廣東省連州電廠2臺125MW新建機組的鍋爐( 420t/h)，由哈爾濱鍋爐廠制造，用于燃燒低揮發份的無煙煤，煤質分析見表l所示。機組已于2000年3月、8月分別投入商業運行。鍋爐型號為，HG -420/13.7 - WM2，單鍋筒：自然循環、集中下降管、一次中間再熱、Ⅱ形布置的固態排渣煤粉爐。爐膛為正方形9580×9580mm，頂棚管標高為44450mm。
鍋爐采用鋼球磨中間倉儲制，一爐兩磨，熱風送粉。燃燒設備為四角切向布置直流式，假想切圓直徑為西639mm，逆時針方向旋轉，三次風對沖布置。燃燒器布置如圖1所示，其中：上、下二層燃燒器為百葉窗水平濃淡式，帶側邊風，中間一層為雙通道自穩式燃燒器，帶有腰部風。點火方式采用高能點火器——輕油——煤粉兩級點火。燃燒器設計特性參數如表2、3所示。為保證燃料充分燃燼，在水冷壁上敷設一定面積的衛燃帶。
在鍋爐啟動試運初期，鍋爐發生了多次退油滅火、MFT的現象，嚴重影響了機組的正常投運，為此我們采用了各種穩燃措施，進行了大量的燃燒調整試驗，成功地實現了退油穩燃。本文先分析了鍋爐的穩燃技術：雙通道自穩式燃燒器和百葉窗水平濃淡式燃燒器的穩燃機理，然后討論了鍋爐穩燃試驗情況以及鍋爐所采用的穩燃措施，所取得的經驗對于同類鍋爐的設計、運行具有一定的參考價值。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、鍋爐的穩燃技術：雙通道自穩式燃燒器和百葉窗水平濃淡式燃燒器的穩燃機理
雙通道燃燒器利用聯通分配管將一次風分成上下二個通道送入爐內，一次風以貼壁射流進入一突擴空間，該突擴空間能卷吸爐膛深處大量高溫煙氣對煤粉氣流進行加熱，且上、下一次風氣流在反向回流煙氣的作用下，向上、下兩側發生偏轉，煤粉因慣性，在上一次風出口下側、下一次風出口上側聚集，于是在這里建立起三高（高溫、高煤粉濃度和適當高氧濃度）穩燃區，該濃縮區煤粉在卷吸的高溫煙氣加熱下，溫度迅速提高，揮發份大量析出而首先著火燃燒起來，如圖2所示。
為防止高溫回流煙氣使燃燒器兩側壁過熱和結焦，在兩側壁腰部加一股二次風，稱為腰部風，它既能保護兩側壁不結焦，還可調節煤粉著火點位置。
百葉窗水平濃淡式燃燒器如圖3所示，它通過裝在一次風煤粉管道內的濃縮柵使一次風分成水平方向上的濃淡兩股氣流，一股為高煤粉濃度氣流，它在向火側四角切向噴入爐膛，煤粉首先著火；另一股氣流煤粉濃度較低，從背火側噴入爐膛，它在水冷壁附近形成氧化性氣氛，從而有防止結焦的作用。
3、鍋爐穩燃試驗及穩燃措施
在鍋爐試運初期，發生了多次退油滅火、MFT的現象，嚴重影響了機組的正常投運。為此我們進行了大量的燃燒調整試驗及采用了一些穩燃措施以期找到最佳的燃燒方式，解決鍋爐退油滅火問題，主要是調整二次風的不同配風方式，如圖4所示。試驗逐步加大按兩頭大、中間小的二次風配比，直至下、中一次風噴口間的二次風完全關閉，成了下、中一次風噴口集中燃燒的布置方式。
試驗時所燒無煙煤的工業分析與設計值相差不大，煤粉細度R90在4%左右，低于設計的7%。在試驗時，我們用美國產的紅外線測溫儀在爐膛三個不同高度進行爐內溫度測量。其中下部測孔與下一次風口標高相同，前、后墻中間各一，共2點；中部測孔略高于中一次風口（雙通道燃燒器），前、后墻中間各一，共2點；上測孔在三次風口上約2米，在前、后墻四角各一，共4點。
試運初期，暖風器因故未能投入，使熱風溫度遠低于設計的370℃，且一次風速較高，比設計值22m/s大得多，各層二次風配比較均勻，這樣退油后鍋爐馬上滅火。圖4中的Tl工況降低了一次風速，同時將中下層及腰部風二次風門開度減小，側邊風全關，這樣燃燒情況有了改善，但退完最后一只油槍9分鐘后，爐膛仍然發生滅火。
