铰链连接，转动臂9与拉杆6铰接的部位设
置有滑动槽25，拉杆6端部与转动臂9连接的部位开有销孔24。
[0083] 当锅炉实际燃用煤质偏离设计值时，根据不同煤质调整拱下二次风倾斜角度。
[0084] 通过在W型火焰炉拱下二次风室内设置调节叶片倾角摆动装置，调节拱下二次风进入炉膛的风向。当锅炉实际燃用煤质偏离设计值时，可根据不同煤质确定最佳拱下二次
风倾斜角度，既能获得高的煤粉燃烧效率，同时又可防止因下倾角度过大引起的火焰冲刷
冷灰斗，从而造成炉膛的严重结渣。拱下二次风在合适的倾斜角度下进入炉膛，可以延长火
焰行程，下炉膛火焰充满度加强，可提高煤粉的燃尽效果。
风倾斜角度，既能获得高的煤粉燃烧效率，同时又可防止因下倾角度过大引起的火焰冲刷
冷灰斗，从而造成炉膛的严重结渣。拱下二次风在合适的倾斜角度下进入炉膛，可以延长火
焰行程，下炉膛火焰充满度加强，可提高煤粉的燃尽效果。
[0085] 双旋风式燃烧器由一个格条分配箱，二个旋风筒，二个主燃烧喷口，二个乏气挡板，二个乏气喷口和相应管道组成。一次风风粉混合物通过管道进入格条分配箱后，被分成
两股相等的射流分别沿切线方向进入两个旋风筒中，在离心力作用下燃料被分离出来，煤
粉浓度通过装地在乏气管内的乏气挡板调整，旋转强度通过装在主燃烧器内的消旋叶片调
整。来自环形联箱的助燃二次风分为拱顶风和拱下水冷壁垂直墙面风。拱顶风又分为三股：
一股通过与乏气喷口同心的喷口送入炉内(A),另一股通过与主燃烧器同心的喷口送入炉
内(B)，还有一股用来助燃点火用油枪(C)。拱下二次风在垂直方向上又分为上(D)、中(E)、
下(F)三股。G挡板为控制翼墙防结焦风。各股二次风的流量均可以用挡板来调整。炉膛上部
布置屏式过热器，折焰角上部及前厅布置有高温过热器、高温再热器，再热汽温采用烟气挡
板调节。每台炉风烟系统配有两台三分仓回转式空气预热器、两台动叶可调轴流式送风机、
两台动叶可调轴流式引风机；二次风采用分级送风方式，通过炉膛拱上环行二次风箱内的
不同挡板(A、B、C、D、E、F)控制风量。
两股相等的射流分别沿切线方向进入两个旋风筒中，在离心力作用下燃料被分离出来，煤
粉浓度通过装地在乏气管内的乏气挡板调整，旋转强度通过装在主燃烧器内的消旋叶片调
整。来自环形联箱的助燃二次风分为拱顶风和拱下水冷壁垂直墙面风。拱顶风又分为三股：
一股通过与乏气喷口同心的喷口送入炉内(A),另一股通过与主燃烧器同心的喷口送入炉
内(B)，还有一股用来助燃点火用油枪(C)。拱下二次风在垂直方向上又分为上(D)、中(E)、
下(F)三股。G挡板为控制翼墙防结焦风。各股二次风的流量均可以用挡板来调整。炉膛上部
布置屏式过热器，折焰角上部及前厅布置有高温过热器、高温再热器，再热汽温采用烟气挡
板调节。每台炉风烟系统配有两台三分仓回转式空气预热器、两台动叶可调轴流式送风机、
两台动叶可调轴流式引风机；二次风采用分级送风方式，通过炉膛拱上环行二次风箱内的
不同挡板(A、B、C、D、E、F)控制风量。
[0086] 实施例1
[0087] 本实施例对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法，包括：
[0088] 选取若干煤种，基于热重及红外分析对选取的煤种进行煤质元素和工业分析；
[0089] 基于所述的煤质元素和工业分析结果，预定锅炉的燃烧策略，所述燃烧策略具体包括：(1)能在锅炉内形成分级燃烧的煤种配置比例以及相对应的磨煤机磨煤方式；(2)不
能在锅炉内形成分级的煤种配置比例以及相对应的磨煤机磨煤方式；其中，所述锅炉的分
级燃烧具体为：利用易燃煤与氧气反应，成为第一级燃烧，其中易燃煤为烟煤或烟煤与贫煤
的混合；第一阶段形成的高温烟气气氛，在高温烟气的裹挟下，引燃无烟煤，形成第二级燃
烧；
能在锅炉内形成分级的煤种配置比例以及相对应的磨煤机磨煤方式；其中，所述锅炉的分
级燃烧具体为：利用易燃煤与氧气反应，成为第一级燃烧，其中易燃煤为烟煤或烟煤与贫煤
的混合；第一阶段形成的高温烟气气氛，在高温烟气的裹挟下，引燃无烟煤，形成第二级燃
烧；
[0090] 根据预定的燃烧策略进行，锅炉燃料燃烧模拟，获取锅炉的工况，所述锅炉工况至少包括热再温度、热再温度、减温水量、排烟温度、飞灰含碳量、炉渣含碳量、低位发热量、排烟损失、空预入口氧量、机械未完全燃烧热损失、反平衡炉效、反平衡供电标煤、SCR入口NOx含量；
