四角布置直流燃烧器锅炉燃烧调整

wys · 发表于 2007-11-18 13:52:58

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class=MsoNormal align=left>1、四角布置直流燃烧器的工作原理<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com

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class=MsoNormal align=left>直流燃烧器一般布置在炉膛四角上。煤粉气流在射出喷口时，虽然是直流射流，但当<o:p></o:p>
<

class=MsoNormal align=left>四股气流到达炉膛中心部位时，以切圆形式汇合，<o:p></o:p>
形成旋转燃烧火焰，同时在炉膛内形成一个自下而上的旋涡状气流。<o:p></o:p>
1.1、直流燃烧器的工作过程：<o:p></o:p>
(1)  煤粉气流卷吸高温烟气而被加热的过程；<o:p></o:p>
(2)  射流两侧的补气及压力平衡过程；<o:p></o:p>
(3)  煤粉气流的着火过程；<o:p></o:p>
(4)  煤粉与二次风空气的混合过程；<o:p></o:p>
(5)  气流的切圆旋转过程；<o:p></o:p>
(6)  焦碳的燃尽过程。<o:p></o:p>
上述几个过程虽然有先后顺序或某几个过程同时进行，但各过程之间的相互影响是十分显著的<o:p></o:p>
主气流卷吸高温烟气的过程<A target=_blank>。</A>从燃烧器喷口射出的气流仍然保持着高速流动。由于气流的紊流扩散<o:p></o:p>
带动周围的热烟气一道向前流动，这种现象叫“卷吸”。由于“卷吸”，射流不断扩大，不断向四<o:p></o:p>
周扩张。同时，主气流的速度由于衰减而不断减小。正是由于射流的这种“卷吸”作用，将高温烟气<o:p></o:p>
的热量源源不断地运输给进入炉内的新煤粉气流，煤粉气流才得到不断加热而升温，当煤粉气流吸收<o:p></o:p>
足够的热量并达到着火温度后，便首先从气流的外边缘开始着火，然后火焰迅速向气流深层传播，达到<o:p></o:p>
稳定着火状态。<o:p></o:p>
1.2、邻角气流的撞击点燃作用<o:p></o:p>
在切圆燃烧炉中，四股气流具有“自点燃”作用。即煤粉气流向火的一侧受到上游邻角高温火焰的直<o:p></o:p>
接撞击而被点燃。这是煤粉气流着火的主要条件。背火的一侧也卷吸炉墙附近的热烟气，但这部分卷<o:p></o:p>
吸获得的热量较少，此外，一次风与二次风之间也进行着少量的过早混合，但这种混合对着火的影响<o:p></o:p>
不大。<o:p></o:p>
1.3、煤粉气流接受辐射加热<o:p></o:p>
煤粉气流着火的热源部分来自炉内高温火焰的辐射加热，但着火的主要热源来自卷吸加热，约占总着<o:p></o:p>
火热源的60～70%。<o:p></o:p>
1.4、热源不足时的着火                     <o:p></o:p>
当煤粉气流没有足够的着火热源时，虽然局部的煤粉通过加热也可达到着火温度，并在瞬间着火<o:p></o:p>
但这种着火不能稳定进行，即着火后还容易灭火。这样的着火极易引起爆燃，因而是一种十分危险<o:p></o:p>
的着火工况。<o:p></o:p>
1.5、煤粉气流从着火到燃尽的各阶段<o:p></o:p>
煤粉气流在正常燃烧时，一般在距离喷口0.5～1处开始着火，在离开喷口1～2米的范围内，煤粉<o:p></o:p>
中大部分挥发分析出并烧完，此后是焦炭和剩余挥发份的燃烧，需要延续10～20米甚至更长的距离。当燃<o:p></o:p>
料到达炉膛出口处时，燃料中98％以上的可燃物可以完全燃尽。<o:p></o:p>
1.6、四角切圆燃烧的气流偏斜<o:p></o:p>
采用四角燃烧方式的锅炉，运行中容易发生气流偏斜而导致火焰贴墙，引起结渣以及燃烧不稳定现象。<o:p></o:p>
、邻角气流的撞击是气流偏斜的主要原因<o:p></o:p>
射流自燃烧器喷口射出后，由于受到上游邻角气流的直接撞击，撞击点愈接近喷口，射流偏斜就愈大<o:p></o:p>
撞击动量愈大，气流偏斜就愈严重。<o:p></o:p>
、射流两侧“补气”条件的影响<o:p></o:p>
射流自喷口射出后仍然保持着高速流动，射流两侧的烟气被卷吸着一道前进，射流两侧的压力就随着降低<o:p></o:p>
这时，炉膛其它地方的烟气就纷纷赶来补充，这种现象称为“补气”。如果射流两侧的补气条件不同<o:p></o:p>
就会在射流两侧形成压差。向火面的一侧受到邻角气流的撞击，补气充裕，压力较高；而背火面的一侧补<o:p></o:p>
气条件差，压力较低。这样，射流两侧就形成了压力差，在压力差的作用下，射流被迫向炉墙偏斜<o:p></o:p>
甚至迫使气流贴墙，引起结渣。<o:p></o:p>
、燃烧器的高宽比(hr/b)对射流弯曲变形影响较大<o:p></o:p>
燃烧器的高宽比值愈大，射流形状愈宽而薄，其“刚性”就愈差，因而，射流愈容易弯曲变形。     <o:p></o:p>
在大容量锅炉上，由于燃煤量显著增大，燃烧器的喷口通流面积也相应增大，所以喷口数量必然增多<o:p></o:p>
为了避免气流变形和减小燃烧器区域水冷壁的热负荷，将燃烧器沿高度方向拉长，并把喷口沿高度分成<o:p></o:p>
2～3组，每组的高宽比不超过6，相邻两组喷口间留有空档，空档相当于一个压力平衡孔，用来平衡射<o:p></o:p>
流两侧的压力，防止射流向压力低的一侧弯曲变形。<o:p></o:p>
、当燃烧器多层布置时对旋涡直径的影响较大<o:p></o:p>
上层气流不断的被卷吸到下层气流中，加上气流受热膨胀的影响，使气流容积流量增大，旋涡直径相应<o:p></o:p>
增大，一般可使实际切圆直径膨胀到假想切圆直径的7～8倍。<o:p></o:p>
