1　設備概況
    望亭發電廠11號爐系上海鍋爐廠九十年代中期設計生產的引進型300MW控制循環鍋爐。采用了美國燃燒工程公司GE的引進技術，鍋爐為亞臨界壓力一次再熱的控制循環爐，配置了5臺HP中速磨直吹式制粉系統。采用了單爐膛、四角切向燃燒方式、露天布置、全鋼架懸吊結構。
    鍋爐燃燒系統采用了四角布置、同心反切燃燒器結構。燃燒器噴嘴，應用了濃淡分離寬調節比WR型形式。一次風通以周界風，周界風作噴嘴的冷卻風，并控制燃料著火點，一二次風噴嘴采用間隔布置的方式。每只燃燒器風箱分成十二層，從底部到頂部第二、四、六、八、十共五層風室為燃燒風室布置了煤粉噴嘴。第三、五、九三層風室為重油槍噴嘴，重油槍總出力可滿足鍋爐40%BMCR負荷。頂部二次風噴嘴用于控制NOx排量，在底部風室還設有一層輕油暖爐油槍。
    鍋爐燃燒器采用了逆時針旋轉方式，2#、4#角為對沖布置，1#、3#角為正切12度運行，假想切圓直徑約Φ1200mm，第七層CD層二次風噴嘴為反切25度。一次風燃燒器噴嘴可上下擺動±20度，二次風可上下擺動±30度。
2　鍋爐主要技術參數
1、最大連續負荷BMCR工況及額定負荷ECR工況

2、煤質資料

3望亭發電廠11號爐兩側煙溫偏差存在的主要問題及原因分析
    望亭發電廠11號爐爐膛出口兩側煙溫偏差的主要問題是:
    ①低溫再熱器出口工質溫度左側為325℃，右側為376℃相差了51℃(99/4/1)。
    ②高溫再熱器管屏第6、7根管出口工質混合溫度左右兩側偏差較大達到了28℃,左側為539℃，右側為567℃(03/7/31)。高溫再熱器后兩側煙氣溫度左側為718℃，左側為828℃,偏差達到了110℃之高。
    根據高溫再熱器第6、7根出口工質混合溫度，計算機的記錄統計，最高達到了582℃，已明顯超過了設計計算最高外壁溫度571℃和材料設計允許溫度580℃。以致造成了2003年5月12日11號爐高溫再熱器右側第6排第七套管嚴重超溫爆管吹損了四排管屏，經現場金相檢驗發現高溫再熱器右側1-20排管屏，其Φ63×4mm材料為12Cr1MoV的管子達到了4-5級球化，管材明顯發生了劣化。11號爐煙溫偏差的情況已嚴重影響了望亭發電廠11號發電機組的安全正常運行。
    根據有關經驗與試驗數據綜合分析，究其原因主要為爐內殘余旋轉氣流的影響所致。四角切圓燃燒爐內旋轉上升的氣流，在爐膛出口還存在相當強的殘余旋轉烈度。鍋爐容量越大，表現越明顯，從而導致對流煙道左右兩側的煙速和煙溫的偏差，導致高溫過熱器和高低溫再熱器兩側的傳熱系數與溫壓的偏差，導致兩側的傳熱系數與溫壓的偏差。當管壁溫度長期或短期嚴重超過管材最高許用溫度時，高溫過熱器或高溫再熱器就將發生超溫爆管故障。
4為改善望亭發電廠11號爐兩側煙氣偏差的探討與對策
    要改善鍋爐爐膛出口兩側煙氣偏差，一般可以從設計、運行和冷態爐內空氣動力場試驗及熱態鍋爐燃燒調整等多個方面進行。
   （1）在鍋爐設計上要改善爐膛出口兩側煙氣偏差，可將爐膛中上排燃燒器氣流作反切噴射，以平衡抵消爐膛上部的旋轉氣流即達到零旋強。對已投產的鍋爐要使改造工作量不致太大而取得較好的效果，一般可將中上部二次風改為反向旋轉來抵消燃燒區的正向旋轉氣流。關鍵是取用多大的反向動量才能達到我們預期的良好效果。取小了不起作用，取大了將引起反作用。再者反向切圓該取多大才合適，反向切圓和動量大小兩者互為關聯。這些問題在冷態模擬試驗中證實的確有所成效，但在鍋爐熱態運行中直接進行實際應用驗證，仍然還存在著一定的差異和風險。
   （2）在鍋爐運行中要改善爐膛出口兩側煙氣偏差，還應加強對燃燒器四角各層煤粉管內煤粉濃度的調整和控制。當鍋爐燃燒器四根煤粉管風量，冷態調試平衡時，進而熱態調整煤粉濃度達到均勻，從而使進入爐膛的燃料量和一次風動量趨于均衡就顯得較為重要了。為此望亭發電廠11號爐5臺HP型磨煤機中有四臺出口加裝了可調節的煤粉分配器，使得11號爐燃燒器四角各層煤粉管內煤粉濃度偏差控制在7.55%、風量偏差控制在5.03%以內。為改善爐膛出口兩側煙氣偏差創造了良好的條件。
   （3）在鍋爐熱態調試與鍋爐運行變負荷調整中也應注意對燃燒器四角切層的控制。燃燒器燃料量的停、投、增、減，配風、調風應注意四角同層均勻，避免缺角燃燒等運行方式。燃燒器四角切層控制時應充分考慮投層或切換相鄰層燃燒器時的風、煤、油量的逐漸遞增遞減，要達到平緩銜接，防止風、煤、油量出現突變，以達到鍋爐內燃燒過程的穩態過渡。再則鍋爐燃燒器噴嘴的合理擺動，上部二次風的適當下壓運行等等，對改善爐膛出口兩側煙氣偏差也是至關重要的。這需要鍋爐熱態調試與運行調整過程中不斷地摸索出一套符合鍋爐設備實際運行工況的行之有效的辦法，并持之以恒地進行調整控制。
