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大容量锅炉四角切圆燃烧时的烟温偏差问题

分类:远大新闻/ 发布时间:2017-08-22 21:05:02/ 浏览次数:0/ 关键词:[db:关键字]
电站系统工程Power大容量锅炉角切圆燃烧时的烟温偏差问清华大学徐秀清曾瑞良主商要论述了烟温偏差的基本情况。剖析了产生烟温偏差的原因。提出了炉内存在向上倾斜的股射流火焰是大容量锅炉烟温偏差增大的根本原因和减少烟温偏差的方向及措施。  是3004以上的大机组。这些机组的锅炉多数采用了660角切圆燃烧技术。运行实践明,在这些锅炉的水平烟道上都发生烟温偏差,致使高温过热器高温再热器不断发生超温爆管,严重威胁着电站的安全经济运行。  多年来,对大容量锅炉水平烟道中烟温偏差以下简称烟温偏差进行了许多研究,烟温偏差有所改善。然而,由于对烟温偏差的原因认识不足,烟温偏差至今仍是电力安全生产中的重要问,有必要总结分析有关研究成果,认识其中规律以便进步改善角切圆燃烧时的烟温偏差。  1角切圆燃烧时水平烟道烟温偏差的基本情况烟温偏差与切圆燃烧的旋转方向及假想切圆直径有关,当燃烧切圆逆时针旋转时除秀清。男。教授。热能工程系。184水平烟道的右侧烟温高于左侧烟温;反之,则左侧烟温高于右侧。假想切圆的直径越大,烟温偏差也越大。  烟温偏差随锅炉容量增大而增加。  对于矣504机组220仙锅炉,烟温偏差可以通过燃烧调整得到基本消除,但对于200以上机组670也的锅炉会出现很大的烟温偏差,简单的燃烧调整无法改善。  实际上,烟温偏差不仅出现在水平烟道的左右侧,在水平烟道上的上下存在着更大的烟温偏差,呈现出上低下高,只是由于过热器再热器都垂直布置,不影响蒸汽温度和管壁温度,不影响设备的安全性。  人66丑公司推出的大夹角同心反切燃烧技术,既次风切个小直径假想圆,次风与次风反切大直径假想圆,次风间夹角1725,并未改善烟温偏差,有的甚至加大了烟温偏差。  为减少残余扭转对烟温偏差的影响,660公司在炉膛顶部设置分割屏。实次践结果,烟温偏差也未获多大改善。  烟温偏差也和燃用的燃料品种及有无次风有关。般说来,燃烧油烟煤等易燃燃料时烟温偏差较小,燃烧贫煤无烟煤等难燃燃料时烟温偏差要大,投入次风通常都会加大烟温偏差。  烟温偏差还和炉膛设计参数有关炉膛面积热负荷办12越大,偏差也越大,最上层燃烧器喷口到水平烟道入口折焰角下缘的丑俗称燃烧高度越小,偏差越大,燃烧器高宽比降低以及燃烧器分组都可降低烟温偏差。  我国动力工作者从消除和减少炉膛出口残余扭转出发,提出了消旋及零旋强设想,即组织上部次风,次风等进行大夹角例如25反切改造,以期达到削弱和消除残余扭转降低烟温偏差的目的。实践证明,对大多数锅炉烟温偏差得到改善,但也有改善不大的,如平圩600 4机组HG2008186M型炉,将顶次风上部次风作22反切改造后,烟温偏差改善不多1.  此外,尽管采用了零旋强设计,但也达不到全部消除残余扭转的目的2.  我国动力工作者在石洞口厂黄埔发电厂等多台300机组上锅产10251改进型直流锅炉上进行的次风小夹角微量及偏转改造实践,取得了比较满意的结果。在次风与次风微量反偏转夹角在51时,烟温偏差得到大幅度改善,其偏差值不超过4050给出了许多有益的启3.2烟温偏差原因剖析2.1炉膛出口气流残余扭转与烟温偏差炉膛出口处气流的残余扭转会引起烟温偏差,已为人们所共识。逆时针残余扭转气流在烟道右侧与水平烟道入口气流速度方向致,而左侧则刚好相反,从而使烟道右侧的烟速高于左侧的烟速。