四角切圆低氮燃烧器防磨结构优化设计研究

王科技

（河北大唐国际王滩发电有限责任公司，河北 唐山 063611）

摘  要：通过合理选用适用材料、改进现有结构并应用表面强化技术手段，在燃烧器主体以及入口方圆节内部采用机械与焊接相结合的方式来固定耐高温耐磨陶瓷。喷口部分选用耐高温耐磨合金材料，堆焊钝体迎风面，同时将水冷壁防磨装置替换成密封焊接的不锈钢防磨板。结果显示，优化后燃烧器的磨损速率降低72%~97%，核心部件的使用寿命延长1.9~2.5倍，热效率提高1.2%，NOx排放量控制在50mg/m²以下，成功攻克了低氨燃烧状态下的防磨技术难题。

关键词：四角切圆燃烧器；低氪燃烧；防磨结构；耐磨陶瓷；合金喷口

0  引言

火电机组锅炉燃烧器长时间处在高温高压、高速气流等严苛环境里，其内部隔板、喷嘴以及钝体等核心部件承受着热应力集中、机械冲刷和化学侵蚀的多重作用，致使磨损和高温损毁现象十分严重。例如，王滩发电公司的660MW机组切圆燃烧器运行8年后进行检查发现，其内部壁面最大侵蚀深度达到8~12mm，喷嘴变形量>15mm，相邻水冷壁管壁厚度减薄率>40%，构成严重安全隐患。因此，在确保低氮排放达标的同时提升燃烧器关键部件的耐磨性，成为保障火电机组安全稳定运行的关键课题。

1 四角切圆低氮燃烧器磨损机理分析

四角切圆低氮燃烧器运行时会面临高速煤粉气流持续冲刷、高温燃烧产物氧化侵蚀的情况。低氮燃烧技术依靠分级燃烧和烟气再循环降低NO₂排放，但导致燃烧区域温度梯度变化加剧，局部高温区域的形成使燃烧器喷嘴和导流板承受的热应力与机械冲击显著增强。浓淡分离叶片在高速气流作用下产生颗粒磨损，叠加高温环境热疲劳效应，加速叶片表面材料剥落；钝体迎风面长期受煤粉颗粒高速冲击与高温氧化双重作用，表面硬度下降致使磨损深度逐年增加。水冷壁散管防磨装置因空间受限，防磨板与管壁根部无法完全贴合焊接形成间隙，成为高温烟气与飞灰侵蚀通道，导致水冷壁管局部吹损严重，存在爆管隐患。

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