寬調節比生物質燃燒機的開發
  對傳統的生物質燃燒機來說，由于磨煤機的負荷限定為35—40%，故煤粉鍋爐的負荷取為25～


35%，與燃油、燃天然氣鍋爐的負荷(15～20%)相比，則受到運行上的制約。為此，日本石川島播磨


公司正在從事儲倉系統、高調節比燃燒器和直接著火系統等研究工作，并在日本姬路電站1號鍋爐


上進行了驗證試驗。該燃燒器的概況和各種試驗結果介紹如下。
  原理和特點
  1．結構（圖1）
  由于燃燒器進口的空氣／煤粉比很大程度地影響著火穩定性，故寬調節比燃燒器將磨煤機低負


荷時所輸送的空氣／煤粉比高的煤粉流分離為高濃度煤粉流（空氣／煤粉比低）和低濃度煤粉流（


空氣／煤粉比高）兩種，使之在高濃度煤粉流下著火和燃燒穩定，擴大了調節范圍。
  (1)低負荷時
  低負荷時，導流板定位在低負荷位置，將磨煤機出口煤粉流投進臥式旋風分離器。此刻高濃度


的煤粉流導入燃燒器當中的低負荷噴嘴燃燒。該高濃度煤粉流的濃度在試運初期設定，根據旋風分


離器出口擋板的開度調節其濃度。而剩余的一次風（低濃度煤粉流）經旋風分離器出門擋板，從燃


燒器噴嘴投入爐膛。此外，一部分燃燒用空氣（三次風）通過固定的旋流器噴嘴以旋轉流方武從低


負荷噴嘴周圍噴出，在此發生的循環流所獲得的火焰穩定效果也將有助于低負荷區域的燃燒穩定。
  (2)高負荷時
  高負荷時，導流板定位在高負荷位置，磨煤機出口煤粉流分二方面導入旋風分離器側和主燃燒


器燃料管。采用這種操作，防止了通過低負荷噴嘴的煤粉濃度過分上升。同時防止了進旋風分離器


系統的煤粉的堆積及系統壓降的增加。
  (3)低負荷與高負荷之間的相互切換
  低負荷定位和高負荷定位的相互切換，按磨煤機負荷相對應的特定負荷帶(30～35%)，將通過


緩慢開閉導流板和旋風分離器出口擋板來執行。
  2．臥式旋風分離器的性能   
應用于寬調節比燃燒器的旋風分離器要求其設置空間小、且壓損低，石川島播磨公司選定了由本公


司開發的切向流入式直進型臥式旋風分離器。為此，制造了相·當于實物尺寸的1/8～1/3大小的模


型，采用飛灰(200目通過量為80～85%)作為粉體，確認了臥式旋風分離器的性能。
  圖2表示改變抽氣率時，旋風分離器分離效率相對于旋風分離器進口的飛灰濃度的變化。其中


，所謂抽氣率是指相對于分離器進口空氣量的飛灰和抽氣量的酚比。通常，分離效率隨抽氣率提高


而提高，而相對進口的飛灰濃度的變化則很小。該試驗裝置獲得了90%左右的高分離效率，估計在


實爐上，當采用細度為200目通過量為80%的煤粉時，可獲得75～80%的分離效率。驗證試驗
  在本公司相生第三車間10×l06Kcal／h驗證燃燒試驗爐上（圖3）設置實際容量規模的寬調節


比燃燒器(3.2t／h)，進行了燃燒試驗。
  為便于直接觀看煤粉的流動，臥式旋風分離器和燃燒器周圍的煤粉管道均用透明丙烯材料制作


。
  2．試驗條件
  以確認熱態啟動時的燃燒特性為目標，研究了著火特性，著火后的燃燒狀況和灰中未燃物等。


試驗條件如下。
  二次風溫度2000C
  一次風溫度60。C
  一次風量3500kglh
  燃燒量300～1250kg／h
  分離器進口的空氣／煤粉比12～28
  燃燒器負荷9～39%
  相應磨煤機負荷9～36%
  煤粉細度200目通過量：約85%
  以爐內耐火涂料的熾熱取樣研究其著火特性，另外，為確認因火焰冷卻效果而造成的差值，也


