·16· 崤看、4整 f 西北电建1998年第2期 W型火焰燃烧技术及燃烧调整. f6~I郭萌;、222l’I (西北电力建设调试施工研究所西安审710032) 摘要具体介绍W型火焰燃烧器的组成和结茸勾·W型火焰燃烧技术及其调整方式·供有关人员 参考. 要害词w型火焰燃烧调整乏气挡板消旋叶片 0概述 对于年夜型的煤粉炉,煤粉着火的难易水平对机组运行的稳定性和平安性有很年夜的影响,尤 其是挥发份含较低的无*煤和贫煤,着火坚苦,工程技术和科研人员接纳了许多措施和方 法解决这个问题。w型火焰燃烧技术是门为燃用无*煤而成长起来的,它的前身是“U”型 火焰。随着汽锅容的增年夜,逐渐成长成为双“U”型火焰,即为w型火焰技术。今朝,我 国引进了国外年夜型w型火焰燃烧技术,东方汽锅厂引进美国FW福斯特·惠勒能源公司的 w型火焰燃烧技术,制造了330MW亚临界自然轮回汽包炉。山西阳泉电厂、河北上安电厂 都采用了这类炉型,且两台330MW机组已在上安电厂投产,获得了成功。机组运行稳定性 及带负荷状态均到达良。 1W型汽锅煤粉气流着火条件 煤粉、空气流着火的重要条件是有足够高的温度。一次风喷进炉膛后,一方面卷吸炉内 高温*气,经由过程湍流夹杂使煤粉、空气流升温,另外一方面遭到炉内高温火焰的强辐射而加热 升温。凭据我国多年来的研究和实测,发现煤粉气流着火所需吸热的7O%一9O%来历于卷 吸炉内高温炉*的对流换热,1O%一3O%来历于炉内高温火焰的热辐射。凭据热平衡原理,实 现煤粉气流稳定着火的充实需要条件是知足Q,≥Q。 其中Qz~-Xl·Cl·(—TlK) X2·C2·(T一T2k) Q,=(1 A)·X3·C3·(T3一T) 式中Q——炉内某一点到达着火温度所吸收的热,kJ/kg; Q,——高温炉*所带来的供着火用的热,kJ/kg; x。、xz——在某夹杂点上,1、二次风的浓度,kg/kg; TlK、T2K——1、二次风进进炉内的温度,K; T——煤粉气流的着火温度,K; C。、Cz——1、二次风的比热容,kJ/(kg·K); X。——在某夹杂点上,高温炉*的浓度,kg/kg。 w型火焰燃烧为解决低挥发份(、,T<12—14%)的劣煤和无*煤的着火问题,采用燃 烧器一次风、煤粉气流先下行,后180。转弯向上火焰线路,增年夜了煤粉气流与高温*气的接 触。即增年夜了Xs,有用的增加Q,供给新鲜燃料充实的着火热Q。二次风一般安插在垂 直炉墙上,沿火焰向下流动的行程与火焰交叉,分级慢慢的送进,这对煤粉的着火和燃尽都 是十分有益的。上安电厂燃用5O%阳泉无*煤 5O%寿阳贫煤,煤工分析数据以下(): 维普资讯 1998年第2期西北电建·17· 运用基水份: 可燃基挥发分: 固定碳: 运用基灰份: 低位发烧kJ/kg: 下表是上安电厂四号汽锅分歧负荷下炉膛温度的丈成效: 汽锅负荷220MW240MW300MW 炉膛中心温度1409℃1449℃1517℃ 凭据这些数据我们可以看到w型汽锅可以保证较高的炉膛温度,从而保证煤粉气流及 时、稳定的着火。 2W型火焰燃烧器的组成和功能 w型火焰主要是由燃烧器的结构,二次风的配比所决议的。是以下面主要介绍该燃烧器 的组成和功能。w型火焰燃烧器如图1所示。 