[0091] 对采用不同燃烧策略时，锅炉工况进行比较分析，得到最佳的锅炉分级燃烧的煤种配比、磨煤机喷煤方式。
[0092] 本实施例中，所述的预定锅炉的燃烧策略，具体包括：
[0093] 所述的W型火焰锅炉配置四台磨煤机，第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D；
[0094] 策略一：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨纯烧无烟煤；
[0095] 策略二：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨磨烟煤、无烟煤的混合煤，磨烟煤：无烟煤按照1：3比例掺配；
[0096] 策略三：第四磨煤机D磨纯烟煤，单一煤种挥发分限制在20％～30％以内，第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C磨无烟煤，单一煤种挥发分限制在15％以下；
[0097] 策略四：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨磨烟煤、无烟煤的混合煤，磨烟煤：无烟煤按照1：1比例掺配，炉前预混；
[0098] 策略五：烟煤与无烟煤比例为1:1，第一磨煤机、第三磨煤机上烟煤，单一煤种挥发分限制在20％～30％以内，第二磨煤机、第四磨煤机磨上无烟煤，即前、后墙各有一台磨煤
机上纯烟煤，烟煤与无烟煤比例为1:1；
机上纯烟煤，烟煤与无烟煤比例为1:1；
[0099] 策略六：第一磨煤机A、第三磨煤机C磨烟煤、无烟煤的混合煤，磨烟煤:无烟煤按照7︰3比例进行掺配，第二磨煤机B、第四磨煤机D磨烟煤、无烟煤的混合煤，烟煤:无烟煤按照
3︰7比例进行掺配；
3︰7比例进行掺配；
[0100] 策略七：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D上烟煤均磨烟煤、无烟煤混合煤，烟煤：无烟煤按照3︰1比例掺配；
[0101] 策略八：第四磨煤机D无烟煤，单一煤种挥发分限制在15％以下，第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C磨烟煤，单一煤种挥发分限制在20％～30％以内，烟煤：无烟煤按
照3︰1比例掺配；
照3︰1比例掺配；
[0102] 策略九：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨磨磨烟煤、贫煤的混合煤，烟煤︰贫煤按照7︰3比例掺配；
[0103] 策略十：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D均磨磨磨烟煤、贫煤的混合煤，烟煤︰贫煤按照3︰7比例掺配；
[0104] 策略十一：第一磨煤机A、第二磨煤机B、第三磨煤机C、第四磨煤机D上烟煤均磨磨煤无烟煤、贫煤、烟煤的混合煤，磨煤无烟煤︰贫煤︰烟煤＝2︰4︰4比例掺配；
[0105] 其中，策略二至六、策略八、策略十一为能在锅炉内形成分级燃烧的煤种配置比例以及相对应的磨煤机磨煤方式；
[0106] 策略一、策略一、七、九、十为不能在锅炉内形成分级的煤种配置比例以及相对应的磨煤机磨煤方式。
[0107] 烟煤:无烟煤(1:3)分级燃烧对比试验
[0108] 首先开展了烟煤与无烟煤比例为1:3的对比试验，即策略一、二、三的比较，具体测试结果见下表。从表中可以看出：
[0109] 掺配约25％的烟煤后，排烟温度降低约10℃；飞灰含碳量降低约2.5％，机械不完全燃烧热损失降低约1％；炉效提升约1.6％；供电煤耗降低约6g/kWh。
[0110] 掺配一定比例烟煤的混煤燃烧方式下，烟煤首先着火燃烧，形成第一阶段着火，为无烟煤的着火创造了有利的条件，有助于提高炉内无烟煤的着火和燃尽，过热蒸汽减温水
量减少约2kg/s，燃烧火焰有明显下移的趋势。
量减少约2kg/s，燃烧火焰有明显下移的趋势。
[0111] 策略二和策略三比较，可以看出，采用单台磨煤机磨制烟煤，炉内烟煤着火区域相对集中，形成烟煤着火高温区域，更有利于提升炉内的温度水平，促进无烟煤的燃烧；与炉
