最新煤粉爐的燃燒調(diào)整試驗

1、 第四章第四章 煤粉爐的燃燒調(diào)整試驗煤粉爐的燃燒調(diào)整試驗 4-1 4-1 概概 述述4-2 4-2 四角直流煤粉燃燒器調(diào)四角直流煤粉燃燒器調(diào)試的試的 一般原理一般原理一、燃燒調(diào)整試驗的目的及意義一、燃燒調(diào)整試驗的目的及意義 1 1、鍋爐的燃燒工況優(yōu)劣在很大程度上影響著鍋爐、鍋爐的燃燒工況優(yōu)劣在很大程度上影響著鍋爐設(shè)備和整個發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性。對于設(shè)備和整個發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性。對于現(xiàn)代火力發(fā)電機(jī)組，鍋爐熱效率每提高現(xiàn)代火力發(fā)電機(jī)組，鍋爐熱效率每提高1%1%將意將意味著整套機(jī)組效率提高味著整套機(jī)組效率提高0.30.30.4%0.4%，標(biāo)準(zhǔn)煤耗，標(biāo)準(zhǔn)煤耗下降下降3 34 4克克/ /度。

2、度。 2 2、有計劃地改變某些可調(diào)參數(shù)及控制方式（如燃、有計劃地改變某些可調(diào)參數(shù)及控制方式（如燃料供給方式及配風(fēng)方式），對燃燒工況做全面料供給方式及配風(fēng)方式），對燃燒工況做全面的測量。然后將取得的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析，從的測量。然后將取得的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析，從經(jīng)濟(jì)上，安全性諸方面加以比較，才能確定出經(jīng)濟(jì)上，安全性諸方面加以比較，才能確定出最佳的運行方式。這樣的試驗、測量和分析研最佳的運行方式。這樣的試驗、測量和分析研究工作，就是我們所稱的究工作，就是我們所稱的鍋爐燃燒調(diào)整試驗鍋爐燃燒調(diào)整試驗。4-1 4-1 概述概述3 3、通過較全面的燃燒調(diào)整試驗，也可以獲得在最、通過較全面的燃燒調(diào)整試驗，也可以

3、獲得在最佳運行方式下的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。佳運行方式下的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。4 4、通過燃燒調(diào)整試驗，還可以使運行人員更好地、通過燃燒調(diào)整試驗，還可以使運行人員更好地了解設(shè)備運行性能，掌握燃燒過程的內(nèi)在規(guī)律，了解設(shè)備運行性能，掌握燃燒過程的內(nèi)在規(guī)律，使試驗和理論知識更緊密地聯(lián)系起來，從而在技使試驗和理論知識更緊密地聯(lián)系起來，從而在技術(shù)革新、安全經(jīng)濟(jì)運行方面發(fā)揮出更大的作用。術(shù)革新、安全經(jīng)濟(jì)運行方面發(fā)揮出更大的作用。 總之，燃燒調(diào)整試驗的目的就是為了掌握鍋總之，燃燒調(diào)整試驗的目的就是為了掌握鍋爐運行技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性，確定鍋爐燃燒系統(tǒng)最佳運爐運行技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性，確定鍋爐燃燒系統(tǒng)最佳運行方式，從而保證鍋爐機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)

4、運行。行方式，從而保證鍋爐機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運行。煤粉爐燃燒調(diào)整的具體目的煤粉爐燃燒調(diào)整的具體目的1.1.保證正常穩(wěn)定的汽壓、汽溫和蒸發(fā)量；保證正常穩(wěn)定的汽壓、汽溫和蒸發(fā)量；2.2.著火穩(wěn)定，燃燒中心適中，火焰分布均勻，不著火穩(wěn)定，燃燒中心適中，火焰分布均勻，不燒毀設(shè)備，盡量避免結(jié)焦，保證過熱器運行的安燒毀設(shè)備，盡量避免結(jié)焦，保證過熱器運行的安全性；全性；3.3.鍋爐運行達(dá)到最高的經(jīng)濟(jì)性。鍋爐運行達(dá)到最高的經(jīng)濟(jì)性。 為了達(dá)到這個目的，對于煤粉爐在運行操作方為了達(dá)到這個目的，對于煤粉爐在運行操作方面應(yīng)注意下述諸參數(shù)或控制方式的調(diào)整，使其達(dá)到面應(yīng)注意下述諸參數(shù)或控制方式的調(diào)整，使其達(dá)到最佳值：最佳值

