第３９卷第８期第８期年８月２００６
中国电力Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．８
宋绍伟等：“Ｗ”火焰锅炉炉膛负压波动大的原因分析与对策Ａｕｇ．２００６ＥＬＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲ
发电技术
火焰锅炉炉膛负压波动大的原因分析与对策“Ｗ”
宋绍伟１，邱现堂１，杨真学１，周海清１，李
（１．山东菏泽发电厂，山东菏泽
摘
琳１，刘晓宏２
７１００３２）
２７４０３２；２．西安热工研究院有限公司，陕西西安
要：介绍了“Ｗ”火焰锅炉燃烧系统的设计特点，该锅炉运行过程中出现了炉膛负压波动大、燃烧不
稳定的问题。对该炉实际运行情况的分析研究表明：锅炉控制系统的稳定性偏低、燃烧调整不平衡、燃煤煤种偏离设计煤种过大以及各煤粉管道风煤比偏差过大是造成炉膛负压波动大的关键问题。通过优化调整燃烧、加强燃用煤质管理、减小各煤粉管道风煤比偏差、增加炉膛卫燃带的敷设面积、加大磨煤机出力裕度，保证满负荷运行中合理的煤粉细度等措施，基本消除了炉膛负压波动大的问题，同时还降低了锅炉飞灰可燃物质量分数。
关键词：“Ｗ”火焰锅炉；炉膛负压；燃烧器中图分类号：ＴＫ２２３．２１
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００４－９６４９（２００６）０８－００４５－０４
近年来，由于设备、煤质以及燃烧调整等方面的原因，菏泽发电厂４号锅炉出现了炉膛负压波动大、火焰图像忽明忽暗燃烧不稳定、负荷响应慢、飞灰可燃物质量分数偏高的现象，严重影响了锅炉的安全经济运行。
口、烟风系统及辅机、炉膛及燃烧室等组成。炉膛在
２３ｍ高度炉拱处分为上下２部分，下炉膛截面为１９．３２ｍ×１５．６３ｍ，呈八角形；上炉膛为１９．３２０ｍ×７．１７６ｍ，呈长方形；炉膛容积为６５５７ｍ３。炉膛四周
敷设５６９ｍ２卫燃带。
该炉制粉系统配有３台美国Ｓｖｅｄａｌａ公司制造的双进双出钢球磨煤机，每台磨煤机分为两端，每端各连接一粗粉分离器，由粗粉分离器出口的一次风管道在炉本体２８ｍ处又通过分配器分为２根，３台磨煤机共有１２根一次风管道至燃烧器前，每一管道连接１台旋风子分离器（进行浓淡分离，分为煤粉炉膛前后两流、乏气流２部分，分别进入炉膛燃烧）。侧炉拱处各布置了３组直流垂直下射狭缝式燃烧器，每组燃烧器由４只主煤粉喷口、４只乏气喷口、８只二次风喷口组成。二次风喷口分别设在主煤粉喷在口和乏气喷口的两侧，每组燃烧器设有２支油枪。炉膛后墙炉底处设置了炉底注入热风，用以负荷改变时调整再热汽温。
１燃烧系统设计特点
菏泽发电厂二期工程２×３００ＭＷ机组，配备了
英国ＭｉｔｓｕｉＢａｂｃｏｃｋ公司生产的型号为ＭＢＥＬ－平衡通１０２５／１７．３－５４１／５４１锅炉。该锅炉为单炉膛、风、一次中间再热、亚临界参数、自然循环、单汽包锅炉，蒸发量为１０２５ｔ／ｈ，正压直吹式制粉系统，“Ｗ”型火焰燃烧方式。锅炉设计煤种为８５％无烟煤＋１５％半无烟煤，设计煤种特性见表１。
锅炉燃烧系统由制粉及分离装置、燃烧器及喷
表１
设计煤种特性
Ｔａｂ．１
Ｄｅｓｉｇｎｅｄｃｏａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
磨煤机、燃烧器的布置见图１，每组煤粉燃烧器结构见图２。
火焰锅炉炉膛负压波动大原因分析２“Ｗ”
２．１
控制系统的稳定性偏低
当锅炉燃烧工况受到较大幅度的外扰时（如大幅度增减负荷、锅炉燃料量突变、重要辅机故障掉闸等），由于控制系统不稳定，而引起燃烧工况的波动。菏泽发电厂４号锅炉送风机风量自动调节依据是二
收稿日期：２００６－０３－２１；修回日期：２００６－０５－１８
作者简介：宋绍伟（１９７７－），男，山东郓城人，工程师，从事火电厂基建安装调试和技术管理工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｏｎｇｓｈｗ＠
中国电力第３９卷