前预混方式相比，排烟温度降低7.28℃、飞灰含碳量降低0.09％，大渣含碳量降低0.18％、
炉效提高0.40％；供电煤耗降低1.45g/kWh。
前预混方式相比，排烟温度降低7.28℃、飞灰含碳量降低0.09％，大渣含碳量降低0.18％、
炉效提高0.40％；供电煤耗降低1.45g/kWh。
[0112] 表5-4烟煤:无烟煤(1:3)分级燃烧对比试验结果
[0113]
[0114]
[0115] 烟煤:无烟煤(1:1)分级燃烧对比试验
[0116] 开展了烟煤与无烟煤比例为1:1的对比试验，即策略四、五、六的比较，具体测试结果见下表。从表中可以看出：
[0117] 策略五与策略四比较，飞灰含碳量由7.91％降至7.72％，炉渣含碳量由7.54％，降至7.13％，相应的机械不完全燃烧损失降低0.09％，说明前后墙分磨掺烧较好的解决了烟
煤“抢风”的影响，提高了炉内无烟煤的燃尽率。
煤“抢风”的影响，提高了炉内无烟煤的燃尽率。
[0118] 策略五与策略四比较，减温水量变化不大，说明炉内火焰中心没有明显的变化。
[0119] 对煤粉细度进行了测量，策略五相比策略四，4台磨平均细度R75降低了1.25％，其中烧烟煤的磨煤机细度减小，烧无烟煤的磨煤机煤粉细度增加。
[0120] 策略四、策略五均增大了烟煤的配比，尤其是策略五，A/C磨完全磨制烟煤，需要对磨煤机出口温度降低至90℃运行，保证制粉系统安全稳定。
[0121] 综合策略五、策略四锅炉各项损失，锅炉反平衡炉效由90.60％，提高至90.82％，反平衡供电标煤耗降低了0.78g/kWh。
[0122] 策略六与策略四比较，飞灰含碳量由7.91％降至7.57％，炉渣含碳量由7.54％降至7.26％，相应的机械不完全燃烧损失降低0.13％，说明非均等配比，局部的高挥发分集中
气氛，更有利于整个炉内无烟煤的燃烧，为炉内煤粉的着火和燃尽创造了有利条件。
气氛，更有利于整个炉内无烟煤的燃烧，为炉内煤粉的着火和燃尽创造了有利条件。
[0123] 策略六与策略四比较，过热器减温水降低了2.3kg/s，也进一步说明局部的高挥发分集中气氛，有利于炉内无烟煤着火提前，炉膛火焰中心下移。
[0124] 可以充分利用策略六非均等配比的特点，一方面可以提高B/D磨出口一次风温度，提高锅炉效率；另一方面，可以利用A/C磨制烟煤比例较大的特点，作为锅炉启动的手段(见
锅炉烟煤启动章节)。
锅炉烟煤启动章节)。
[0125] 综合策略六与策略四锅炉各项损失，锅炉反平衡炉效由试验前的90.60％，提高至90.79％，升高了0.19％，反平衡标煤耗降低了0.67g/kWh。
[0126] 总体比较，策略五的分磨掺配，能够有效提高锅炉效率、降低减温水量、降低供电煤耗和NOx排放的优势。
[0127] 表5-5烟煤:无烟煤(1:1)分级燃烧对比试验结果
[0128]
[0129] 烟煤:无烟煤(3:1)分级燃烧对比试验
[0130] 开展了烟煤与无烟煤比例为3:1的对比试验，即策略一、七、八的比较，具体测试结果见下表。从表中可以看出：
[0131] (1)策略七和策略八，与策略一比较，随着炉内烟煤比例的提高，飞灰含碳量降低约3％，炉渣含碳量降低约2.5％，机械不完全燃烧损失降低了约1.5％。说明随着烟煤比例
的提高，炉内烟煤和无烟煤的着火更加稳定，燃尽率更高。烟煤作为第一级燃料燃烧，为无
烟煤的第二级燃烧创造了有利环境，提高了无烟煤的燃尽率；而且随着无烟煤的燃烧，也促
进了炉内烟煤的燃尽。
的提高，炉内烟煤和无烟煤的着火更加稳定，燃尽率更高。烟煤作为第一级燃料燃烧，为无
烟煤的第二级燃烧创造了有利环境，提高了无烟煤的燃尽率；而且随着无烟煤的燃烧，也促
进了炉内烟煤的燃尽。
[0132] (2)策略七和策略八，与策略一比较，最明显的变化在于NOx排放下降明显，由1730mg/Nm3，降低至629mg/Nm3，下降约64％。说明随着炉内烟煤比例的提高，炉内火焰的强度减弱，中心火焰温度下降，有利于减轻热力型NOx生成。
[0133] (3)策略七和策略八，与策略一比较，减温水量由26.71kg/s，降至19.71kg/s，降低7.00kg/s，说明随着炉内烟煤比例的提高，形成二级燃烧方式，有效地降低了炉内火焰高
度，整个炉内燃烧提前，无烟煤的着火距离变长，有利于炉内煤粉的着火和燃尽。