经换热后的右侧烟温也就高于左侧,形成右高左低的烟温偏差。顺时针残余扭转气流则刚好相反,左侧烟温高于右侧烟温。这无疑是导致烟温偏差的重要原因。然而,仅用气流残余扭转是无法解释诸如锅炉容量增大烟温偏差加大,煤种变化烟温偏差变化以及些场合下次风反转消旋作用不大等问。  事实上,锅炉容量不同,设计时次风速的取值基本相同,因此,大中小容量锅炉量气体而言,不应出现容量增大烟温偏差加大的现象。  从原理上讲,烟温偏差是烟气温度的偏差,它不仅与气流的残余扭转有关,还应和烟气的温度场分布有关。多年来,为减少烟温偏差在减少残余扭转消旋上做了许多文章,起到了定作用,但有时达不到预期目的,其原因在于忽略了烟气温度分布不均的影响,而后者在定场合下是主要的。  此外,在应用零旋强设计消旋次风等措施时,忽略了个重要问,即炉内旋转的不是般的气流而是燃烧着的射流火焰。  对其用处理刚体时应用的零旋强设计概念以及简单地应用冷模试验结果都不会达到预期粘度都加大,会卷吸更多的热烟气作旋转流动,射流动量矩的作用得以充分发挥,形成所谓的启转风。对于消旋次风次风,由于它们在进入炉膛后通常不能立即着火燃烧,因此其卷吸的烟气量要少得多,尽管其原始的消旋动量矩与启转风的原始动量矩相当,但消旋能力要小得多。这也就是许多锅炉达不到预期的消旋目标的症结所在,错误地将处理刚体转动的概念应用到处理燃烧中的流体2.2大容量锅炉角切圆燃烧火焰的物理模型及烟温偏差多年来,在研究大容量锅炉角切圆燃烧时更多地把它们视作通道很长的旋转气流流动。事实上,由于炉膛呈方形,且燃烧高度丑与炉膛宽度的比值很小通常1.5,因此,大容量锅炉角切圆燃烧时更多地呈现出有限空间内的燃烧火焰的射流特征5,即股每角股燃烧着的射流火焰在炉膛壁的导流下流向燃烧室出口。此火焰有很大的向上倾角=简单的计算可以推知其倾角当在40以上设炉膛面积热负荷办为4.6,12,炉膛内平均烟温为1450则可以算出炉膛内平均烟气上升速度约为818指上层燃烧器断面处。假定炉内上升气流的速度不均匀系数最大流速与平均流速之比为2,则火焰垂直上升的最大速度应为16 18.如果火焰射流的最大切向速度也为16 18华能德州电厂实测炉膛出口处最大水平切向速度为12 184,则燃烧火焰的上倾角应为45.如果火焰射流的最大切向速度为19 18,则火焰的上倾角也在40以上。因此,存在着股倾角很大的燃烧射流火焰当是确信无疑的。正是这股火焰加重了水平烟道入口的烟温偏差流量偏差,也正是这股火焰的不同不同的倾角不同的火焰长度造成了大小容量锅炉烟温偏差差异,煤种不同烟温偏差的差异以及次风组合不同带来的烟温偏差差异。  大容量锅炉的炉膛面积热负荷在4.6 10612左右,远比中小容量锅炉的炉膛面积热负荷办在2.9612左右大得多。  因此,大容量锅炉的火炬上倾角要大得多,这也是大容量锅炉烟温偏差增大的原因。  燃烧贫煤无烟煤等难燃燃料的锅炉的火焰长度增加,在屏下常能到火焰,在残余扭转气流及分隔屏相互作用下,水平烟道烟温分布十分不均;逆时针切圆燃烧锅炉的水平烟道入口下侧经常会有火焰直通水平烟道,此处烟温烟速高于它处;在水平烟道入口的左下侧,火焰气流是背向水平烟道的,要经历向前向上再折向后进入水平烟道,并在分隔屏内换热,因此,进入水平烟道的烟温烟速都要降低,这就是大容量锅炉燃烧贫煤无烟煤时烟温偏差加大的重要原因。  次风通常都设置在燃烧器上层,由于它们的煤粉浓度很低,次风在射入炉膛后不能立即着火燃烧,就会使烟温偏差加大。  在830公司推荐的同心反切或同心正切燃烧系统中,次风之间的夹角过大17,25,使次风中的煤粉在着火后不能与次风剧烈混合燃烧,使火焰拖长,因而也会增大烟温偏差。