化的燃烧器着火情况迅速好转（可稳定着火的煤粉所占比例突然大幅增加）、燃烧器热功率大幅增加，机组负荷快速上升。由于前期燃料量的过量供给，必然会导致机组负荷的上升超过设定值。此时，控制系统为了维持负荷在设定值，会自动减少锅炉的燃料供给量，减弱燃烧，炉膛温度下降。着火较差的燃烧器的燃烧情况又会逐渐变差，发生燃烧恶化周而复始，引起炉膛负压波动大。在这种情况下，炉膛负压
图１
磨煤机、燃烧器布置示意
波动一般会随负荷的升高而增大，当达到临界状态时会发生灭火［１］。２００５－０７－１９Ｔ１６：３５：００，菏泽发电厂４号炉负荷２７０ＭＷ，主蒸汽压力１６．５ＭＰａ，主蒸火焰图像时亮时暗，Ａ１、汽温度５４１℃。Ｂ２煤火检在
Ｆｉｇ．１Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｐｕｌｖｅｒｉｚｅｒｓａｎｄｂｕｒｎｅｒｓ
１５％～９５％大幅度波动，炉膛负压波动明显增大
（－４００￣＋３００Ｐａ）。运行人员及时解除送风机自动调节，减少送风量，同时将机组负荷降至２４０ＭＷ，炉膛负压随即稳定下来。
２．３
图２
燃烧器结构示意
煤质及负荷变化对燃烧影响较大
在实际运行中煤种变化是经常的，有时偏离设
计值，即使混煤时，如果不均匀，对负荷及燃烧影响较大。目前机组在一次调频、自动发电控制方式运行时间较长，因此这种变化难以满足系统负荷需求，使一次调频、自动发电控制投入率降低。从燃烧不稳时取得煤样看：一种情况是挥发分较低时出现燃烧不稳定的现象；另一种情况是固定碳质量分数较高时出现燃烧不稳定的现象。在挥发分较低时，由于燃烧推迟，火焰下冲严重，使着火困难，出现燃烧不稳定的情况，引起炉膛负压波动明显增大。韶关电厂１０号锅炉在调试初期，未注意到煤种变化大，以至经常出现在某个时期内锅炉燃烧稳定，但运行不到一二个小时，锅炉负压波动增大，负荷下降，于是运行人员开始增加磨煤机出力，维持锅炉出力，但随之而来燃的是锅炉负压波动更大，最终导致锅炉因负压大、烧不稳而灭火［２］。
Ｆｉｇ．２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｂｕｒｎｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
次风母管压力，很容易造成炉膛负压波动。例如在协调控制投入，送风机自动投入的情况下，如果粗粉分离器回粉管锁气器动作造成炉膛负压突然变正，相应的二次风母管压力也会相应升高，而此时进入炉膛的空气量是降低的，但是送风机自动跟踪的是二次风母管压力，会自动地关小送风机的动叶使送风量进一步减少，回粉管锁气器恢复正常后，会使炉膛负压向负方向大幅度减少，如此循环，炉膛负压会大幅度地波动起来而且不可能自动停止。在实际运行中，菏泽发电厂４号锅炉曾多次出现类似问题，把送风控制由切至“自动”“手动”，炉膛负压会慢慢恢复正常。
２．２燃烧器出力、燃烧调整不平衡
当燃烧器出力、锅炉供风以及燃烧调整不平衡
２．４各煤粉管道粉量偏差、风煤比偏差较大
锅炉每组燃烧器呈独立的配风体系，２组燃烧
时，必然会导致一些燃烧器的着火条件变差，煤粉着火推迟，燃烧速度降低。例如，在升负荷过程中，一、二次风速增加，会使燃烧器着火区域的散热量增加；同时炉膛温度升高，会使煤粉着火条件改善。在此过程中，如果某些燃烧器着火区域散热量的增加对燃烧产生的负面影响大于由炉温提高而产生的正面影响，就会使燃烧器的着火条件随负荷升高逐渐变差。当达到某一临界值时，会使得该燃烧器的燃烧情况突然恶化（可稳定着火的煤粉所占比例突然大幅减燃烧器的热功率大幅下降。同时，邻近的燃烧器少）、
也必然会受到影响，而导致燃烧工况变差，热功率减小，机组负荷下降。此时，控制系统出于稳定机组负荷的需要，会自动增加燃料量。随着燃料量的增加，
，使得煤粉着火条件改善，发生燃烧恶
器间隔２．４ｍ，炉内几乎为平行流场，气流横向混合性能较差而影响风煤的后期混合，过剩氧质量分数高于设计值，且每组燃烧器的风煤配比均衡，才能获得较高的燃尽度。菏泽发电厂４号锅炉煤粉管道粉量偏差高达３３．０６％，
煤粉管道风煤比偏差高达