度，整个炉内燃烧提前，无烟煤的着火距离变长，有利于炉内煤粉的着火和燃尽。
[0134] (4)策略七与策略八相比较，整个炉内燃烧工况比较接近，没有明显的变化。
[0135] 表5-6烟煤：无烟煤(3:1)分级燃烧对比试验结果
[0136]
[0137] 贫煤、烟煤、无烟煤分级燃烧对比试验
[0138] 开展了无烟煤、贫煤、烟煤分级燃烧对比试验，即策略九、策略十、策略十一的比较，具体测试结果见下表。从表中可以看出：
[0139] 策略九、策略十、策略十一，与策略一比较，随着炉内无烟煤比例下降，烟煤和贫煤比例的提高，飞灰含碳量降低约3.8％，炉渣含碳量降低约3.1％，机械不完全燃烧损失降低了约1.7％。说明随着烟煤、贫煤比例的提高，炉内烟煤、贫煤、无烟煤的着火更加稳定，燃尽率更高。烟煤和贫煤作为第一级燃料燃烧，为无烟煤的第二级燃烧创造了有利环境，提高了
无烟煤的燃尽率；而且随着无烟煤的燃烧，也促进了炉内烟煤、贫煤的燃尽。
无烟煤的燃尽率；而且随着无烟煤的燃烧，也促进了炉内烟煤、贫煤的燃尽。
[0140] (1)策略九、策略十、策略十一，与策略一比较，最明显的变化在于NOx排放下降明显，由1730mg/Nm3，降低至630mg/Nm3，下降约64％；说明随着炉内烟煤比例的提高，炉内火焰的强度减弱，中心火焰温度下降，有利于减轻热力型NOx的生成。
[0141] (2)策略九、策略十、策略十一，与策略一比较，减温水量由26.71kg/s，降至18.25kg/s，降低8.50kg/s，说明随着炉内烟煤、贫煤比例的提高，形成二级燃烧方式，有效地降低了炉内火焰高度，整个炉内燃烧提前，无烟煤的着火距离变长，有利于炉内煤粉的着
火和燃尽。
火和燃尽。
[0142] (3)策略九、策略十、策略十一，整个炉内燃烧工况比较接近，没有明显的变化。
[0143] (4)策略十一，配煤难度较大，通过煤场混合，精确度存在很大的问题。
[0144] 表5-8贫煤、烟煤、无烟煤分级燃烧对比试验结果
[0145]
[0146]
[0147] 实施例2
[0148] 本实施例对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法，在实施例1的基础上，还包括：确定F风下倾角度F风下倾角度和D、E风开度的步骤，具体包括：
[0149] 锅炉分别在下述(1)、(2)、(3)3种负荷以及F风下倾角度情况下，采用燃料分级燃烧方式进行燃烧，获取在不同的F层二次风下倾角度的运行状况，其中所述的运行状况至少
包括：省煤器出口烟气的NOx、CO、O2；空预器出口烟气的NOx、CO、O2；锅炉热效率；入炉煤工业、元素分析；飞灰、炉渣取样分析；省煤器出口烟气温度；空预器出口烟气温度；原煤取样；
环境温度、湿度及大气压；
包括：省煤器出口烟气的NOx、CO、O2；空预器出口烟气的NOx、CO、O2；锅炉热效率；入炉煤工业、元素分析；飞灰、炉渣取样分析；省煤器出口烟气温度；空预器出口烟气温度；原煤取样；
环境温度、湿度及大气压；
[0150] 其中，(1)在325MW负荷下，F风下倾角度0°、10°、15°、20°、30°下锅炉运行状况；(2)在300MW负荷下，F风下倾角度5°、10°、20°、30°下锅炉运行状况；(3)在260MW负荷下，F风下倾角度5°、10°、20°、30°下锅炉运行状况；
[0151] 对获取的锅炉的运行状况进行分析，确定F风下倾角度和D、E风开度为：
[0152] F风下倾角度和D、E风开度为：
[0153] 后墙：由左至右分别对应燃烧器D1、燃烧器A1、燃烧器D2、燃烧器燃烧器A2、燃烧器D3、燃烧器A3、燃烧器D4、燃烧器A4、燃烧器D5、燃烧器A5、燃烧器D6、燃烧器A6的F风下倾角度：25、25、5、5、30、30、30、30、5、5、25、25；E风开度：25、25、5、20、20、20、20、20、5、5、10、10；D风开度：5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5；