2.1煤粉燃烧器 w型燃烧器可以采用裂缝式直流 射流燃烧器,也能够是轴向叶片式旋流 式燃烧器,这里主要介绍轴向叶片式旋 流式燃烧器。双旋风分手式燃烧器由煤 粉进口管、双旋风筒壳体、煤粉喷口、乏 气管、乏气挡板等组成。原煤经磨煤机 后,一次风粉夹杂物从燃烧器的煤粉进 口管进进栅花式煤粉均分器分成两股, 划分切向进进两个旋风筒,一次风中的 煤粉颗粒在旋风筒的乏气管将中心部门 含粉较少的三次风(乏气)引出,乏 气管引出的乏气送进炉膛,乏气喷口和 煤粉喷嘴有一定距离,保证乏气气流不 会对煤粉喷嘴出口吻流的燃烧发生较年夜 影响。 煤粉气流因在燃烧器中发生旋流, 所以其煤粉出口吻流也是旋流的。为调 节气流的出口旋流度,在每一个旋风筒中 装有消旋调理装配一调理杆及直流片, 装在调理杆上的直叶片位于煤粉喷嘴 图1W型火焰燃烧器结构简图 1.旋风分手式燃烧器2.调理杆和叶片 3.油燃烧器4.乏气挡板5.乏气管 中,如将调理杆向上提升,直叶片则随之向上,对煤粉气流旋流度的减缓作用将削减;反之, 剐一良~5~孤一 逐一~~逐一2 维普资讯 ·18·西北电建1998年第2期 如将调理杆向下伸进,对煤粉气流旋流度的减缓作用将增年夜,调理出口吻流的旋流强度,能 调理气流的扩散,从而调理火焰的外形,有用的改变火焰中心的位置,调理过热蒸汽的出口 汽温。 在煤粉进口管中装有一块反射板,其作用是削减煤粉均分器的局部磨损,并提高均分器 的煤粉均分效果。由于煤粉进进燃烧器前的管道弯头处由于离心力的作用使煤粉颗粒抛向外 侧,使弯头外侧的煤粉浓度比内侧高,致使煤粉进进均分器时浓度不均,煤粉浓度不均会造 成煤粉均分器局部严重磨损,也将严重影响其均分效果,使进进燃烧器两个旋风筒的煤粉 不均而影响燃烧器性能。 乏气管上安插有乏气挡板,乏气挡板可调理引出的乏气,从而调理煤粉浓度,同时,随 引出的乏气的改变,煤粉喷嘴出口风改变,出口风速也就会改变,调理乏气挡板开度还 能调整火焰的行程和外形。 2.2二次风挡板 燃烧所需要的二次风由六个二次风道及A、B、C、D、E、F六个挡板控制。其中A、B、 C挡板控制拱上部门的二次风,D、E、F挡板控制拱下部门的二次风,拱上部门二次风 仅占二次风3O一4O。挡板A(手动)控制燃烧器乏气喷嘴及主火检孔的冷却风;挡板 B(手动)调理燃烧器煤粉喷口的周界风,用于调理煤粉气流的穿透能力及冷却喷口;挡板 C(远控)控制焚烧油枪及油火检的风。年夜的二次风约65一7O从拱下垂直墙上的风口 进进炉膛,共分为三层,划分由D、E、F控制,风成阶梯形,供给燃烧分歧阶段分歧的风 ,F挡板的进风年夜,挡板D、E为手动,挡板F为远控。所有的手动挡板,在试运行期 间,一般肯定后不再调整,除非燃料成份或燃烧工况发生了较年夜的变化。 2.3焚烧装配 每一个燃烧喷嘴配一只油焚烧器,焚烧器紧挨着煤粉喷嘴安插在拱上,油焚烧器用为知足 煤粉焚烧及低负荷助燃的要求。 上面着重介绍了W型火焰燃烧器的组成、结构及其功能。在运行中,凭据W型火焰燃烧 器的结构特征,可以经由过程这些手段对燃烧进行适当的调整,化炉膛火焰外形,炉膛火焰充 满度,获得经济、稳定的燃烧效果。 3炉膛火焰的调整 这里主要指消旋叶片、乏气挡板、炉拱挡板、垂直墙上的二次风的调理。