5、：1.1.燃燒器一、二、三次風(fēng)口的出口風(fēng)速和風(fēng)率；燃燒器一、二、三次風(fēng)口的出口風(fēng)速和風(fēng)率；2.2.各燃燒器間的負(fù)荷分配和投停方式；各燃燒器間的負(fù)荷分配和投停方式；3.3.爐膛的風(fēng)量，即空氣過剩系數(shù)；爐膛的風(fēng)量，即空氣過剩系數(shù)；4.4.煤粉細(xì)度，煤粉均勻性分布。煤粉細(xì)度，煤粉均勻性分布。注意事項注意事項1 1、在運行調(diào)整試驗之前，應(yīng)盡量掌握設(shè)備運行現(xiàn)狀、在運行調(diào)整試驗之前，應(yīng)盡量掌握設(shè)備運行現(xiàn)狀和歷史情況，首先做兩次或多次預(yù)備性試驗，以和歷史情況，首先做兩次或多次預(yù)備性試驗，以摸清情況。然后根據(jù)設(shè)備特點和存在問題確定調(diào)摸清情況。然后根據(jù)設(shè)備特點和存在問題確定調(diào)整項目及程序。整項目及程序。2 2、

6、原則上，當(dāng)進(jìn)行一組單項調(diào)整試驗時，除了該可、原則上，當(dāng)進(jìn)行一組單項調(diào)整試驗時，除了該可調(diào)參數(shù)外，鍋爐的其它可調(diào)參數(shù)及操作方式都應(yīng)調(diào)參數(shù)外，鍋爐的其它可調(diào)參數(shù)及操作方式都應(yīng)保持恒定。保持恒定。3 3、通過多次運行調(diào)整尚不能完全達(dá)到前述的主要目、通過多次運行調(diào)整尚不能完全達(dá)到前述的主要目的時，就需要考慮進(jìn)行燃燒設(shè)備的局部修改或改的時，就需要考慮進(jìn)行燃燒設(shè)備的局部修改或改造問題，如增減衛(wèi)燃帶，改變一、二、三次風(fēng)噴造問題，如增減衛(wèi)燃帶，改變一、二、三次風(fēng)噴口尺寸，修改燃燒器結(jié)構(gòu)型式等。修改或改造之口尺寸，修改燃燒器結(jié)構(gòu)型式等。修改或改造之后再進(jìn)行燃燒調(diào)整試驗。后再進(jìn)行燃燒調(diào)整試驗。4-2 4-2 四角

7、直流煤粉燃燒器調(diào)試的一般原理四角直流煤粉燃燒器調(diào)試的一般原理一、四角切圓燃燒的主要特點一、四角切圓燃燒的主要特點四角射流著火后相交，相互點燃，使煤粉著火穩(wěn)定；四角射流著火后相交，相互點燃，使煤粉著火穩(wěn)定；由于四股射流在爐膛內(nèi)相交后強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，湍流的熱量、由于四股射流在爐膛內(nèi)相交后強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，湍流的熱量、質(zhì)量和動量交換十分強(qiáng)烈，故能加速著火后燃料的燃盡質(zhì)量和動量交換十分強(qiáng)烈，故能加速著火后燃料的燃盡程度；程度；四角切圓射流有強(qiáng)烈的湍流擴(kuò)散和良好的爐內(nèi)空氣動力四角切圓射流有強(qiáng)烈的湍流擴(kuò)散和良好的爐內(nèi)空氣動力結(jié)構(gòu)，爐膛充滿系數(shù)較好，爐內(nèi)熱負(fù)荷均勻；結(jié)構(gòu)，爐膛充滿系數(shù)較好，爐內(nèi)熱負(fù)荷均勻；切圓燃燒時每角均