[0154] 前墙：由左至右分别对应燃烧器C1、燃烧器B1、燃烧器C2、燃烧器B2、燃烧器C3、燃烧器B3、燃烧器C4、燃烧器B4、燃烧器C5、燃烧器B5、燃烧器C6、燃烧器B6的F风下倾角度：25、25、5、5、30、30、30、30、5、5、25、25；E风开度：25、25、5、20、20、20、20、20、5、5、10、10；D风开度：5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5、5。
[0155] 本实施例中，在拱上设有SOFA喷口，前后墙各四个，其中三三对冲，前墙右侧和后墙左侧分别设置一个喷口的方式布置。
[0156] 本实施例中，省煤器出口烟气的NOx、CO、O2测量采用网格法，每侧烟道取五个测点，每个烟道混合成一个烟气样进行分析，每侧空预器出口烟气成分取烟道的算术平均值，
锅炉排烟烟气成分取2个烟道的算术平均值；
锅炉排烟烟气成分取2个烟道的算术平均值；
[0157] 空预器出口烟气的NOx、CO、O2测量同样采用网格法，每侧烟道取五个测点，每个烟道混合成一个烟气样进行分析，每侧空预器出口烟气成分取烟道的算术平均值，锅炉排烟
烟气成分取2个烟道的算术平均值；
烟气成分取2个烟道的算术平均值；
[0158] 省煤器出口烟气温度采用网格法测量，每侧取各测量点的算术平均作为出口平均烟气温度；
[0159] 空预器出口烟气温度测量采用网格法，共2个烟道，每侧空预器出口平均烟气温度取测量点的算术平均值。
[0160] 上述各实施例中，锅炉热效率计算公式如下：
[0161]
[0162] 式中：
[0163] ηg——锅炉热效率，％；
[0164] Hf——燃料应用基低位发热量，kJ/kg；
[0165] B——对应每千克入炉燃料总的输入物理热，kJ/kg；
[0166] L——锅炉每千克入炉燃料总的热损失，根据本锅炉情况按下式计算：
[0167] L＝LUC+L'G+Lmf+LH+LMA+Lco+Lβ+LUN
[0168] LUC—灰渣中未燃尽碳热损失，kJ/kg；
[0169] L'G—干烟气热损失，kJ/kg；
[0170] Lmf—入炉燃料中水分引起的热损失，kJ/kg；
[0171] LH—氢燃烧生成水分引起的热损失，kJ/kg；
[0172] LMA—空气中水分引起的热损失，kJ/kg；
[0173] LCO—由于生成一氧化碳而造成的热损失，kJ/kg；
[0174] Lβ—表面辐射和对流的热损失，kJ/kg；
[0175] LUN—不可测量热损失(按锅炉厂设计值取常数)，kJ/kg。
[0176] 本实施例的具体验证过程如下：此次试验分成两个阶段完成。
[0177] 第一阶段，测试锅炉在不同的煤种和负荷下，锅炉在不同的F层二次风下倾角度下的运行状况，了解其在不同工况下的燃烧情况，确定最佳的F层二次风下倾角度，具体试验
内容见表1；第二阶段，锅炉再热器存在较为严重的超温现象，通过对F风下倾挡板的调整和
不同配风方式下，缓解超温现象。
内容见表1；第二阶段，锅炉再热器存在较为严重的超温现象，通过对F风下倾挡板的调整和
不同配风方式下，缓解超温现象。
[0178] 试验方法
[0179] 1)省煤器出口烟气的NOx、CO、O2测量
[0180] 省煤器出口烟气的NOx、CO、O2测量采用网格法，每侧烟道取五个测点，每个烟道混合成一个烟气样进行分析。每侧空预器出口烟气成分取烟道的算术平均值，锅炉排烟烟气
成分取2个烟道的算术平均值。部分工况测试由于试验需要也采用了单点法进行。
成分取2个烟道的算术平均值。部分工况测试由于试验需要也采用了单点法进行。
[0181] 测量仪器为德国进口的Testo350-Pro烟气分析仪，待工况稳定半个小时以上方才进行测量。
[0182] 2)空预器出口烟气的NOx、CO、O2测量
[0183] 空预器出口烟气的NOx、CO、O2测量同样采用网格法，每侧烟道取五个测点，每个烟道混合成一个烟气样进行分析。每侧空预器出口烟气成分取烟道的算术平均值，锅炉排烟
烟气成分取2个烟道的算术平均值。部分工况测试由于试验需要也采用了单点法进行。
烟气成分取2个烟道的算术平均值。部分工况测试由于试验需要也采用了单点法进行。
[0184] 测量仪器为德国进口的Testo350-Pro烟气分析仪，待工况稳定半个小时以上方才进行测量。
[0185] 3)省煤器出口烟气温度测量
[0186] 省煤器出口烟气温度采用网格法测量，每侧取各测量点的算术平均作为出口平均烟气温度。