《火力发电厂煤粉制备系２１．３％（见表２），远远超过
统和设计方法》中所要求的小于８％和小于１０％，表现为燃烧状况不理想、负荷响应慢、炉膛负压波动大、炉渣可燃物高，严重影响了锅炉的安全经济运行。另外，空气预热器蓄热元件部分变形、堵灰，也会引起炉膛压力周期性脉动。
２．５磨煤机料位对锅炉燃烧的影响
料位建立对双进双出钢球磨煤机非常重要，它
第８期宋绍伟等：“Ｗ”火焰锅炉炉膛负压波动大的原因分析与对策
表２磨煤机煤粉管道出力影响。理论研究和运行实践表明，对于低挥发分煤种，煤粉磨的更细一些，对其着火和燃尽都十分有
Ｔａｂ．２
Ｃｏａｌｏｕｔｐｕｔｏｆｐｕｌｖｅｒｉｚｅｒ
利。西安热工研究院修订的“电站磨煤机及制粉系统选型导则”（ＤＬ／Ｔ４６６－２００４）中，将原导则中煤粉细度的推荐公式由Ｒ９０＝０．５ｎＶｄａｆ＋４修正为Ｒ９０＝０．５ｎＶｄａｆ，并对降低煤粉细度经济性做了认真的比较［５］。按西安热工研究院的研究，对于设计和实际燃用煤种，菏泽发电厂二期火焰锅炉合理的煤粉细度为“Ｗ”
Ｒ９０＝５．６％乃至更细一些较合适。
煤粉细度受煤的可磨性系数、磨煤机料位、磨煤机钢球装载量、磨煤机风量等的影响。运行中煤粉细度采用分离器挡板开度进行调整。同时，根据磨煤机功率的变化及时补加钢球，每台磨煤机每周加１ｔ钢球，一般控制磨煤机功率在１２５０ｋＷ，亦可根据磨煤机的功率变化随时补加钢球。目前，磨煤机运行稳定出力得到较大提高，满足了锅炉对煤粉细度的要求。
不仅是投入磨煤机风量自动和煤量自动的基础，而且对煤粉细度有很大影响。双进双出钢球磨煤机在启动或正常运行时，建立料位或维持料位稳定的过程中，
风粉气流的震荡和波动会对锅炉燃烧造成
是引起炉膛负压波动大的重要原因
较强的冲击，之一［３］。
３炉膛负压波动大的预防及解决
由以上分析可知，炉膛负压波动大的问题主要
３．４风量标定
完善和改进测量手段，做到对风量及风粉混合
物参数的有效、准确测量和监视，是减小燃烧器偏差、预防炉膛负压大幅度波动、提高燃烧经济性的有效手段。目前二次风量虽有指示，但无法确定是否准确，升降负荷时运行人员凭经验手动控制挡板开度和二次风压，稍有偏差就可能引起炉膛负压波动，运行中存在隐患。为此，锅炉启动前，对燃烧系统和制粉系统的主要风量进行标定，
这些风量包
每套制粉系统一括：６组燃烧器入口的分二次风量、
次风量和炉底注入风量，这些风量是优化燃烧的依据。同时，进一步优化协调控制参数，提高控制系统的稳定性。
是由于控制系统的稳定性偏低，燃烧器出力、锅炉供风以及燃烧调整不平衡，燃煤煤种偏离设计煤种过大，各煤粉管道风煤比偏差过大引起的。所以，炉膛负压波动大的预防及解决应从以下几方面进行。
３．１加强燃烧调整合理配风
炉膛负压波动偏大时，在满足锅炉过热汽温和
再热汽温要求的同时，省煤器出口烟气含氧质量分数控制在３．０％～４．０％，尽可能地减少锅炉总风量，以免炉膛负压大幅度波动，造成锅炉灭火。磨煤机出口温度越高，煤粉越容易着火，在磨煤机轴承温度允许的条件下尽可能地提高磨煤机出口温度［４］。运行调整只能在保证安全性的前提下，尽最大可能提高经济性。
３．５减小各煤粉管道风煤比偏差
目前，安装有西安热工研究院最新开发的（专利
技术）双可调煤粉分配器的３号锅炉同４号锅炉相比燃烧性能较好、负荷响应快、炉膛负压稳定、炉渣可燃物和飞灰可燃物较低。建议将４号炉煤粉分配器更换为双可调煤粉分配器，降低各煤粉管道风煤比偏差和速度偏差以提高各燃烧器之间的均匀性，改善燃烧器的着火条件，提高其着火稳定性。
３．２强化燃用煤质管理
为确保锅炉运行的可靠性和经济性，必须将燃
用煤质控制在适当范围内。燃料车间强化对燃料运行人员的管理和考核，加强对燃料运行人员在配煤方面的技术培训，使每个燃料运行人员对运行中来煤、煤罐存煤、上煤等相关环节进行分析和推算，把配煤细化和量化，在煤种多变情况下，熟练地按锅炉燃煤质量要求合理配煤，保证入炉煤质量。健全配煤掺烧快速反应机制，管理人员和煤检验人员随时候命，锅炉燃烧出现不稳时，快速启动应急预案：化学分析、燃料部、发电部管理人员紧急行动，指导上煤和锅炉燃烧调整，确保煤种正确更换或掺配，维护机组稳定。燃料皮带运行各班随时做好配煤掺烧记录，发电部每周进行１次检查和分析，及时总结经验。