8、由多個一、二次風(fēng)噴嘴所組成，負(fù)荷切圓燃燒時每角均由多個一、二次風(fēng)噴嘴所組成，負(fù)荷變化時調(diào)節(jié)靈活，對煤種適應(yīng)性強(qiáng)，控制和調(diào)節(jié)手段也變化時調(diào)節(jié)靈活，對煤種適應(yīng)性強(qiáng)，控制和調(diào)節(jié)手段也較多；較多；爐膛結(jié)構(gòu)簡單，便于大容量鍋爐的布置；爐膛結(jié)構(gòu)簡單，便于大容量鍋爐的布置；便于實現(xiàn)分段送風(fēng)、分段燃燒，從而抑制便于實現(xiàn)分段送風(fēng)、分段燃燒，從而抑制n0n0x x的排放。的排放。二、四角布置直流煤粉燃燒器爐膛的形式三、四角布置直流燃燒器的空氣動力結(jié)構(gòu)三、四角布置直流燃燒器的空氣動力結(jié)構(gòu)1.1.切圓直徑切圓直徑 四角直流燃燒器設(shè)計時，假想切圓直四角直流燃燒器設(shè)計時，假想切圓直徑為：對固態(tài)排渣煤粉爐徑為：對固態(tài)排渣煤

9、粉爐d d0 0 =(0.05 =(0.05.1) a.1) a，a a為爐膛橫斷面長短邊長的平均值。實際運行時的切為爐膛橫斷面長短邊長的平均值。實際運行時的切圓直徑可膨脹至假想切圓直徑圓直徑可膨脹至假想切圓直徑 的的7878倍。真正切圓倍。真正切圓直徑并非是一個常數(shù)，實際上它是一個倒錐形的旋直徑并非是一個常數(shù)，實際上它是一個倒錐形的旋渦核心，即上大下小，特別是當(dāng)離開燃燒器作用平渦核心，即上大下小，特別是當(dāng)離開燃燒器作用平面后，旋轉(zhuǎn)速度逐漸衰減，旋渦的直徑不斷增大。面后，旋轉(zhuǎn)速度逐漸衰減，旋渦的直徑不斷增大。實際切圓直徑的大小與假想切圓直徑、各噴口出口實際切圓直徑的大小與假想切圓直徑、各噴口出

10、口氣流動量、多層燃燒器各層速比、爐膛斷面形狀等氣流動量、多層燃燒器各層速比、爐膛斷面形狀等有關(guān)。有關(guān)。三三. .直流燃燒器射流的剛性直流燃燒器射流的剛性所謂射流的剛性所謂射流的剛性，是指射流噴入爐內(nèi)后射流的軌跡偏離假，是指射流噴入爐內(nèi)后射流的軌跡偏離假想射流軸心線的程度。射流剛性越小越容易偏離，嚴(yán)重想射流軸心線的程度。射流剛性越小越容易偏離，嚴(yán)重時還會產(chǎn)生氣流貼墻、沖墻、引起堆灰結(jié)焦。時還會產(chǎn)生氣流貼墻、沖墻、引起堆灰結(jié)焦。直流燃燒器射流噴出后產(chǎn)生偏離現(xiàn)象的主要原因：直流燃燒器射流噴出后產(chǎn)生偏離現(xiàn)象的主要原因：（1 1）射流卷吸使兩側(cè)產(chǎn)生壓差所引起的射流偏轉(zhuǎn)；）射流卷吸使兩側(cè)產(chǎn)生壓差所引起的射

