贵州富燃环保科技有限公司完全自主优化的新一代纯氧助燃技术再传捷报，实现35%额定负荷下W型火焰锅炉干态稳定运行，满足新一代煤电技术对现役机组的要求，避免35%额定负荷工况下干湿态频繁转态的问题，彻底解决该临界工况下对锅炉的损害，为W火焰锅炉实现低成本灵活性运行提供技术路径，开创了燃煤机组灵活性改造的全新局面。
一、设备概况
茶园电厂采用东方锅炉（集团）股份有限公司制造的超临界参数变压直流炉、单炉膛、“W”型火焰燃烧锅炉，一次再热、尾部双烟道结构、采用挡板调节再热汽温、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、Π型布置。
配备A、B、C、D、E、F六套双进双出钢球磨正压直吹式制粉系统。燃烧设备采用双拱绝热炉膛、浓缩型低NOx双调风旋流燃烧器,燃烧器平行对称布置于炉膛下部的炉拱上，前、后各12只,共24只；与煤粉燃烧器对应同时配置了24只点火油枪。为了满足新一代煤电技术要求，对锅炉进行纯氧助燃技术改造。
二、“W”型火焰锅炉的燃烧特性及深调主要风险点
2.1“W”型火焰锅炉的燃烧特性及现状
“W”型火焰锅炉由下部炉膛(燃烧室)和上部炉膛(燃烬室)组成，其“W” 型火焰路径使燃料在炉膛内的停留时间显著延长，且下部燃烧区域形成高温回流区，能为低挥发分燃料提供充足的着火热量和燃烧时间，确保稳定着火和充分燃尽。一般下部炉膛的深度比上部炉膛大80%~120%，燃料燃烧过程基本上是在下炉膛完成，上部炉膛主要是冷却烟气用。上、下炉膛之间有一缩腰，可减少上部炉膛水冷壁对着火和燃烧区的辐射吸热，有利于提高着火区的温度，创造更好的着火条件。同时由于“W”型火焰的形成,火焰下冲使煤粉在炉膛内的燃烧行程增加,着火距离长,更有利于煤粉的燃烬,燃烧稳定性显著增加。但无烟煤在燃烧过程中仍存在燃烧稳定性差、结焦严重、飞灰含碳量高、排烟损失大、污染物排放量增加等问题。
2.2“W”型火焰锅炉深度调峰主要风险点分析
2.2.1燃烧稳定性差，极端导致锅炉灭火
锅炉深度调峰过程，磨煤机运行数量减少，入炉煤粉数量减少，炉膛内温度降低，煤粉着火延迟，炉膛燃烧抗干扰能力差。一旦磨煤机故障或给煤机断煤、煤质波动、炉膛正负压波动等，出现锅炉燃烧恶化、灭火等风险。
2.2.2锅炉水动力不足
660 MW机组深调至35%负荷工况下，锅炉已介于干湿态转换的临界点，此时，锅炉给水流量大幅下降，给水泵出力较小，锅炉给水流量接近最小流量,水冷壁温及温差显著升高。如果出现给水流量波动或燃烧扰动情况，极易发生受热面大面积超温，应力撕裂导致爆管事故。
2.2.3锅炉干湿转态工况水冲击风险
660MW超临界锅炉35%负荷深调工况下，锅炉介于干湿态转换的临界点，燃烧稳定性差或燃烧调整过程中极易发生主汽压力变化及干湿态频繁切换，对锅炉承压部件产生交替的应力损坏。此时，若燃烧大幅减弱或给水流量过大会导致汽温大幅下降，造成汽轮机水冲击。
2.2.4炉内壁温超温导致爆管
660MW超临界锅炉35%负荷深调工况下，炉内煤粉投入量减少，火嘴切掉数量增加，炉膛内煤粉浓度水平方向差异增大，导致在炉膛内热负荷分布不均，锅炉受热偏差及水冷壁温偏差产生较大应力,造成水冷壁拉裂损坏。
三、“W”型火焰锅炉深度调峰过程中纯氧助燃过程及分析
3.1纯氧系统启动及机组降负荷过程
根据W型锅炉燃烧特性，按照“先两边后中间”的原则，依次投入前后拱纯氧燃烧器。机组负荷354MW，磨煤机B、C、E、F磨运行，通过关小F磨容量风门实现机组负荷降至330MW，进一步停运F磨，机组负荷降至250MW。调控B、C、E磨出力及容量风阀门，负荷降至231MW，维持干态运行，实现了稳定可靠的炉膛燃烧稳定性，避免了前述的低负荷稳定工况下的锅炉风险。
3.2.锅炉炉膛温度测量
机组降负荷过程中，在不同负荷工况下对炉膛进行测量。机组负荷从300MW降至230MW时，炉膛平均温度下降约50℃。炉膛详细测温情况如下图所示。
（1）300MW负荷工况下炉膛温度（B1、B2、B3、B4、C1、C3、C4、E1、E2、E3、E4、F2、F4燃烧器运行）
（2）230MW负荷工况下炉膛温度（B1、B2、B3、B4、C1、C3、C4、E1、E2、E3、E4燃烧器运行）
四、结束语
通过对“W”型火焰锅炉深度调峰过程纯氧助燃现象的分析可以看出,“W”型火焰锅炉深调时采用纯氧助燃技术可更好的适应新一代煤电技术的要求。采用纯氧助燃技术实现低负荷稳燃，全程不投运大油枪，满足660 MW机组“W”型锅炉深度调峰的安全稳定可靠。为大容量“W”型火焰锅炉未来进一步极深度调峰积累了经验，提供了参考。
原创 贵州富燃 2026年1月29日 16:38 贵州富燃2人
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