３．６适当增加炉膛卫燃带面积
型火焰锅炉敷设卫燃带是燃烧低挥发分煤“Ｗ”
的必要手段，也是为了强化低挥发分煤的着火和燃尽所需高火焰温度的需要。下炉膛敷设一定面积的卫燃带保证了炉内高温和煤粉气流的迅速着火。同时这样一种特殊的火焰形状和较大的下炉膛使煤粉颗粒在炉内特别是在高温区流动路径充分利用炉内高温烟气的回流卷吸，使煤粉气流在炉内停留时间加长，从而保证了低挥发分煤的稳燃及良好的燃尽条件。卫燃带对于提高火焰根部温度、低负荷状态下３．３合理选择煤粉细度适当加大磨煤机出力裕度
煤粉细度对燃烧的稳定性和经济性有相当大的
中国电力第３９卷
设计整个炉膛内均敷设有５６９ｍ２卫燃带，炉膛温度很高，后因种种原因拆除掉两侧墙和前后墙部分卫燃带，现在留有２４２．４ｍ２的卫燃带（由于锅炉运行中卫燃带脱落，２００５－１２４号锅炉停炉，技术人员进入炉膛检查发现卫燃带面积仅剩１２０ｍ２），造成炉膛温度下降。建议增加卫燃带的敷设面积，以提高炉膛温度水平和蓄热能力。
ＣＨＥＮＧＺｈｉ－ｈａｉ．ＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｐｕｌｓａｔｉｎｇｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆＷ－ｔｙｐｅｆｌａｍｅｂｏｉｌｅｒｓ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３（２）：２４－２６．［２］徐齐胜，马
斌，罗
萌，等．Ｗ火焰锅炉的稳燃试验研究［Ｊ］．华
东电力，２００３（６）：６９－７１．
ＸＵＱｉ－ｓｈｅｎｇ，ＭＡＢｉｎ，ＬＵＯＭｅｎｇ，ｅｔａｌ．Ｔｅｓｔ＆ｓｔｕｄｙｏｆｓｔａｂｌｅｃｏｍ－ｂｕｓｔｉｏｎｉｎｂｏｉｌｅｒｗｉｔｈＷｓｈａｐｅｆｌａｍｅ［Ｊ］．ＥａｓｔＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，２００３（６）：６９－７１．［３］刘福国，崔
辉，董
建．配双进双出磨煤机的型火焰锅炉“Ｗ”
燃烧优化调试［Ｊ］．中国电力，２００５，３８（８）：７７－８１．
４结语
通过对菏泽发电厂４号锅炉加强燃用煤质管
ＬＩＵＦｕ－ｇｕｏ，ＣＵＩＨｕｉ，ＤＯＮＧＪｉａｎ．ＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＷ－ｆｉｒｅｄｂｏｉｌｅｒｅｑｕｉｐｐｅｄｗｉｔｈｄｏｕｂｌｅｉｎｌｅｔａｎｄｏｕｔｌｅｔｐｕｌｖｅｒｉｚｅｒｓ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，２００５，３８（８）：７７－８１．
型火焰锅炉若干问题研究［Ｊ］．［４］许传凯．低挥发分煤的燃烧与“Ｗ”
中国电力，２００４，３７（７）：３７－４０．
理、减小各煤粉管道风煤比偏差、增加炉膛卫燃带的敷设面积、适当加大磨煤机出力裕度，保证满负荷运行中合理的煤粉细度Ｒ９０＝０．５ｎＶｄａｆ等措施，炉膛负压的波动幅度由－４００～＋３００Ｐａ减小到－１００～０Ｐａ。同时，还降低了锅炉飞灰可燃物质量分数，锅炉运行可靠性和经济性明显提高。
ＸＵＣｈｕａｎ－ｋａｉ．Ｓｅｖｅｒａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｗｉｔｈｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆｌｏｗ－ｖｏｌａｔｉｌｅｃｏａｌａｎｄＷ－ｆｌａｍｅｂｏｉｌｅｒ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，２００４，３７（７）：３７－４０．［５］毕玉森，陈国辉．低挥发分煤种与Ｗ型火焰锅炉［Ｊ］．热力发电，
２００５（７）：７－１０．
参考文献：
ＢＩＹｕ－ｓｅｎ，ＣＨＥＮＧｕｏ－ｈｕｉ．ＬｏｗｖｏｌａｔｉｌｅｃｏａｌｓｏｒｔａｎｄＷ－ｓｈａｐｅｄ