下面临各部件 调理方式进行具体介绍。 3.1消旋叶片 消旋叶片由调理杆及叶片组成,置于燃料喷口,当调理杆向喷口结尾移动时,脱离燃烧 器喷口的煤粉气流旋转强度被削弱,气流将趋向于圆柱形,增加了煤粉气流在炉膛内贯串深 度当调理杆向上提升时,脱离喷燃器喷口的煤粉气流较早扩散,下降了贯串深度,使煤粉 气流着火提早。消旋叶片位置设定后,一般在整个运行时代不做变更。只有当燃料成份或炉 膛工况发生年夜的变化时,才进行调整。 3.2乏气挡板 乏气挡板的调理可控制煤粉气流的速度,削减乏气挡板的开度,则燃烧器喷口的气流浓 度下降,出口速度增加,煤粉着火将推后而远离拱部;增年夜乏气挡板开度,则燃烧器喷口的 浓度增年夜,同时使喷进炉膛的风粉速度削减,煤粉初始着火点将前移。试运行时,不宜做太 维普资讯 1998年第2期西北电建·19· 年夜的变更,以免造成炉膛灭火,对分歧的煤种,乏气挡板可以做响应的调整。对于挥发分较 高的煤种(劣*煤除外),乏气挡板可以关小,甚至全关。在不浓缩的情况下就能够保证稳 定着火和燃烧。而对于挥发分较低的煤种,可开年夜乏气挡板,增年夜抽气,以提高一次风煤 粉浓度。 3.3炉拱挡板 拱上燃料喷口的环形二次风挡板调整好后,在较年夜的负荷范围内,可获得所期看的火焰 外形和稳定的炉膛工况,同时高速度的环形二次风对卷吸炉膛内的高温*气有益,且能增加 气流在炉膛内的贯串深度。当增年夜挡板开度时,将增加气流在炉膛内的贯串水平。另外,当 炉膛积灰严重时,改变该挡板的位置将可能消除积灰,一旦操作完成后,应立即返回原来位 置,以免对汽锅燃烧工况造成不良影响。 3.4垂直墙上的二次风 垂直墙上分级二次风的调理将影响燃烧效率和煤粉气流在炉膛内的贯串深度,任何二次 风挡板的调理必需以较小的变化进行,以免造成燃烧不稳。同时,年夜的二次风经由过程垂直 墙上的二次风道进进炉膛,其挡板开度要适当,以保证二次风压。 总之,凭据国内外实践和经验,从燃烧的角度看,组织高煤粉浓度的燃烧,煤粉易于燃 烧,同时采用较低的一次风速和风率,采用较高的二次风温,并控制着火区域的二次风,形 成着火区饿高温*气回流及高温拱区热辐射和提高煤粉细度等。所有这些都是十分需要的。分 级送风及较长的火焰长度或炉内停留时间,有益于煤粉燃尽。W型火焰从设计上斟酌了这些 身分,适合于无*煤和贫煤低挥发分、难着火的特点,同时有用的下降NO的浓度,削减了 对情况的污染。 参考文献 1徐通模,金定安,温龙编.汽锅燃烧装备.西安交通年夜学出书社 2上安电厂二期汽锅装备说明书.东方汽锅厂 3汽锅调试措施.西北调试所汽锅室编 (上接第15页) 的有关尺度划定,所以时间是合适现实要求的。 3)“沸煮法”实验不需增加任何用装备,和水泥安宁性、胶砂强度实验同步。在一般 现场实验室即可展开。所以可普遍推行运用。 4)“沸煮法”具有了简洁、快速、靠得住的性能,它能为确保工程,避免事故,下降 成本提供有用的手段。 由于“沸煮法”快速测定水泥强度的实验时间较短,所堆集的数据有限,也可能还存在 一些需要解决的问题。请批评指正。
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