11、流偏轉(zhuǎn)；（2 2）射流自燃燒器噴出后受鄰角氣流的沖擊擠壓以及離心）射流自燃燒器噴出后受鄰角氣流的沖擊擠壓以及離心力的作用而使射流偏軸線，這是實際切圓直徑比假想切力的作用而使射流偏軸線，這是實際切圓直徑比假想切圓大好幾倍的主要原因；圓大好幾倍的主要原因；（3 3）直流燃燒器結(jié)構(gòu)對射流偏轉(zhuǎn)的影響。主要影響參數(shù)為）直流燃燒器結(jié)構(gòu)對射流偏轉(zhuǎn)的影響。主要影響參數(shù)為直流燃燒器的高寬比直流燃燒器的高寬比h/bh/b，各燃燒器間的相對間隔，各燃燒器間的相對間隔 /b/b及燃燒器總面積與爐膛截面積及燃燒器總面積與爐膛截面積f f之比之比。四四. .四角配風(fēng)均勻性四角配風(fēng)均勻性 為使四角燃燒器得到良好的爐內(nèi)空氣動

12、力為使四角燃燒器得到良好的爐內(nèi)空氣動力結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵的調(diào)試項目之一是使四角配風(fēng)均勻，結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵的調(diào)試項目之一是使四角配風(fēng)均勻，對帶有煤粉的一次風(fēng)和動量大的二次風(fēng)都有同對帶有煤粉的一次風(fēng)和動量大的二次風(fēng)都有同樣的要求。前面已分析了四角切圓射流的偏轉(zhuǎn)樣的要求。前面已分析了四角切圓射流的偏轉(zhuǎn)主要原因在于相鄰兩角動量的相互作用，既決主要原因在于相鄰兩角動量的相互作用，既決定于每股射流的動量大小及射流的作用范圍，定于每股射流的動量大小及射流的作用范圍，又取決于兩股射流的作用點。根據(jù)這個原理，又取決于兩股射流的作用點。根據(jù)這個原理，可以定性地估計四角配風(fēng)不均對爐內(nèi)空氣動力可以定性地估計四角配風(fēng)不均對爐內(nèi)空氣動

13、力工況的大致影響。工況的大致影響。四角配風(fēng)不均對氣流工況的影響四角配風(fēng)不均對氣流工況的影響 實際運行中情況更為復(fù)雜，因為每角中布置了很實際運行中情況更為復(fù)雜，因為每角中布置了很多一、二、三次噴嘴，每只噴嘴的角度和風(fēng)速均不可多一、二、三次噴嘴，每只噴嘴的角度和風(fēng)速均不可能相同，各種因素是相互交叉作用，再加上風(fēng)道至噴能相同，各種因素是相互交叉作用，再加上風(fēng)道至噴嘴都要轉(zhuǎn)向，使得噴嘴靠外彎頭出口處風(fēng)速偏高，靠嘴都要轉(zhuǎn)向，使得噴嘴靠外彎頭出口處風(fēng)速偏高，靠內(nèi)彎頭處偏低，有時二者會相差幾倍，由于實際最大內(nèi)彎頭處偏低，有時二者會相差幾倍，由于實際最大速度射流軸心偏離而使假想切圓直徑和形狀變化（形速度射流軸

14、心偏離而使假想切圓直徑和形狀變化（形成橢圓或?qū)_），因此設(shè)計時盡可能保持燃燒器前足成橢圓或?qū)_），因此設(shè)計時盡可能保持燃燒器前足夠長的直段，若彎頭離燃燒器出口處較近，應(yīng)在轉(zhuǎn)變夠長的直段，若彎頭離燃燒器出口處較近，應(yīng)在轉(zhuǎn)變風(fēng)道內(nèi)加裝導(dǎo)流葉片。此外在安裝時應(yīng)盡可能加強(qiáng)燃風(fēng)道內(nèi)加裝導(dǎo)流葉片。此外在安裝時應(yīng)盡可能加強(qiáng)燃燒器的剛性，避免運行后發(fā)生變形。各直流燃燒器在燒器的剛性，避免運行后發(fā)生變形。各直流燃燒器在運行時的自由膨脹位移方向和角度亦要很好考慮，朝運行時的自由膨脹位移方向和角度亦要很好考慮，朝不同的方向膨脹會使本來安裝好的四角燃燒器角度產(chǎn)不同的方向膨脹會使本來安裝好的四角燃燒器角度產(chǎn)生變化。生變