2、燃烧调整<o:p></o:p>
2.1、设备结构调整<o:p></o:p>
 切园直径<o:p></o:p>
炉内四股气流的相互作用，不仅影响到气流偏斜程度，也影响到假想切圆直径。而切圆直径又影响着气流<o:p></o:p>
贴墙、结渣情况和燃烧稳定性。此外，还影响着汽温调节和炉膛容积中火焰的充满程度。当锅炉燃用的煤<o:p></o:p>
质变化较大时，切圆直径的调整十分重要。<o:p></o:p>
当切圆直径较大时，上游邻角火焰向下游煤粉气流的根部靠近，煤粉的着火条件较好。这时炉内气流旋转<o:p></o:p>
强烈，气流扰动大，使后期燃烧阶段可燃物与空气流的混合加强，有利于煤粉的燃尽。切圆直径过大，也会<o:p></o:p>
带来下述的问题：<o:p></o:p>
(1) 火焰容易贴墙，引起结渣；<o:p></o:p>
(2) 着火过于靠近喷口，容易烧坏喷口；<o:p></o:p>
(3) 火焰旋转强烈时，产生的旋转动量矩大，同时因为高温火焰的粘度很大，到达炉膛出处，残余旋<o:p></o:p>
转较大，这将使炉膛出口烟温分布不均匀程度加大，因而既容易引起较大的热偏差，也可能导致过热<o:p></o:p>
器结渣，还可能引起过热器超温。<o:p></o:p>
在大容量锅炉上为了减轻气流的残余旋转和气流偏斜，假想切圆直径有减小的趋势，对于300ＭＷ锅炉<o:p></o:p>
切圆直径一般设计为～。同时，适当增加炉膛高度或采用燃烧器顶部消旋二次风(一次风和<o:p></o:p>
下部二次风正切圆布置，顶部二次风反切圆布置)，对减弱气流的残余旋转，减轻炉膛出口的热偏差有<o:p></o:p>
一定的作用，但还不可能完全消除。<o:p></o:p>
当然，切圆直径也不能过小，否则容易出现对角气流对撞，火焰推迟，四角火焰的“自点燃”作用减弱<o:p></o:p>
燃烧不稳定，燃烧不完全，炉膛出口烟温升高一系列不良现象，影响锅炉安全运行。<o:p></o:p>
适当加大切园直径，可使上部邻角的火焰更靠近射流根部，对着火有利，炉膛充满度较好。燃用挥发分<o:p></o:p>
较低劣质煤是，希望较大的切园直径，但切园直径过大，一次风煤粉气流可能偏转贴壁，火焰冲刷水冷壁<o:p></o:p>
引起结渣。燃用易着火易结渣和高挥发分煤种是，适当减小切园直径。大的切园直径炉内残余旋转保持炉<o:p></o:p>
膛出口甚至更远，对燃尽有利，但增大烟温偏差引起超温。<o:p></o:p>
、煤粉细度<o:p></o:p>
煤粉越细，单位质量煤粉表面积越大，加热升温、挥发分析出着火和燃烧速度越快，着火越迅速，燃尽所<o:p></o:p>
需时间越短，飞灰可燃物含量越小，燃烧越彻底煤粉细度也不是越细越好，还要考虑综合经济性，选用经<o:p></o:p>
济细度。<o:p></o:p>
2.2、运行调整<o:p></o:p>
、锅炉负荷<o:p></o:p>
锅炉负荷降低，炉膛平均温度及燃烧器区域温度都要降低，着火变难。高挥发分煤，飞灰可燃物随负荷<o:p></o:p>
变化下，低挥发分煤，飞灰可燃物受负荷影响很大。<o:p></o:p>
<o:p> </o:p>
、煤粉浓度<o:p></o:p>
一次风中煤粉和空气质量比对着火稳定影响大。高的煤粉浓度不仅使得单位体积燃烧释放热量强调增大<o:p></o:p>
而且容积内辐射粒子数量增加，导致风粉气流黑度增大，可迅速吸收炉膛辐射热量，着火提前。随着煤<o:p></o:p>
粉浓度的增大，煤中挥发分析出后浓度增大，促进了可燃混合物的着火。对于劣质煤，需要较高的煤粉<o:p></o:p>
浓度。<o:p></o:p>
、一次风与二次风<o:p></o:p>
在锅炉燃烧设备和煤质一定的条件下，一次风与二次风的调节就成为决定着火和燃尽过程的关键。一次<o:p></o:p>
风与二次风的工作参数用风量、风速和风温来表示。<o:p></o:p>
a．一次风量<o:p></o:p>
一次风量主要取决于煤质条件。当锅炉燃用的煤质确定时，一次风量对煤粉气流着火速度和着火稳定性<o:p></o:p>
的影响是主要的。一次风量愈大，煤粉气流加热至着火所需的热量就越多，即着火热愈多。这时，着火速<o:p></o:p>
度就愈慢，因而，距离燃烧器出口的着火位置延长，使火焰在炉内的总行程缩短，即燃料在炉内的有效燃<o:p></o:p>
烧时间减少，导致燃烧不完全。显然，这时炉膛出口烟温也会升高，不但可能使炉膛出口的受热面结渣，<o:p></o:p>
还会引起过热器或再热器超温等一系列问题，严重影响锅炉安全经济运行。<o:p></o:p>
对于不同的燃料，由于它们的着火特性的差别较大，所需的一次风量也就不同。应在保证煤粉管道不<o:p></o:p>
沉积煤粉的前提下，尽可能减小一次风量。对一次风量的要求: 满足煤粉中挥发分着火燃烧所需的氧量<o:p></o:p>
满足输送煤粉的需要如果同时满足这两个条件有矛盾，则应首先考虑输送煤粉的需要。<o:p></o:p>
例如，对于贫煤和无烟煤，因挥发分含量很低，如按挥发分含量来决定一次风量，则不能满足输送煤粉<o:p></o:p>
的要求，为了保证输送煤粉，必须增大一次风量。但因此却增加了着火的困难，这又要求加强快速与稳<o:p></o:p>
定着火的措施，即提高一次风温度，或采用其它稳燃措施。<o:p></o:p>
一次风量通常用一次风量占总风量的比值表示，称为一次风率。一次风率的推荐值列于表6-1。<o:p></o:p>
一次风率的推荐值<o:p></o:p>
<DIV>
<TABLE class=MsoNormalTable cellSpacing=0 cellPadding=0 border=1>
<TBODY>
<TR>
<TD width=95>
煤种<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
无烟煤<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
