基于四角切圓燃燒鍋爐切圓對(duì)燃燒的影響

張峰

摘 要：對(duì)于四角切圓燃燒的鍋爐，切圓的大小直接影響整個(gè)鍋爐的流場(chǎng)、動(dòng)力場(chǎng)及燃燒狀況。切圓的大小影響到鍋爐的結(jié)焦、鍋爐的高溫硫腐蝕、鍋爐的蒸汽參數(shù)等重要參數(shù)。本文將結(jié)合330MW鍋爐切圓的測(cè)量、調(diào)整及對(duì)鍋爐的影響等方面對(duì)鍋爐切圓進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞：假想切圓；動(dòng)力場(chǎng)；流場(chǎng)；高溫硫腐蝕；再熱蒸汽溫度

1 鍋爐的假想切圓

在四角切圓鍋爐中，主燃燒器區(qū)域的一次風(fēng)噴口、二次噴口和兩側(cè)水冷壁都有一個(gè)固定的夾角。相對(duì)角的中心線就會(huì)在爐膛中心形成一條距有一定距離的平行線，固鍋爐四個(gè)角的中心線就會(huì)在爐膛中心形成一個(gè)或者兩個(gè)假想的圓形，我們定義這個(gè)圓就是鍋爐的燃燒器的假想切圓。

2 假想切圓的測(cè)量（一次風(fēng)噴口、二次風(fēng)噴口找正）

對(duì)于新安裝鍋爐及大修前后的鍋爐都會(huì)對(duì)一次風(fēng)及二次風(fēng)噴口進(jìn)行找正，找正的含義就是依據(jù)鍋爐廠給予假想切圓的尺寸，對(duì)一、二次風(fēng)噴口進(jìn)行定位。一、二次風(fēng)噴口的定位調(diào)整是保證整個(gè)鍋爐的動(dòng)力場(chǎng)、流場(chǎng)及燃燒穩(wěn)定的基礎(chǔ)。一、二次風(fēng)噴口的調(diào)整找正是鍋爐燃燒最基礎(chǔ)而且最重要的工作。下面介紹一下一、二次風(fēng)噴口找正的方法。

2.1 找到爐膛截面的中心點(diǎn)

找到爐膛左右墻及前后墻中心線位置（四面墻要在同一標(biāo)高上面），并在其位置上焊上一個(gè)圓環(huán)，以便進(jìn)行栓繩工作。施工完成后分別在前后墻和左右墻上各栓住一根細(xì)繩。兩根繩子的交叉點(diǎn)即為鍋爐爐膛的中心點(diǎn)，也是假想切圓的圓心。在交叉點(diǎn)上栓住一根繩，別一端栓住一重墜，高度為貫穿整個(gè)燃燒器，以便對(duì)每層燃燒器進(jìn)行找正。

2.2 對(duì)一、二次風(fēng)噴口進(jìn)行找正

找正的基本原理：兩點(diǎn)確定一條直線。因一、二次風(fēng)噴口均為規(guī)則的正方形或長(zhǎng)方形，在噴口上表面，找到噴口的中心線（必須確定兩個(gè)點(diǎn)），經(jīng)過(guò)這兩個(gè)點(diǎn)，利用細(xì)繩經(jīng)過(guò)這兩個(gè)點(diǎn)向?qū)沁M(jìn)行定位，定位完成后測(cè)量爐膛中心點(diǎn)的垂線與噴口延長(zhǎng)線的距離，此距離即為假想切圓的半徑，通過(guò)對(duì)一、二次風(fēng)噴口本體的調(diào)整來(lái)保證假想切圓的半徑。對(duì)于矩形爐膛，兩個(gè)對(duì)角的假想切圓的直徑是不一樣大的。依次類推，分別對(duì)每一個(gè)一次風(fēng)噴口及二次噴口進(jìn)行找正。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：實(shí)際切圓直徑的大小要和設(shè)計(jì)值誤差小于5mm。一、二次風(fēng)噴口找正工作是穩(wěn)燒穩(wěn)定的最基礎(chǔ)的工作。

3 鍋爐冷態(tài)動(dòng)力場(chǎng)

冷態(tài)動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)是保證鍋爐燃燒穩(wěn)定的最根本保證。一般情況下，鍋爐冷態(tài)動(dòng)力場(chǎng)主要包括以下向個(gè)方面的內(nèi)容：