[0187] 出口烟气温度测量一次仪表为E型电厂偶，二次仪表为FLUKE温度测量仪。
[0188] 4)空预器出口烟气温度测量
[0189] 空预器出口烟气温度测量采用网格法，共2个烟道。每侧空预器出口平均烟气温度取测量点的算术平均值。
[0190] 出口烟气温度测量一次仪表为E型电厂偶，二次仪表为FLUKE数据采集系统。
[0191] 5)原煤取样
[0192] 原煤从皮带层获取，由电厂工作人员在试验期间取样。
[0193] 6)飞灰取样
[0194] 试验期间的飞灰取样，通过安装在空预器出口的撞击式落灰装置。试验前，清空灰斗里的飞灰，试验期间所取飞灰样均匀混合，并由电科院进行飞灰可燃物含量分析，最终将
结果作为锅炉热效率计算的依据。
结果作为锅炉热效率计算的依据。
[0195] 7)炉渣取样
[0197] 8)环境温度、湿度及大气压测量
[0199] 9)运行数据记录
[0200] 由运行人员记录表盘主要运行数据，每5分钟记录一次，数据记录结果取各次记录的算术平均值。
[0201] 试验结果及分析
[0202] (1)第一阶段试验结果
[0203] 第一阶段试验主要测量锅炉在325MW、300MW和260MW等常用负荷下，不同F风下倾角度对飞灰的影响。
[0204] 1)325MW负荷下试验结果及分析
[0205] 在325MW负荷下，对F风下倾角度0°、10°、15°、20°、30°下的飞灰和烟气成分进行测量，煤质分析。
[0206] F风下倾角度在20-30°时飞灰可燃物含量比较低，如图1所示。
[0207] F风下倾30°可以下降飞灰10.82％，20～30°为比较好的下倾角度。
[0208] 2)300MW负荷下试验结果及分析
[0209] 在300MW负荷下，对F风下倾角度5°、10°、20°、30°下的飞灰和烟气成分进行测量。
[0210] 当F风下倾角度在20-30°时飞灰可燃物含量比较低。
[0211] F风下倾20°可以下降飞灰3.13％，20～30°为比较好的下倾角度。
[0212] 3)260MW负荷下试验结果及分析
[0213] 在260MW负荷下，对F风下倾角度5゜、10゜、20゜、30゜下的飞灰和烟气成分进行测量。当F风下倾角度在20-30゜时飞灰可燃物含量比较低。
[0214] F风下倾20°可以下降飞灰2.72％，20゜为比较好的下倾角度。
[0215] 第二阶段试验结果
[0216] 由于锅炉再热器存在较为严重的超温现象，平时运行采用停运超温区域火嘴的方式来解决再热器超温问题。
[0217] 在大修期间，在拱上增加了SOFA喷口，前后墙各四个，其中三三对冲，前墙右侧和后墙左侧分别增加一个喷口的方式布置。
[0218] 1)低负荷再热器壁温超温调整
[0219] 锅炉在负荷较低时，再热器中间位置容易超温，考察电厂270MW负荷时，停运D3和C4两支燃烧器喷口。
[0220] 左侧氧量比右侧相对要高，中间位置的氧量偏低，此时F风配风方式已经是左大右小的方式。
[0221] 通过调整F风下倾角度和F风的配风的方式来缓解这种症状，将二次风配风方式见表7。
[0222] 表7二次风配风方式
[0223]
[0224] 实施例3
[0225] 如图2所示，本实施例对W型火焰锅炉分级燃烧提效方法，翼墙纵向开4条通风缝隙向内吹二次风，翼墙处水冷壁管外径较大(120.65mm),中心距为146.4mm，管子间隙为
25.4mm，而翼墙上部和下部管子外径较小(69.85mm)，原设计通过变径管将两端连接，只需
将需要通风的四道通风带处的粗管更换为细管(将上部大小头位置下移)，管子间隙就可变
宽为76.55mm，通风效果良好，可预防翼墙水冷壁管大面积结焦，增加翼墙防焦风优化方案
如图2所示。通风带的高度可设置为翼墙管子的总长度，也可仅设置在翼墙上半部分，通风
带越长效果越明显。
25.4mm，而翼墙上部和下部管子外径较小(69.85mm)，原设计通过变径管将两端连接，只需
将需要通风的四道通风带处的粗管更换为细管(将上部大小头位置下移)，管子间隙就可变
宽为76.55mm，通风效果良好，可预防翼墙水冷壁管大面积结焦，增加翼墙防焦风优化方案
如图2所示。通风带的高度可设置为翼墙管子的总长度，也可仅设置在翼墙上半部分，通风
带越长效果越明显。
