“燃烧器风箱”锅炉系统构成及安装方法浅析

发表时间:2020/9/27   来源:《中国电业》2020年5月14期   作者:黄正 田石磊
[导读] 火电燃煤机组中锅炉燃烧器风箱是锅炉燃烧系统的重要组成部分(炉膛内煤粉燃烧的助燃风)

           黄正  田石磊
           中国能源建设集团天津电力建设有限公司  天津 300000
           摘要:火电燃煤机组中锅炉燃烧器风箱是锅炉燃烧系统的重要组成部分(炉膛内煤粉燃烧的助燃风)。新疆某电厂二期2×660MW工程4号机组锅炉燃烧器是采用对冲的燃烧方式,风箱结构比较特殊,每一层燃烧器是一个独立的风箱系统,风箱与锅炉本体钢架之间跨距较大,脚手架搭设量大,因此安装比较困难。考虑人员施工安全和保证施工进度,风箱的安装方法至关重要。
           关键词:燃烧器;风箱;对冲;独立

           本工程锅炉为660MW等级高效超超临界燃煤发电机组,是哈尔滨锅炉厂有限责任公司自主开发研制的,     根据本工程燃用的设计和煤质特性,煤粉细度R90=15%,燃烧器采用前后墙布置,对冲燃烧方式。
           1.锅炉风箱系统的组成
           锅炉风箱主要由中心风筒组件、燃烧器风箱支架和组件、OFA燃烧器风箱支架和组件、风箱挡板门及补偿器、风量测量装置等组成。
           1.1 燃烧器及风箱构成
           燃烧器布置方式是前后墙布置,对冲燃烧器方式。前墙4层煤粉燃烧器,后墙布置3层煤粉燃烧器,每层有6只低NOx轴向旋流燃烧器,共42只燃烧器,在最上层煤粉燃烧器上方,前后墙各布置1层燃尽风燃烧器(OFA),每层布置6只,共12只燃尽风燃烧器,因此炉前、后共9层独立燃烧器、燃尽风风箱,54个风箱结构,每相邻的两台燃烧器风箱结构之间通过金属膨胀节连接。
           1.2燃烧器风箱
           燃烧器风箱主要由燃烧器风箱组件、燃烧器风箱支撑架、燃烧器风箱密封盒三部分组成。其中燃烧器风箱组件主要由左侧框架、右侧框架、顶部框架、底部框架、前部面板组成(典型结构见附图1)。现场在施工时,首先要将燃烧器密封盒同水冷壁密封焊接,在地面将燃烧器支撑架和连接件组合后与张力板、校平装置之间连接装置的钢板焊接,再把燃烧器密封盒焊接完成。
           将所有燃烧器、燃尽风风箱组合完毕,用汽车吊将组件吊装至扩建端锅炉15m层,使用液压车倒运至锅炉左前角和左后角。在炉前和炉后锅炉55m层左右方向安装一个长35m,材料为36号工字钢的轨道梁,每套轨道梁上布置一台10t猫头吊,10t卷扬机将风箱吊装至各个标高层,用猫头吊以及滑道将风箱组件滑至炉右侧,风箱是按照从下层往上层,从炉右往炉左顺序依次安装,铺设一层安全网,安装一层风箱个体,再铺设一层安全网,再安装一层风箱个体。风箱的大量组合焊接工作在地面进行,人员施工相对安全,工作效率明显提高,节约了工程成本。燃烧器风箱组件安装时先用螺栓连接到燃烧器支撑架上,保证左右两侧框架的刚性受力结构,然后将燃烧器风箱组件焊接到燃烧器支撑架上,焊接应当保证牢固、密封。
           燃烧器风箱把燃烧器重量及所受外力通过风箱顶护板内部吊挂装置传导风箱支撑框架、连接件、刚性梁校平装置,最终由刚性梁校平装置小连接将力传给张力板。燃烧器所受扭矩,通过燃烧器支撑框架的支撑板传递给炉膛校平装置,上部产生拉力,下部产生推力。燃烧器风箱通过水冷壁的密封盒组件与风箱支撑架焊接密封。燃烧器前部法兰同燃烧器密封盒之间通过螺栓连接,保持相对滑动,因此不会在锅炉冷、热态变化运行时引起燃烧器变形。燃烧器在水平方向的膨胀移动是通过安装在燃烧器风箱组件之间的膨胀节吸收。

附图1 燃烧器风箱典型结构
           1.3燃烧器风箱中心风筒
           燃烧器中心风筒组件(典型结构见附图2)是给燃烧器点火运行时配风、停运时冷却的重要装置。燃烧器中心风筒组件的二次风引出风是由燃烧器风箱两侧的二次风挡板进口侧引出,通过中心风挡板及风量测量装置,将二次风引入燃烧器中心风管,通过中心风挡板调节风量的多少以保证点火阶段合适的配风及冷却风的需求风量。在中心风筒与风箱的连接位置,及每段中心风筒连接处均装设有补偿器,用来吸收风箱同中心风筒之间的热位移,以及中心风筒自身之间的热位移。一般中心风筒的二次风配风对燃烧火焰着火点位置起到一定作用:中心风风量过大、风速较高,一次风着火点距离相对较远,稳燃性能降低;如果中心风风量较小、风速较低,一次风着火点距离相对较近,一次风的喷口容易被烧损。所以在系统调试阶段,一定要将中心风挡板按照厂家燃烧器运行要求调整完毕,在系统运行过程中不再调节,因此中心风挡板多采用开关型挡板。燃烧器风箱的中心风管(方形结构)在锅炉0米组合成N个组件(包括膨胀节)预存到
           
           

附图2 燃烧器风箱中心风筒结构
燃烧器风箱顶护板上部区域,按照图纸调整安装位置固定、焊接,然后用连接管把中心风管和燃烧器中心风入口连接起来。
           1.4燃烧器风箱二次风挡板装置、补偿器
           燃烧器二次风挡板装置同风箱两端相连,通过调整挡板开度为燃烧器不同工况提供可靠的二次风量。燃烧器风箱补偿器同二次风挡板装置相连,用来吸收锅炉运行中产生的热位移(典型结构见附图3)。燃烧器风箱的挡板门单独用卷扬机在锅炉零米水冷壁各个角部区域吊装至安装位置临时吊挂,补偿器和风道在锅炉组合场组合完毕使用汽车吊吊装至锅炉15m层平台,然后用液压车倒运至水冷壁四个角区域,再用卷
扬机吊装至就位层,手拉葫芦微调整,与挡板门、二次风出口风道对口连接。
           
           
           
           
附图3燃烧器风箱挡板、补偿器结构
           2.总结
           本文介绍了燃烧器风箱的重要组成部门以及与风箱相关的连接装置,由于此风箱设计比较特殊,是一个个独立的风箱个体,中心风筒也是由方形管、膨胀节、连接管、调节风门等组成,中心风取风点在燃烧器风箱两侧风门进口处。因此对燃烧器风箱组合安装方案、注意事项做了详细分析,按上述的方案流程操作,可以缩短一定的施工工期,减少施工人员在高空作业的时间,降低安装风险,减少一定数量的施工人员投入,节省施工成本。再有类似风箱结构的安装工作,本文有一定的可参性。
           参考文献:
           [1].哈尔滨锅炉厂有限责任公司HG-2167/28.25-HM13型锅炉说明书
           [2].哈尔滨锅炉厂有限责任公司燃烧器风箱支撑架、风箱组件、中心风筒、挡板、补偿器、风道、燃烧器密封盒等图纸

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