第３９卷第８期第８期年８月２００６
中国电力Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．８
宋绍伟等：“Ｗ”火焰锅炉炉膛负压波动大的原因分析与对策Ａｕｇ．２００６ＥＬＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲ
发电技术
火焰锅炉炉膛负压波动大的原因分析与对策“Ｗ”
宋绍伟１，邱现堂１，杨真学１，周海清１，李
（１．山东菏泽发电厂，山东菏泽
摘
琳１，刘晓宏２
７１００３２）
２７４０３２；２．西安热工研究院有限公司，陕西西安
要：介绍了“Ｗ”火焰锅炉燃烧系统的设计特点，该锅炉运行过程中出现了炉膛负压波动大、燃烧不
稳定的问题。对该炉实际运行情况的分析研究表明：锅炉控制系统的稳定性偏低、燃烧调整不平衡、燃煤煤种偏离设计煤种过大以及各煤粉管道风煤比偏差过大是造成炉膛负压波动大的关键问题。通过优化调整燃烧、加强燃用煤质管理、减小各煤粉管道风煤比偏差、增加炉膛卫燃带的敷设面积、加大磨煤机出力裕度，保证满负荷运行中合理的煤粉细度等措施，基本消除了炉膛负压波动大的问题，同时还降低了锅炉飞灰可燃物质量分数。
关键词：“Ｗ”火焰锅炉；炉膛负压；燃烧器中图分类号：ＴＫ２２３．２１
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００４－９６４９（２００６）０８－００４５－０４
近年来，由于设备、煤质以及燃烧调整等方面的原因，菏泽发电厂４号锅炉出现了炉膛负压波动大、火焰图像忽明忽暗燃烧不稳定、负荷响应慢、飞灰可燃物质量分数偏高的现象，严重影响了锅炉的安全经济运行。
口、烟风系统及辅机、炉膛及燃烧室等组成。炉膛在
２３ｍ高度炉拱处分为上下２部分，下炉膛截面为１９．３２ｍ×１５．６３ｍ，呈八角形；上炉膛为１９．３２０ｍ×７．１７６ｍ，呈长方形；炉膛容积为６５５７ｍ３。炉膛四周
敷设５６９ｍ２卫燃带。
该炉制粉系统配有３台美国Ｓｖｅｄａｌａ公司制造的双进双出钢球磨煤机，每台磨煤机分为两端，每端各连接一粗粉分离器，由粗粉分离器出口的一次风管道在炉本体２８ｍ处又通过分配器分为２根，３台磨煤机共有１２根一次风管道至燃烧器前，每一管道连接１台旋风子分离器（进行浓淡分离，分为煤粉炉膛前后两流、乏气流２部分，分别进入炉膛燃烧）。侧炉拱处各布置了３组直流垂直下射狭缝式燃烧器，每组燃烧器由４只主煤粉喷口、４只乏气喷口、８只二次风喷口组成。二次风喷口分别设在主煤粉喷在口和乏气喷口的两侧，每组燃烧器设有２支油枪。炉膛后墙炉底处设置了炉底注入热风，用以负荷改变时调整再热汽温。
１燃烧系统设计特点
菏泽发电厂二期工程２×３００ＭＷ机组，配备了
英国ＭｉｔｓｕｉＢａｂｃｏｃｋ公司生产的型号为ＭＢＥＬ－平衡通１０２５／１７．３－５４１／５４１锅炉。该锅炉为单炉膛、风、一次中间再热、亚临界参数、自然循环、单汽包锅炉，蒸发量为１０２５ｔ／ｈ，正压直吹式制粉系统，“Ｗ”型火焰燃烧方式。锅炉设计煤种为８５％无烟煤＋１５％半无烟煤，设计煤种特性见表１。
锅炉燃烧系统由制粉及分离装置、燃烧器及喷
表１
设计煤种特性
Ｔａｂ．１
Ｄｅｓｉｇｎｅｄｃｏａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
磨煤机、燃烧器的布置见图１，每组煤粉燃烧器结构见图２。
火焰锅炉炉膛负压波动大原因分析２“Ｗ”
２．１
控制系统的稳定性偏低
当锅炉燃烧工况受到较大幅度的外扰时（如大幅度增减负荷、锅炉燃料量突变、重要辅机故障掉闸等），由于控制系统不稳定，而引起燃烧工况的波动。菏泽发电厂４号锅炉送风机风量自动调节依据是二
收稿日期：２００６－０３－２１；修回日期：２００６－０５－１８
作者简介：宋绍伟（１９７７－），男，山东郓城人，工程师，从事火电厂基建安装调试和技术管理工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｏｎｇｓｈｗ＠
中国电力第３９卷