[0226] 采用这种方法翼墙卫燃带不须大面积去除，只需去除通风槽两侧各1根管上的卫燃带即可，对燃烧影响较小。此方案中，上部大小头位置下移后，根据水循环计算分析，可直接用同规格的光管，水循环计算是安全的。
[0227] 减少卫燃带敷设面积
[0228] 根据相似性理论，对于翼墙卫燃带处理意见建议如下：翼墙管水循环是安全的；若去除翼墙卫燃带，会使该部鳍片的鳍端温度接近600℃，易造成鳍片过热损坏。所以从锅炉
的长期安全性出发一般不去除该处卫燃带。
的长期安全性出发一般不去除该处卫燃带。
[0229] 卫燃带改造方案一
[0230] 根据国内多台锅炉的实际运行锅炉设计、运行经验，结合本工程若今后运行煤质的情况(Vdaf≥15％)，卫燃带改造方案一实施(卫燃带的面积与最低不投油稳燃负荷有关，
二者成反比关系)。预计最低不投油稳燃负荷≤45％BMCR。
二者成反比关系)。预计最低不投油稳燃负荷≤45％BMCR。
[0231] 卫燃带改造方案二
[0232] 若本工程今后运行煤质的情况(Vdaf≤12％)，卫燃带改造可参考方案二(卫燃带的面积与最低不投油稳燃负荷有关，二者成反比关系)。预计最低不投油稳燃负荷≤40％
BMCR
BMCR
[0233] 卫燃带改造方案三
[0234] 若本工程今后运行煤质的情况(Vdaf≤12％)，结合业主的实际多方考虑，卫燃带改造可参考方案三(卫燃带的面积与最低不投油稳燃负荷有关，二者成反比关系)，预计最
低不投油稳燃负荷≤40％BMCR。
低不投油稳燃负荷≤40％BMCR。
[0235] 为保证锅炉燃烧稳定性，炉膛中敷设大量卫燃带，以提高炉膛温度，保证稳定燃烧，但炉膛温度会高于灰熔点。卫燃带敷设的区域将根据煤质的不同有所变化，燃用煤质越
差时需敷设的卫燃带面积越多。原FW卫燃带敷设理念(燃无烟煤情况下，拱部、前后垂直墙、翼墙(切脚)、侧墙1～4区均需敷设，冷灰斗上部、冷灰斗中部5～6区视煤质的情况为预备敷
设区域，卫燃带敷设的部位示意图如图1所示。
差时需敷设的卫燃带面积越多。原FW卫燃带敷设理念(燃无烟煤情况下，拱部、前后垂直墙、翼墙(切脚)、侧墙1～4区均需敷设，冷灰斗上部、冷灰斗中部5～6区视煤质的情况为预备敷
设区域，卫燃带敷设的部位示意图如图1所示。
[0236] 本发明，选取三台磨煤机上纯烟煤，优先启动这三台磨煤机。在热态启动中，优先启动掺有大比例烟煤的磨煤机，实现机组烟煤热态启动的目标。启磨顺序由对侧改为同侧。
取消原来的主汽流量小于40％的限制。改进了暖磨方式。提前启动一次风机，在炉温较低的
阶段，提前预暖热一次风管路及磨煤机。在制粉系统启动投粉后，可以明显改善初期煤粉的
着火，减少油枪助燃是时间。
取消原来的主汽流量小于40％的限制。改进了暖磨方式。提前启动一次风机，在炉温较低的
阶段，提前预暖热一次风管路及磨煤机。在制粉系统启动投粉后，可以明显改善初期煤粉的
着火，减少油枪助燃是时间。
[0237] 煤场中备有充足的启动烟煤，要求挥发分在30％，热值20000kJ/kg以上。
[0238] 与四台磨煤机均磨纯烧无烟煤进行燃烧的方案相比，本实施例采用的方案NOx排放下降明显，由1730mg/Nm3，降低至629mg/Nm3，下降约64％。随着炉内烟煤比例的提高，炉内火焰的强度减弱，中心火焰温度下降，有利于减轻热力型NOx生成。
[0239] 本发明，采用单台磨煤机磨制烟煤，炉内烟煤着火区域相对集中，形成烟煤着火高温区域，更有利于提升炉内的温度水平，促进无烟煤的燃烧；与炉前预混方式相比，排烟温
度降低7.28℃、飞灰含碳量降低0.09％，大渣含碳量降低0.18％、炉效提高0.40％；供电煤
耗降低1.45g/kWh。
度降低7.28℃、飞灰含碳量降低0.09％，大渣含碳量降低0.18％、炉效提高0.40％；供电煤
耗降低1.45g/kWh。
[0240] 上述各实施例中，入炉煤干燥无灰基挥发分含量保持在15％＜Vdaf＜20％，入炉煤低位发热量保持在20MJ/kg＜Qnet,ar＜22.5MJ/kg。
[0241] 运行氧量偏低。335MW负荷下，省煤器出口氧量仅为1.06％，而燃用无烟煤的锅炉设计运行氧量通常在3.35％以上，无法及时补充氧量将导致飞灰含碳量的大幅增加。在
262MW负荷时，运行氧量提高至1.60％以上，飞灰含碳量也即随之下降。上述各实施例中，在