贫煤<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
烟煤<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
烟煤<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
褐煤<o:p></o:p></TD></TR>
<TR>
<TD width=95>
Ｖdaf<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
<o:p> </o:p></TD>
<TD width=95>
<o:p> </o:p></TD>
<TD width=95>
20%～30%<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
＞30%<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
<o:p> </o:p></TD></TR>
<TR>
<TD width=95>
乏气送粉<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
<o:p> </o:p></TD>
<TD width=95>
20～25<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
25～30<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
25～35<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
20～45<o:p></o:p></TD></TR>
<TR>
<TD width=95>
热风送粉<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
15～20<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
20～25<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
20～25<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
25～40<o:p></o:p></TD>
<TD width=95>
40～45<o:p></o:p></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
b．一次风速、风率<o:p></o:p>
在燃烧器结构和燃用煤种一定时，确定了一次风量就等于确定了一次风速。一次风速不但决定着火燃烧的稳<o:p></o:p>
定性，而且还影响着一次风气流的刚度。在一定的总风量下，燃烧器保持适当的一次风出口风率、风速，是<o:p></o:p>
建立良好炉内工况和稳燃所必须的。<o:p></o:p>
一次风速过高，会推迟着火，引起燃烧不稳定，甚至灭火。一次风率越大，为达到煤粉气流着火所需热量越<o:p></o:p>
大，达到着火所需时间越长。同时，煤粉浓度也随着一次风率的增大而降低，这对低挥发分或者难燃煤种是<o:p></o:p>
非常不利的。任何一种燃料着火后，当氧浓度和温度一定时，具有一定的火焰传播速度。当一次风速过高<o:p></o:p>
大于火焰传播速度时，就会吹灭火焰或者引起“脱火”。<o:p></o:p>
一次风率过小，煤燃烧初期可能氧量不足，挥发分析出时不能完全燃烧，也会影响着火速度。一次风率原则<o:p></o:p>
上只要能满足挥发分的燃尽即可以。一次风速过低，对稳定燃烧和防止结渣也是不利的。原因在于：<o:p></o:p>
(1) 煤粉气流刚性减弱，易弯曲变形，偏斜贴墙，切圆组织不好，扰动不强烈，燃烧缓慢；<o:p></o:p>
(2) 煤粉气流的卷吸能力减弱，加热速度缓慢，着火延迟；<o:p></o:p>
(3) 气流速度小于火焰传播速度时，可能发生“回火”现象，或因着火位置距离喷口太近，将喷口烧坏；<o:p></o:p>
(4) 易发生空气、煤粉分层，甚至引起煤粉沉积、堵管现象；<o:p></o:p>
(5) 引起一次风管内煤粉浓度分布不均，从而导致一次风射出喷口时，在喷口附近出现煤粉浓度分布不均的<o:p></o:p>
现象，这对燃烧也是十分不利的。<o:p></o:p>
一次风速对燃烧器的出口烟气温度和气流偏转也有影响。一次风速过大，着火距离拖长，燃烧器出口附<o:p></o:p>
近烟温低，着火相对困难。一次风中较大煤粉颗粒可能因其动能大而穿越燃烧区不能燃尽，增大未完<o:p></o:p>
全燃烧损失。一次风速如果过低，一次风射流刚性小，很容易偏转和贴壁，且卷吸高温烟气的能力差<o:p></o:p>
对于着火性能好的煤种，着火太靠近燃烧器可能烧损燃烧器喷口。<o:p></o:p>
四角布置燃烧器配风风速的推荐值<o:p></o:p>
<DIV>
<TABLE class=MsoNormalTable cellSpacing=0 cellPadding=0 border=1>
<TBODY>
<TR>
<TD width=144>
煤种<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
无烟煤<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
贫煤<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
烟煤<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
褐煤<o:p></o:p></TD></TR>
<TR>
<TD width=144>