化的燃烧器着火情况迅速好转（可稳定着火的煤粉所占比例突然大幅增加）、燃烧器热功率大幅增加，机组负荷快速上升。由于前期燃料量的过量供给，必然会导致机组负荷的上升超过设定值。此时，控制系统为了维持负荷在设定值，会自动减少锅炉的燃料供给量，减弱燃烧，炉膛温度下降。着火较差的燃烧器的燃烧情况又会逐渐变差，发生燃烧恶化周而复始，引起炉膛负压波动大。在这种情况下，炉膛负压
图１
磨煤机、燃烧器布置示意
波动一般会随负荷的升高而增大，当达到临界状态时会发生灭火［１］。２００５－０７－１９Ｔ１６：３５：００，菏泽发电厂４号炉负荷２７０ＭＷ，主蒸汽压力１６．５ＭＰａ，主蒸火焰图像时亮时暗，Ａ１、汽温度５４１℃。Ｂ２煤火检在
Ｆｉｇ．１Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｐｕｌｖｅｒｉｚｅｒｓａｎｄｂｕｒｎｅｒｓ
１５％～９５％大幅度波动，炉膛负压波动明显增大
（－４００￣＋３００Ｐａ）。运行人员及时解除送风机自动调节，减少送风量，同时将机组负荷降至２４０ＭＷ，炉膛负压随即稳定下来。
２．３
图２
燃烧器结构示意
煤质及负荷变化对燃烧影响较大
在实际运行中煤种变化是经常的，有时偏离设
计值，即使混煤时，如果不均匀，对负荷及燃烧影响较大。目前机组在一次调频、自动发电控制方式运行时间较长，因此这种变化难以满足系统负荷需求，使一次调频、自动发电控制投入率降低。从燃烧不稳时取得煤样看：一种情况是挥发分较低时出现燃烧不稳定的现象；另一种情况是固定碳质量分数较高时出现燃烧不稳定的现象。在挥发分较低时，由于燃烧推迟，火焰下冲严重，使着火困难，出现燃烧不稳定的情况，引起炉膛负压波动明显增大。韶关电厂１０号锅炉在调试初期，未注意到煤种变化大，以至经常出现在某个时期内锅炉燃烧稳定，但运行不到一二个小时，锅炉负压波动增大，负荷下降，于是运行人员开始增加磨煤机出力，维持锅炉出力，但随之而来燃的是锅炉负压波动更大，最终导致锅炉因负压大、烧不稳而灭火［２］。
Ｆｉｇ．２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｂｕｒｎｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
次风母管压力，很容易造成炉膛负压波动。例如在协调控制投入，送风机自动投入的情况下，如果粗粉分离器回粉管锁气器动作造成炉膛负压突然变正，相应的二次风母管压力也会相应升高，而此时进入炉膛的空气量是降低的，但是送风机自动跟踪的是二次风母管压力，会自动地关小送风机的动叶使送风量进一步减少，回粉管锁气器恢复正常后，会使炉膛负压向负方向大幅度减少，如此循环，炉膛负压会大幅度地波动起来而且不可能自动停止。在实际运行中，菏泽发电厂４号锅炉曾多次出现类似问题，把送风控制由切至“自动”“手动”，炉膛负压会慢慢恢复正常。
２．２燃烧器出力、燃烧调整不平衡
当燃烧器出力、锅炉供风以及燃烧调整不平衡
２．４各煤粉管道粉量偏差、风煤比偏差较大
锅炉每组燃烧器呈独立的配风体系，２组燃烧
时，必然会导致一些燃烧器的着火条件变差，煤粉着火推迟，燃烧速度降低。例如，在升负荷过程中，一、二次风速增加，会使燃烧器着火区域的散热量增加；同时炉膛温度升高，会使煤粉着火条件改善。在此过程中，如果某些燃烧器着火区域散热量的增加对燃烧产生的负面影响大于由炉温提高而产生的正面影响，就会使燃烧器的着火条件随负荷升高逐渐变差。当达到某一临界值时，会使得该燃烧器的燃烧情况突然恶化（可稳定着火的煤粉所占比例突然大幅减燃烧器的热功率大幅下降。同时，邻近的燃烧器少）、
也必然会受到影响，而导致燃烧工况变差，热功率减小，机组负荷下降。此时，控制系统出于稳定机组负荷的需要，会自动增加燃料量。随着燃料量的增加，
，使得煤粉着火条件改善，发生燃烧恶
器间隔２．４ｍ，炉内几乎为平行流场，气流横向混合性能较差而影响风煤的后期混合，过剩氧质量分数高于设计值，且每组燃烧器的风煤配比均衡，才能获得较高的燃尽度。菏泽发电厂４号锅炉煤粉管道粉量偏差高达３３．０６％，
煤粉管道风煤比偏差高达