試驗發現，爐膛最下層一次風噴口區域的溫度最低，后下部溫度比中部低300℃以上，比上部低100℃以上，實際從爐上看火孔也看到下層燃燒很不完全，爐內火焰發紅。將原1支穩燃大油槍換成小油槍，這種下層燃燒不穩的現象更明顯，下層的溫度更加低。為進一步提高下層爐溫，除投入暖風器提高一次風溫外，試驗進一步關小最下層二次風和燃油二次風，效果顯著，特別是下部燃燒得到了極大改善，這表明爐內燃燒穩定，此時撤出最后一只油槍，爐內燃燒未發生波動，爐膛負壓正常變化，退油后下層爐溫略降。至此，鍋爐的穩燃問題得到圓滿解決，此時二次風門的開度如圖4T2工況所示。
從試驗結果可明顯看到，二次風最下層的油層風門開度大小對爐內火焰溫度影響很大，如圖5所示。當該風門開度從70%關到40%時，下層溫度上升了57℃，繼續關小至25%開度，溫度又上升了近100℃，此時下層火焰溫度已超過1400℃，油層風門再關至20%，下層火焰溫度仍上升，在該狀態下退出油槍，鍋爐達到了穩定燃燒工況。
從試驗情況看，在各工況下，雙通道燃燒器高度的爐內溫度是最高的，比上、下高出100℃～200℃，并且波動不大，表明雙通道燃燒器著火穩定性十分良好。
2臺機組投產以來，鍋爐一直燃用設計值附近的低揮發份無煙煤，其Vdaf多在10%以下，甚至低至6%，但鍋爐燃燒良好，鍋爐的配風基本上是調整試驗的縮腰型方式，二次風開度略有調整，在80MW下可以脫油穩定運行。
4、討論與結論
4.1雙通道燃燒器。試驗和運行表明，雙通道燃燒器具有較好的穩燃作用，它對鍋爐的穩定運行起了關鍵作用，目前電廠的運行都以該層燃燒器為主，給粉機轉速比其它兩層都大。燃燒器兩邊的腰部風風溫較低，對于低揮發份無煙煤著火穩燃是不利的，應關小甚至全關，在連州電廠實際運行調整時，腰部風全關。
4.2百葉窗水平濃淡燃燒器。鍋爐滅火的直接原因是爐膛最下層一次風噴口區域的溫度過低，從試驗來看，單純水平濃淡燃燒器噴口的穩燃效果不夠好，應與其他穩燃措施結合起來。
4.3燃燒器的布置。設計燃燒器是均勻布置的，按此方式配風，鍋爐器燃燒不穩易滅火。在實際運行中，下二次風、下中二次風全關，這相當于下層、中層燃燒器集中布置，這樣煤粉集中：燃燒放熱集中，加上雙通道燃燒器良好的穩燃效果，這些都為低揮發份無煙煤的著火和穩燃提供了有利條件。可見對難以著火的無煙煤，燃燒器采用適當的集中布置更可提高其著火穩定性。
4.4合理的一次風風速和風溫。一次風速必須保持在一個適當的范圍內，較低風速有利于低揮發分無煙煤著火，但太低時一次風管易堵塞，在調整時就發生過一次風管堵塞現象(此時風速小于20m/s)．而且適當高的一次風速可以增強雙通道燃燒器的回流高溫煙氣，提高燃燒器的穩燃效果。但一次風速過高，降低了煤粉氣流的加熱程度，對上、下2個燃燒器的著火十分不利；在連州電廠1、2號爐上，一次風速運行在25～30m/s，鍋爐燃燒穩定，結焦較輕。另外提高一次風溫增加煤粉的加熱，無疑是有利于煤粉著火與穩燃的。
4.5合理的二次風噴口布置。二次風促進煤粉氣流的燃燒和燃燼，應適時地送入一次風氣流中，對于低揮發分難著火的無煙煤，應避免二次風過早地混入一次風中，造成燃燒不穩，在連州電廠的2臺鍋爐上充分說明了這一點。在鍋爐實際運行中，靠近下、中燃燒器的下二次風、下中二次風全關，實質是推遲二次風與一次風的混合，提高了煤粉的著火穩定性。另外三次風為冷風，溫度只有70℃～80℃，大量的冷風進入爐膛會降低爐溫，不利于穩定燃燒，因此運行中開大再循環門來減少進入爐膛的三次風量是有一定效果的。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
4.6衛燃帶。在燃燒區敷設衛燃帶是提高無煙煤燃燒穩定性行之有效的方法，在連州電廠的2臺鍋爐內布置有約150m2的衛燃帶，運行實踐表明這對提高燃燒器附近的爐溫、穩定燃燒起了很大作用的。目前在原有衛燃帶基礎上，在三次風噴口及爐膛下部又增加了約40m2，具體位置見圖l。
鍋爐雖然達到了退油穩燃的目的，但燃燒器的配風方式不盡合理，雙通道燃燒器以下的二次風門幾乎全部關死，致使二次風難以送入爐膛，造成二次風總量不足，燃燒不完全，飛灰可燃物高達20%以上，因此下一階段除進一步提高燃燒穩定性外，采取各種有效措施來降低飛灰含碳量是十分必要的。