15、化。1.著火三角形方案 如圖a所示，二次風(fēng)和一次風(fēng)以一定的角度相交，一次風(fēng)噴出一定距離后才與二次風(fēng)相交，在這段距離內(nèi)，一次風(fēng)射流從兩側(cè)卷吸高溫?zé)煔獠⑹艿礁邷鼗鹁娴妮椛?，溫度不斷提高直至著火。著火區(qū)一般是從射流周界邊緣開始，二次風(fēng)與已著火的一次風(fēng)射流相交，補(bǔ)充了氧氣。加強(qiáng)了擾動和混合，使燃燒過程得以穩(wěn)定和強(qiáng)化。由此可見，一、二風(fēng)的大量相交必須在一次風(fēng)氣粉混合物著火以后完成，否則大量“冷” 風(fēng)過早地混合，不但會拖延著火過程，甚至?xí)纬伞昂邶垺保鹁植肯ɑ?。交點的距離和燃料的性質(zhì)密切相關(guān)。對揮發(fā)分含量高，易著火的煙煤，交點可以近些，對難著火的無煙煤，則要求推遲相交，同時它還與一、二次風(fēng)速的比例有關(guān)

16、，對于難著火的煤，一次風(fēng)速和風(fēng)量應(yīng)較低，以保證有足夠的著火時間。 五、四角布置直流燃燒器的著火特性五、四角布置直流燃燒器的著火特性1.直流燃燒器著火方案直流燃燒器著火方案2. 2. 集束射流著火方案集束射流著火方案 圖圖b b所示，當(dāng)二次風(fēng)較大，風(fēng)速高，動量大所示，當(dāng)二次風(fēng)較大，風(fēng)速高，動量大時，盡管二次風(fēng)和一次風(fēng)噴嘴平行向爐膛噴射，時，盡管二次風(fēng)和一次風(fēng)噴嘴平行向爐膛噴射，由于二次風(fēng)射流的動量和剛度比一次風(fēng)大的多，由于二次風(fēng)射流的動量和剛度比一次風(fēng)大的多，因此一次風(fēng)噴出后不久即被二次風(fēng)所卷吸，射流因此一次風(fēng)噴出后不久即被二次風(fēng)所卷吸，射流軌跡變彎，形成一彎轉(zhuǎn)的扇形面，對卷吸周圍高軌跡變彎，形成一彎轉(zhuǎn)的扇形面，對卷吸周圍高煙氣，形成周緣戰(zhàn)火區(qū)都是十分有利的，著火后煙氣，形成周緣戰(zhàn)火區(qū)都是十分有利的，著火后的一次風(fēng)被卷入二次風(fēng)射流中燃燒，由于一次風(fēng)的一次風(fēng)被卷入二次風(fēng)射流中燃燒，由于一次風(fēng)射流混入動量大的二次風(fēng)中，混合性能良好，使射流混入動量大的二次風(fēng)中，混合性能良好，使火炬射流剛性加強(qiáng)，不易受到干擾，燃料能穩(wěn)定火炬射流剛性加強(qiáng)，不易受到干擾，燃料能穩(wěn)定燃燒。燃燒。3.3.著火方案的選擇著火方案的選擇 對實際的直流燃燒器的著火過程來說，三對實際的直流燃燒器的著火過程來說，三角形著火方案與集束射流著火方案都可能存在。角形著火方案與集束射流著火方案都可能存在