《火力发电厂煤粉制备系２１．３％（见表２），远远超过
统和设计方法》中所要求的小于８％和小于１０％，表现为燃烧状况不理想、负荷响应慢、炉膛负压波动大、炉渣可燃物高，严重影响了锅炉的安全经济运行。另外，空气预热器蓄热元件部分变形、堵灰，也会引起炉膛压力周期性脉动。
２．５磨煤机料位对锅炉燃烧的影响
料位建立对双进双出钢球磨煤机非常重要，它
第８期宋绍伟等：“Ｗ”火焰锅炉炉膛负压波动大的原因分析与对策
表２磨煤机煤粉管道出力影响。理论研究和运行实践表明，对于低挥发分煤种，煤粉磨的更细一些，对其着火和燃尽都十分有
Ｔａｂ．２
Ｃｏａｌｏｕｔｐｕｔｏｆｐｕｌｖｅｒｉｚｅｒ
利。西安热工研究院修订的“电站磨煤机及制粉系统选型导则”（ＤＬ／Ｔ４６６－２００４）中，将原导则中煤粉细度的推荐公式由Ｒ９０＝０．５ｎＶｄａｆ＋４修正为Ｒ９０＝０．５ｎＶｄａｆ，并对降低煤粉细度经济性做了认真的比较［５］。按西安热工研究院的研究，对于设计和实际燃用煤种，菏泽发电厂二期火焰锅炉合理的煤粉细度为“Ｗ”
Ｒ９０＝５．６％乃至更细一些较合适。
煤粉细度受煤的可磨性系数、磨煤机料位、磨煤机钢球装载量、磨煤机风量等的影响。运行中煤粉细度采用分离器挡板开度进行调整。同时，根据磨煤机功率的变化及时补加钢球，每台磨煤机每周加１ｔ钢球，一般控制磨煤机功率在１２５０ｋＷ，亦可根据磨煤机的功率变化随时补加钢球。目前，磨煤机运行稳定出力得到较大提高，满足了锅炉对煤粉细度的要求。
不仅是投入磨煤机风量自动和煤量自动的基础，而且对煤粉细度有很大影响。双进双出钢球磨煤机在启动或正常运行时，建立料位或维持料位稳定的过程中，
风粉气流的震荡和波动会对锅炉燃烧造成
是引起炉膛负压波动大的重要原因
较强的冲击，之一［３］。
３炉膛负压波动大的预防及解决
由以上分析可知，炉膛负压波动大的问题主要
３．４风量标定
完善和改进测量手段，做到对风量及风粉混合
物参数的有效、准确测量和监视，是减小燃烧器偏差、预防炉膛负压大幅度波动、提高燃烧经济性的有效手段。目前二次风量虽有指示，但无法确定是否准确，升降负荷时运行人员凭经验手动控制挡板开度和二次风压，稍有偏差就可能引起炉膛负压波动，运行中存在隐患。为此，锅炉启动前，对燃烧系统和制粉系统的主要风量进行标定，
这些风量包
每套制粉系统一括：６组燃烧器入口的分二次风量、
次风量和炉底注入风量，这些风量是优化燃烧的依据。同时，进一步优化协调控制参数，提高控制系统的稳定性。
是由于控制系统的稳定性偏低，燃烧器出力、锅炉供风以及燃烧调整不平衡，燃煤煤种偏离设计煤种过大，各煤粉管道风煤比偏差过大引起的。所以，炉膛负压波动大的预防及解决应从以下几方面进行。
３．１加强燃烧调整合理配风
炉膛负压波动偏大时，在满足锅炉过热汽温和
再热汽温要求的同时，省煤器出口烟气含氧质量分数控制在３．０％～４．０％，尽可能地减少锅炉总风量，以免炉膛负压大幅度波动，造成锅炉灭火。磨煤机出口温度越高，煤粉越容易着火，在磨煤机轴承温度允许的条件下尽可能地提高磨煤机出口温度［４］。运行调整只能在保证安全性的前提下，尽最大可能提高经济性。
３．５减小各煤粉管道风煤比偏差
目前，安装有西安热工研究院最新开发的（专利
技术）双可调煤粉分配器的３号锅炉同４号锅炉相比燃烧性能较好、负荷响应快、炉膛负压稳定、炉渣可燃物和飞灰可燃物较低。建议将４号炉煤粉分配器更换为双可调煤粉分配器，降低各煤粉管道风煤比偏差和速度偏差以提高各燃烧器之间的均匀性，改善燃烧器的着火条件，提高其着火稳定性。
３．２强化燃用煤质管理
为确保锅炉运行的可靠性和经济性，必须将燃
用煤质控制在适当范围内。燃料车间强化对燃料运行人员的管理和考核，加强对燃料运行人员在配煤方面的技术培训，使每个燃料运行人员对运行中来煤、煤罐存煤、上煤等相关环节进行分析和推算，把配煤细化和量化，在煤种多变情况下，熟练地按锅炉燃煤质量要求合理配煤，保证入炉煤质量。健全配煤掺烧快速反应机制，管理人员和煤检验人员随时候命，锅炉燃烧出现不稳时，快速启动应急预案：化学分析、燃料部、发电部管理人员紧急行动，指导上煤和锅炉燃烧调整，确保煤种正确更换或掺配，维护机组稳定。燃料皮带运行各班随时做好配煤掺烧记录，发电部每周进行１次检查和分析，及时总结经验。