些燃用烟煤锅炉烟温偏差过大的原因也就在此。  设计的燃烧高度丑过小例如北仑电厂1会使炉膛出口处出现火焰,增加了烟温偏差。  3改善烟温偏差的方向和措施综上所述,对于角切圆燃烧锅炉来说,要彻底消除烟温偏差是不可能的,因为在这种锅炉中气流残余扭转及温度分布不均是不可避免的,但可以采取以下措施减少烟温偏差设计锅炉时应在不影响炉内气流稳定的情况下尽可能减小假想切圆直径,用以减小气流的残余扭转。目前些锅炉采取的次风大夹角17,25正切或反切燃烧的做法就值得商讨,它会增加残余扭转拉长火焰加大烟温偏差和降低燃烧效率。  设计时应正确选用燃烧器和燃烧高度丑炉膛面积热负荷你12,用以达到缩短火焰,避免火焰进入屏区。这点对燃烧贫煤无烟煤的锅炉尤为重要。煤粉浓淡分离及次风大夹角正反切等燃烧方式都会延长火焰长度,对改善烟温偏差是不利的。  上部次风次风大夹角反切无疑会削弱残余扭转,但有时会增加飞灰含碳量,应慎用。最好的办法是将次风次风反切的同时,让它们参与着火燃烧。这会大大提高削旋能力,降低飞灰含碳量。  我国动力工作者开创的次风小夹角微量反偏转燃烧技术应该得到重视,因为它符合缩小假想切圆直径和缩短火焰的原理6.  应该重新审视国内外各种直流燃烧燃烧器下部炉膛区域存在着高温高浓度封闭,与外部的烟气进行较少的传热和传质。由于掉焦,将壁面附近定量的氧气携带入此区域,炙热的焦块使定浓度的,和氧气发生爆燃,急速上升的气流将下层燃烧器的火焰托灭,引起锅炉灭火保护动作,这是锅炉掉焦灭火的根本原因。这也能从定的事例中得到解释。有的电厂反映,在锅炉发生掉焦时,看火焰从看火孔喷出,但此时锅炉保护已动作,这与本文提出的掉焦引起灭火的现象是致的。有关引起,爆燃的浓度温度与氧气含量的关系将是本研究以后的重点。  4结论提出了种全新的锅炉掉焦灭火机理,能够合理地解释典型的掉焦灭火现象,为研究和防止锅炉掉焦灭火提供了新思路。  冯宝安。锅炉煤质特性和混煤燃烧的应用研究功。南京东南大学。1997,撒应禄。锅炉受热面外部过程吨。北京水利电力出版社,编辑杨巨上接第44页3结束语由以上说明可以看出,变压器油中溶解气体的在线监测技术是气相色谱技术的补充和发展。统计明,多数变压器的故障都有个从发生到发展的渐变过程,如在大型变压器上安装先进的变压器故障在线监测早期报警装置,就可以发现大部分非突然性的故障早期征兆,从而采取措施避免灾害性事故的发生,对降低运行维护成本,提高电网安全运行的可靠性和经济性无疑是极为有益的,亦是改变传统管理模式,实现从固定的维护和检修逐步发展到状态检修的必然需要。  编辑霄珉上接第47页器WR宽调节比燃烧器PM燃烧器以及国内开发的各种燃烧器,它们不仅应有低负荷稳燃能力低碟排放,而且应有低烟温偏差不发生炉膛高温腐蚀等性能。清华大学热能工程系最近开发的富集型煤粉直流燃烧器从原理到实践都显出上述优异的性能,应当受到重视和推广应用7.  庄恩如,等。1025此锅炉炉内烟气温度分布试验研究。锅张才根。改善锅炉水平烟道两侧烟温偏差的方法及其效果习。  锅炉技术,19948.  李雪亮,等1025饨角切圆炉膛出口烟温偏差研究1.中杨君义。角切圆燃烧方式锅炉水平烟道中的烟气偏差习。  东方锅炉,19952.  许国庆。黄埔发电厂1025!直流锅炉改进成次风微量反偏转燃烧。锅炉技术,199612曾瑞良。等富集型煤粉直流燃烧器的稳燃原理。性能及实践。中国电力,19993编辑霄珉

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