一次风速m/s<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
20～25<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
20～30<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
25～35<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
25～40<o:p></o:p></TD></TR>
<TR>
<TD width=144>
二次风速m/s<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
40～55<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
45～55<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
40～60<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
40～60<o:p></o:p></TD></TR>
<TR>
<TD width=144>
三次风速m/s<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
50～60<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
55～60<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
35～45<o:p></o:p></TD>
<TD width=102>
35～45<o:p></o:p></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
c．一次风温<o:p></o:p>
一次风温对煤粉气流的着火、燃烧速度影响较大。<o:p></o:p>
提高一次风温，可以减少煤粉着火热，使着火位置提前。一次风温升高，提高炉内的温度水平，炉膛温度<o:p></o:p>
升高加快，煤粉着火提前。<o:p></o:p>
运行实践表明，提高一次风温还能在低负荷时稳定燃烧。有的试验发现，当煤粉气流的初温从提高到<o:p></o:p>
时，着火热可降低60%左右。提高一次风气流的温度对煤粉着火十分有利。因此，提高热风温度是提<o:p></o:p>
高煤粉着火速度和着火稳定性的必要措施之一。根据煤质挥发分含量的大小，一次风温既应满足使煤粉尽<o:p></o:p>
快着火，稳定燃烧的要求，又应保证煤粉输送系统工作的安全性。一次风温超过煤粉输送的安全规定时，<o:p></o:p>
就可能发生爆炸或自燃。当然，一次风温太低对锅炉运行也不利。除了推迟着火，燃烧不稳定和燃烧效率<o:p></o:p>
降低之外，还会导致炉膛出口烟温升高，引起过热器超温或汽温升高。<o:p></o:p>
d．二次风量及二次风速<o:p></o:p>
煤粉气流着火后，二次风的投入方式对着火稳定性和燃尽过程起着重要作用。对于大容量锅炉尤其要注意<o:p></o:p>
二次风穿透火焰的能力。<o:p></o:p>
当燃用的煤质一定时，一次风量就被确定了，这时二次风量随之确定。对于已经运行的锅炉，由于燃烧器<o:p></o:p>
喷口结构未变，故二次风速只随二次风量变化。<o:p></o:p>
二次风是在煤粉气流着火后混入的。由于高温火焰的粘度很大，二次风必须以很高的速度才能穿透火焰，<o:p></o:p>
以增强空气与焦碳粒子表面的接触和混合，故通常二次风速比一次风速提高一倍以上。<o:p></o:p>
配风方式不仅影响燃烧稳定性和燃烧效率，还关系到结渣、火焰中心高度的变化、炉膛出口烟温的控制。<o:p></o:p>
从而，进一步影响过热汽温与再热汽温。<o:p></o:p>
e．二次风温<o:p></o:p>
从燃烧角度看，二次风温愈高，愈能强化燃烧，并能在低负荷运行时增强着火的稳定性。但是二次风温的<o:p></o:p>
提高受到空气预热器传热面积的限制，传热面积愈大，金属耗量就愈多，不但增加投资，而且将使预热器<o:p></o:p>
结构庞大，不便布置。<o:p></o:p>
热风温度的推荐数值<o:p></o:p>
<DIV>
<TABLE class=MsoNormalTable cellSpacing=0 cellPadding=0 border=1>
<TBODY>
<TR>
<TD width=108>
燃料<o:p></o:p></TD>
<TD width=91>
无烟煤<o:p></o:p></TD>
<TD width=91>
贫煤<o:p></o:p></TD>
<TD width=91>
褐煤<o:p></o:p></TD>
<TD width=91>
褐煤<o:p></o:p></TD>
<TD width=91>
烟煤<o:p></o:p></TD></TR>
<TR>
<TD width=108>
热风温度℃<o:p></o:p></TD>
<TD width=91>
380～430<o:p></o:p></TD>
<TD width=91>
330～380<o:p></o:p></TD>
<TD width=91>
350～380<o:p></o:p></TD>
<TD width=91>
300～350<o:p></o:p></TD>
<TD width=91>
280～350<o:p></o:p></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV>
F、一、二次风配合<o:p></o:p>
二次风在煤粉着火前过早的混入一次风对着火不利，尤其是对于低挥发分难燃煤种更是如此。过早的混入<o:p></o:p>
二次风，等于增加了一次风率，使得着火热增加，着火推迟。<o:p></o:p>
<o:p> </o:p>