３．６适当增加炉膛卫燃带面积
型火焰锅炉敷设卫燃带是燃烧低挥发分煤“Ｗ”
的必要手段，也是为了强化低挥发分煤的着火和燃尽所需高火焰温度的需要。下炉膛敷设一定面积的卫燃带保证了炉内高温和煤粉气流的迅速着火。同时这样一种特殊的火焰形状和较大的下炉膛使煤粉颗粒在炉内特别是在高温区流动路径充分利用炉内高温烟气的回流卷吸，使煤粉气流在炉内停留时间加长，从而保证了低挥发分煤的稳燃及良好的燃尽条件。卫燃带对于提高火焰根部温度、低负荷状态下３．３合理选择煤粉细度适当加大磨煤机出力裕度
煤粉细度对燃烧的稳定性和经济性有相当大的
中国电力第３９卷
设计整个炉膛内均敷设有５６９ｍ２卫燃带，炉膛温度很高，后因种种原因拆除掉两侧墙和前后墙部分卫燃带，现在留有２４２．４ｍ２的卫燃带（由于锅炉运行中卫燃带脱落，２００５－１２４号锅炉停炉，技术人员进入炉膛检查发现卫燃带面积仅剩１２０ｍ２），造成炉膛温度下降。建议增加卫燃带的敷设面积，以提高炉膛温度水平和蓄热能力。
ＣＨＥＮＧＺｈｉ－ｈａｉ．ＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｐｕｌｓａｔｉｎｇｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆＷ－ｔｙｐｅｆｌａｍｅｂｏｉｌｅｒｓ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３（２）：２４－２６．［２］徐齐胜，马
斌，罗
萌，等．Ｗ火焰锅炉的稳燃试验研究［Ｊ］．华
东电力，２００３（６）：６９－７１．
ＸＵＱｉ－ｓｈｅｎｇ，ＭＡＢｉｎ，ＬＵＯＭｅｎｇ，ｅｔａｌ．Ｔｅｓｔ＆ｓｔｕｄｙｏｆｓｔａｂｌｅｃｏｍ－ｂｕｓｔｉｏｎｉｎｂｏｉｌｅｒｗｉｔｈＷｓｈａｐｅｆｌａｍｅ［Ｊ］．ＥａｓｔＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，２００３（６）：６９－７１．［３］刘福国，崔
辉，董
建．配双进双出磨煤机的型火焰锅炉“Ｗ”
燃烧优化调试［Ｊ］．中国电力，２００５，３８（８）：７７－８１．
４结语
通过对菏泽发电厂４号锅炉加强燃用煤质管
ＬＩＵＦｕ－ｇｕｏ，ＣＵＩＨｕｉ，ＤＯＮＧＪｉａｎ．ＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＷ－ｆｉｒｅｄｂｏｉｌｅｒｅｑｕｉｐｐｅｄｗｉｔｈｄｏｕｂｌｅｉｎｌｅｔａｎｄｏｕｔｌｅｔｐｕｌｖｅｒｉｚｅｒｓ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，２００５，３８（８）：７７－８１．
型火焰锅炉若干问题研究［Ｊ］．［４］许传凯．低挥发分煤的燃烧与“Ｗ”
中国电力，２００４，３７（７）：３７－４０．
理、减小各煤粉管道风煤比偏差、增加炉膛卫燃带的敷设面积、适当加大磨煤机出力裕度，保证满负荷运行中合理的煤粉细度Ｒ９０＝０．５ｎＶｄａｆ等措施，炉膛负压的波动幅度由－４００～＋３００Ｐａ减小到－１００～０Ｐａ。同时，还降低了锅炉飞灰可燃物质量分数，锅炉运行可靠性和经济性明显提高。
ＸＵＣｈｕａｎ－ｋａｉ．Ｓｅｖｅｒａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｗｉｔｈｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆｌｏｗ－ｖｏｌａｔｉｌｅｃｏａｌａｎｄＷ－ｆｌａｍｅｂｏｉｌｅｒ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，２００４，３７（７）：３７－４０．［５］毕玉森，陈国辉．低挥发分煤种与Ｗ型火焰锅炉［Ｊ］．热力发电，
２００５（７）：７－１０．
参考文献：
ＢＩＹｕ－ｓｅｎ，ＣＨＥＮＧｕｏ－ｈｕｉ．ＬｏｗｖｏｌａｔｉｌｅｃｏａｌｓｏｒｔａｎｄＷ－ｓｈａｐｅｄ