335MW负荷下，送风量控制在241m3/s，运行氧量1.83％以上；在300MW负荷下，送风量控制在
222m3/s，运行氧量2.58％以上。
262MW负荷时，运行氧量提高至1.60％以上，飞灰含碳量也即随之下降。上述各实施例中，在
335MW负荷下，送风量控制在241m3/s，运行氧量1.83％以上；在300MW负荷下，送风量控制在
222m3/s，运行氧量2.58％以上。
[0242] 上述各实施例中，消旋拉杆放置于最低位置。消旋拉杆的位置对锅炉能耗也有一定影响。将消旋拉杆全部在最低位置，锅炉效率相对较高，过热器减温水量可降低约10t/h
以上，飞灰含碳量也有所下降，是较经济的运行方式。
以上，飞灰含碳量也有所下降，是较经济的运行方式。
[0243] 本发明选择：煤质1——高平无烟煤、煤质2——吕梁烟煤、煤质3——长治贫煤、煤质4——25％无烟煤+75％烟煤、煤质5——50％无烟煤+50％烟煤、煤质6——75％无烟煤+
25％烟煤、煤质7——75％贫煤+25％烟煤、煤质8——32.5％无烟煤+30％贫煤+37.5％烟
煤、煤质9——25％无烟煤+35％贫煤+40％烟煤、煤质10——20％无烟煤+42.5％贫煤+
37.5％烟煤进行不同煤质元素和工业分析。对晋东南山西高平无烟煤、山西晋中吕梁烟煤、
山西晋东南长治贫煤，以及各种不同煤质混合样品进行了不同煤种的热重分析，得到煤的
热重(TG)曲线，由TG曲线可以得到失重率。
25％烟煤、煤质7——75％贫煤+25％烟煤、煤质8——32.5％无烟煤+30％贫煤+37.5％烟
煤、煤质9——25％无烟煤+35％贫煤+40％烟煤、煤质10——20％无烟煤+42.5％贫煤+
37.5％烟煤进行不同煤质元素和工业分析。对晋东南山西高平无烟煤、山西晋中吕梁烟煤、
山西晋东南长治贫煤，以及各种不同煤质混合样品进行了不同煤种的热重分析，得到煤的
热重(TG)曲线，由TG曲线可以得到失重率。
[0244] 试验在10～20μl/min通气流量下进行测试，可以控制燃烧过量空气系数在1.2左右。样品质量为20±0.1mg，预先进行干燥；煤粉粒度为﹤0.2mm；升温速率为40K/min；空气流量为100ml/min；工作温度：室温～1200℃。试验时以40℃/min升温至1200℃，恒温5min，得到燃烧特性曲线。烟煤较无烟煤先进入燃烧失重区域，也早达到燃烧失重结束温度，随着烟
煤掺配比例的提高，整个曲线向左侧移动，证明燃烧情况发生变化，由较难燃烧逐渐向较易
燃烧过度。
煤掺配比例的提高，整个曲线向左侧移动，证明燃烧情况发生变化，由较难燃烧逐渐向较易
燃烧过度。
[0245] 图12为无烟煤与烟煤不同比例失重分析比较。从图中可以看出，在无烟煤中掺配烟煤，随着烟煤比例的增加，燃烧失重开始温度和结束温度明显下降，说明高挥发分的烟煤
对无烟煤的着火有一定的影响。当无烟煤比例大于50％时，烟煤对混合煤样的着火影响变
小，证明如果采用烟煤和无烟煤掺配的分级燃烧方式，应该保证烟煤比例高于50％，才能保
证分级燃烧的作用。
对无烟煤的着火有一定的影响。当无烟煤比例大于50％时，烟煤对混合煤样的着火影响变
小，证明如果采用烟煤和无烟煤掺配的分级燃烧方式，应该保证烟煤比例高于50％，才能保
证分级燃烧的作用。
[0246] 混合煤质的最大失重温度如图13所示。通过热重分析试验，考虑烟煤、无烟煤按照＞1:1，甚至3：1的比例掺配，能够改变入炉煤质的燃烧特性，形成炉内分级燃烧方式，可以降低煤粉着火温度，改善炉内的燃烧状况，确保煤粉的燃尽，对锅炉点火、稳燃具有明显优
势。
势。
[0248] 从试验中可以看出，烟煤、贫煤NO的排放较高。随着烟煤、贫煤比例的提高，NO排放也逐渐升高，这种NO属于燃料型NOx，可通过燃烧和配风方式的调整减少NOx的排放。
[0249] 从试验中，明显烟煤、贫煤比例的提高，也较易产生CO、H2S等还原性气体，对受热面的高温腐蚀特性增强，在实际燃烧过程中应引起重视。
[0250] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和
变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
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