wys · 发表于 2007-11-18 13:55:35

<

class=MsoNormal>为了安全和便于检查,锅炉水压试验时对水温有如下要求:<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com

ffice

ffice" /><o:p></o:p>
<

class=MsoNormal>(1)水温不宜过高,一般不应超过,以防止引起汽化或出现过大的温差应力,或因温度高的热膨胀,而使某些不严密自的缺陷不易发现。<o:p></o:p>
<

class=MsoNormal>(2)水温应保持高于周围环境露点温度若干度,以防承压元件表面结露,使检查工作难以分辨是露珠或是因不严密渗水所形成的水珠。<o:p></o:p>
(3)合金钢承压元件水压试验时的水温,应高于所用钢种的低温脆性转变温度,以防止在试压过程中承压元件因冷脆而出现裂纹。<o:p></o:p>

arfa_z · 发表于 2008-5-12 19:25:38

讲的好，学习了！谢谢楼主！

jxppll · 发表于 2008-5-15 15:13:15

good good good

nddc · 发表于 2008-6-7 14:09:39

:lol :lol

:)

haw · 发表于 2008-9-3 15:00:37

在写培训教材，正好用得上

JBJBJB · 发表于 2008-9-10 20:43:10

good good good

nddc · 发表于 2008-9-22 21:51:02

不错值得学习！！定期来！

jxppll · 发表于 2008-9-23 11:20:17

学习学习再学习，谢谢楼主

一塌 · 发表于 2008-9-23 20:05:29

建议发个压缩包就可以了，然后把标题写清楚，不要占用空间。

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[讨论] 四角布置直流燃烧器锅炉燃烧调整

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