進行了改變爐內耐火涂料的涂敷范圍的試驗。
  3．試驗結果
  燃J種煤的燃燒試驗結果示于圖4。燃燒器負荷在-10%以內，著火好，絕無著火遲后現象，火焰


探測器輸出功率（紅外線式）令人滿意。在燃燒器負荷為20%以上時，灰中未燃物很少（3%左右）


。
  通常以煤申揮發份含量（干質的百分比），來評價煤的著火性，對各煤種可維持燃燒的燃燒器


負荷進行整理成圖5的曲線。圖中還顯示了爐膛內耐火涂料涂敷范圍的影
  實爐驗證試驗
  在姬爐電站1號鍋爐的8只燃燒器中設置2只寬調節比燃燒器，進行了實爐驗證試驗。
  1．目的和目標
  作為確認寬調節比燃燒器在實爐上的性能，重點放在煤種變化時的燃燒器調節性，低負荷和高


負荷之間相互的切換狀況，以及熱態啟動時的運行性上（用油量的降低）。其中，調節是根據在該


鍋爐上的運行實績和按驗證燃燒試驗爐的試驗結果推定，燃燒器負荷降到20%時也達到穩定燃燒（


圖6）。
  2．實爐驗證試驗裝置和煤樣
  該試驗裝置的主要規格如下。煤樣的特性示于表1(b)，
  鍋爐
  型式：IHI-FW單鍋筒彎管輻射型（室內布置）
  蒸發量（）：150t／h(相當于33MW)
  蒸汽壓力（使用）：73kgf／cmz{7.2MPaY
  蒸汽溫度L過熱器出口）：490。C
  燃燒器
  形式：IHI寬調節比生物質燃燒機2只
  JHI-FW雙流旋流葉片型燃燒器6只容量32kg，／h（煤）×8只點容量：lOOt／h（空氣霧化式）
  煤粉供應設備：型式：IHI-FW臥式球磨機（2臺）
  型號：D-6D(容量：14t／h)
  3．試驗結果
  (1)燃燒器調節
  對揮發份為30%烈上的K煤和L煤來說，確認了寬調節比燃燒器負荷在20%蹦下的穩定燃燒。另外


，即使是低揮發份的M煤（燃料
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  圖6火焰冷卻效果與燃燒；S調節的關系
  1-燃燒器負荷； 2-/r/低燃燒量；
  3-爐內耐火涂料涂敷范圍；
  4-傳統的燃燒器： 5-寬訓節比燃燒豁；
  6-實爐； 7-火焰冷卻效果；比為2.84），燃燒器負荷在25%以下，無需
  注：揮發分囂為30%時，點助燃也能獲得穩定燃燒。這兩只燃燒器負荷都只相當以前燃燒負荷


的一半左右，肯定了該燃燒器可大幅度降低燃燒器負荷。
  (2)燃燒器的低負荷與高負荷之間設定的相互切換。
  確認在高負荷設定的負荷和在低負荷設定的負荷，規定在此范圍內切換負荷。結論是，適中的


切換點為燃燒器負荷的3096左右，切換中燃燒也很穩定。  ，
  (3)熱態啟動試驗
  停爐時磨煤機留有剩煤，啟動時采用4只助燃的輕油燃燒器，通過點，點燃了低負荷燃燒器。


對各種煤種均進行了試驗。來自點的著火良好，對普通的K種煤和L種煤來說，自通汽前就能全部燃


。由此，可使點火到并網過程的用油量減少煤43～65%。雖然在并網前必須助燃油，但也能使點火


到并網過程的用油量減少絢33%。
  對實機應用的研究根據以上實爐驗證試驗結果，確認在適用于實爐的情況下，可望有如下優點


。
  1．在低負荷帶使用磨煤機的燃燒器上設置寬調節比燃燒器時，無需助燃就可使鍋爐穩定負荷


降低到15～20%（圖7）。
  2．當在鍋爐上設置的6臺磨煤機中2臺是供寬調節比燃燒器時，則在冷態啟動時就可使用油量


比以往燃燒器減少2/3（圖8）。因此，對新建鍋爐來說，除可減少輕油設備容量外，還可不設置重


油設備。
  3．燃燒器全部為寬調節比燃燒器時，


生物質氣化站，598jx


生物質燃燒機
生物質顆粒燃燒機
木片燃燒機
木粉燃燒機
鋸末燃燒機
燃燒機
顆粒燃燒機
木塊燃燒機