在鍋爐熱態調試與鍋爐運行調整方面經實際調節，確實均達不到應有的效果時，就只能對鍋爐設備進行改造了。綜前所述，要改善鍋爐爐膛出口兩側煙溫的偏差較為有效的方法是將中上層的二次風改為同心反切結構。然而要確定改造幾層燃燒器與二次風噴嘴，確定采用多少大的反向切圓角度。這就是我們要對燃燒器進行改造研究，所做的課題了。
5望亭發電廠11號爐燃燒器改造的技術特點
    要改善望亭發電廠11號爐爐膛出口煙氣偏差，理想的目標是將燃燒器一二次風正反切動量達到最佳的平衡點。使爐膛出口的煙氣速度、濃度、熱負荷偏差得到明顯改善。要達到這樣的理想目標就必須對11號爐原有的燃燒器特點進行分析，查找出設計布置上的不足之處，針對性地進行設備改造。在對11號爐燃燒器各層布置，反正切角度進行檢查分析時，我們發現整個燃燒器消旋二次風僅設置CD層一層，反切了25度，且布置在第七層。對反正切動量平衡作用不大。根據爐膛出口煙氣偏差高達110℃這一實際情況，我們認為必須在燃燒器上部二次風噴嘴增加同心反切動量以平衡一次風正切的動量。隨著設計制造技術的不斷發展，最新已開發出三維擺動直流式燃燒器噴嘴，但在國內300MW機組鍋爐上尚未正式投用。此次望亭發電廠11號爐燃燒器改造，為了達到鍋爐在運行中正反切動量平衡可調的目標我們大膽選用了最新研制開發的三維擺動直流式燃燒器。三維擺動直流式燃燒器除了可隨擺動執行器作上下整組擺動外，還能通過手動調節作水平方向左右擺動，其噴嘴可調節范圍為0-25度反切。
    為了保持氣流旋轉方向的穩定和改造工作量不致太大，燃燒器下部AA層、AB層、BC層等各層一、二次風噴嘴均不作改動。僅對最上部EF、FF二層二次風噴嘴作了改造，使對爐內氣流旋轉強度的調節不必通過風量分配進行調節，從而將爐膛出口煙溫偏差減至最小而仍保持比較理想的燃燒工況。
    三維燃燒器的另一個特點是通過燃燒器水平擺動可將不同煤種在不同工況下燃燒的二次風和主氣流的混合控制在較佳的瞬間，使一部分氧化氮NOx在燃燒過程中還原成N2，既形成低氧化氮NOx排放，又不使燃燒不完全損失增大。同時為了防止鍋爐爐膛結焦和高溫腐蝕，二次風可適當偏向爐膛四壁，形成富氧區又不使氣流嚴重沖刷水冷壁，將三維燃燒器進行適當的水平偏轉調節，亦可達到相應的效果。
6望亭發電廠11號爐爐膛出口煙氣偏差改造實效
望亭發電廠11號機組于2003年10月16日-11月28日大修中對11號爐燃燒器實施了改造，按改造方案將燃燒器最上部二次風EF和FF層改可上下和水平擺動的三維燃燒器。改造后三維燃燒器上下調節冷態放在水平位置，左右調節暫時放在反切15度，即反切最大可調角度的中間位置。機組投用后各項運行參數與大修前相比較，鍋爐爐膛出口煙氣偏差明顯改善，從原來的左側718℃右側的828℃下降到743℃與797℃，偏差縮小為54℃(03/12/14)。進一步調整二次風風量與角度，做好鍋爐熱態燃燒調整試驗，可進一步縮小煙溫偏差。根據鍋爐設備實際運行工況控制好大風箱壓差，二次風開度作適當調整，如二次風主控風量開度25%，FF層開度23%，ABCD四臺磨運行300MW負荷時，高再前煙溫左側715℃右側為754℃，偏差縮小為39℃(03/12/4  10:35)。由此可見望亭發電廠11號爐燃燒器經過改造，EF、FF層二次風選用三維擺動燃燒器后，爐膛出口煙氣溫度偏差得到了明顯的改善，取得了一定的效果，但離爐膛出口“零旋強”準則（即以部分燃燒器噴嘴產生的主燃燒所需的旋轉強度，與另一部分輔助風噴嘴配置不同的反向旋轉角產生的反旋氣流相平衡，以減弱沿爐膛旋轉上升氣流的旋轉強度。同時加強爐內氣流擾動促進煤粉充分燃盡，使爐膛出口處的殘余旋轉強度趨向于零，讓進入水平煙道內的氣流成為平行氣流。）進一步減小煙氣側的熱力偏差，達到最佳狀態還有一定的差距，尚需進一步調整摸索和設備的完善。
7　結束語
   在現代300MW、600MW機組大容量鍋爐中，四角切圓燃燒技術得到了十分廣泛的應用。四角切向燃燒技術能維持鍋爐著火狀態穩定運行，使鍋爐各工況的調節基本安全穩定，適應于多種煤種，較適合我國煤資源豐富而煤種多而雜的國情。隨著鍋爐容量與體積的增大，爐膛出口水平煙道的加寬，鍋爐爐膛出口煙氣熱力偏差和蒸汽溫度的偏差問題已引起了有關專業人員的廣泛關注和研究。望亭發電廠11號爐根據設備實際運行情況，高溫再熱器前煙溫偏差達110℃以致導致高溫再熱器左側超溫爆管的嚴重現狀，針對燃燒器的不足之處作了適當的改進，鍋爐煙溫偏差得到了較明顯的改善。為了取得更好的效果，我們還需作進一步的深入研究調整和改進。