①一次風(fēng)速調(diào)平；②二次風(fēng)門特性曲線；③燃燒器區(qū)域流場(chǎng)的測(cè)試。

3.1 一次風(fēng)調(diào)平

一次風(fēng)調(diào)平分兩個(gè)部分，一部分是每個(gè)一次風(fēng)噴口的風(fēng)速調(diào)平，另一部分為一個(gè)噴口的風(fēng)速調(diào)平。主要工具為壓差式風(fēng)速儀。在每一臺(tái)磨分離器出口的一次風(fēng)管上都安裝一個(gè)可調(diào)縮孔，其作用通過(guò)對(duì)其調(diào)整來(lái)調(diào)整每一個(gè)風(fēng)管的風(fēng)速。因每個(gè)風(fēng)管從分離器出口至鍋爐入口期間的阻力不一樣，所以需要對(duì)每一個(gè)風(fēng)管進(jìn)行風(fēng)速調(diào)整。每臺(tái)鍋爐都會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)煤種對(duì)一次風(fēng)速進(jìn)行設(shè)計(jì)，單位使用m/s。其調(diào)整有兩個(gè)含義：其一，調(diào)整每一個(gè)風(fēng)管的風(fēng)速達(dá)到設(shè)計(jì)值。其二，將每個(gè)風(fēng)管的風(fēng)速差控制在5%以內(nèi)。從而達(dá)到調(diào)平的目的。調(diào)整前，檢修人員必須對(duì)每一個(gè)可調(diào)縮孔進(jìn)行檢修，保證每個(gè)可調(diào)縮孔沒(méi)有卡澀現(xiàn)象，保證每個(gè)可調(diào)縮孔都能達(dá)到全開(kāi)、全關(guān)位置。上述條件滿足時(shí)，記錄每個(gè)可調(diào)縮孔從全關(guān)到全關(guān)的數(shù)據(jù)特性，即：從全開(kāi)到全關(guān)或者全關(guān)到全開(kāi)絲杠旋轉(zhuǎn)多少圈。這樣以便在動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)精確調(diào)整風(fēng)速。冷態(tài)動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)前將可調(diào)縮孔全部調(diào)至全開(kāi)位置。試驗(yàn)前核實(shí)鍋爐側(cè)所有風(fēng)門檔板的開(kāi)關(guān)位置，并做好記錄。上述工作達(dá)到所需要的條件后，開(kāi)始進(jìn)行冷態(tài)動(dòng)力場(chǎng)工作。開(kāi)啟一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)并將其出力調(diào)至最大。對(duì)爐膛內(nèi)的一次風(fēng)噴口進(jìn)行一次風(fēng)風(fēng)速測(cè)量。由于現(xiàn)在一次風(fēng)噴口鈍體的使用，每個(gè)一次風(fēng)噴口都被分成四個(gè)小的噴口，測(cè)量時(shí)，分別測(cè)量四個(gè)小風(fēng)口的四個(gè)角的風(fēng)速，確定每個(gè)小噴口的平均風(fēng)速，依次類推確定每一個(gè)一次風(fēng)噴口的風(fēng)速。使用此種方法為測(cè)量出每個(gè)一次風(fēng)噴口的風(fēng)速，通過(guò)對(duì)可調(diào)縮孔的調(diào)整使其誤差在20%以內(nèi)。利用此方法，依次測(cè)量二次風(fēng)風(fēng)速，并測(cè)量確定二次風(fēng)檔板特性。總體要求：風(fēng)速越接近設(shè)計(jì)值越好，各噴口間的風(fēng)速誤差越小越好。

3.2 流場(chǎng)的測(cè)試

流場(chǎng)即為一、二次風(fēng)速在爐膛內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡。由于假想的存在，每個(gè)角的一次風(fēng)互相作用，從而形成按一定轉(zhuǎn)向的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的流場(chǎng)。在燃燒器區(qū)域形成一個(gè)燃燒穩(wěn)定的區(qū)域。一般測(cè)試方法有飄帶法和放煙花法。觀察飄帶和煙花在爐膛內(nèi)的走向，以確定流場(chǎng)的形態(tài)。流場(chǎng)的最終形態(tài)為：飄帶或煙花穩(wěn)定的按一定的螺旋狀態(tài)上升。

3.3 無(wú)風(fēng)區(qū)及貼壁風(fēng)的測(cè)量

當(dāng)時(shí)一、二次風(fēng)在爐膛內(nèi)流動(dòng)時(shí)，會(huì)在爐膛內(nèi)形成貼壁風(fēng)及無(wú)風(fēng)區(qū)。貼壁風(fēng)是水冷壁管上的一次風(fēng)速，無(wú)風(fēng)區(qū)是空氣旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)產(chǎn)生時(shí)，會(huì)在旋轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生一定范圍的無(wú)風(fēng)區(qū)，而無(wú)風(fēng)區(qū)的中心則是爐膛假想切圓的圓心位置。在進(jìn)行冷態(tài)動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)必須對(duì)無(wú)風(fēng)區(qū)及貼壁風(fēng)進(jìn)行測(cè)量，以保證燃燒穩(wěn)定性和鍋爐結(jié)焦及水冷壁硫腐蝕等問(wèn)題。當(dāng)鍋爐切圓變大時(shí)，相應(yīng)無(wú)風(fēng)區(qū)就會(huì)變大，煤粉在燃燒時(shí)，產(chǎn)生的火焰直徑就會(huì)變大，相應(yīng)燃燒穩(wěn)定性就差，一次風(fēng)強(qiáng)度就會(huì)向水冷壁則靠近，造成貼壁風(fēng)速較高。

4 結(jié)論

切圓鍋爐的切圓在鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中起著非常重要的作用。切圓的大小直接影響鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行及鍋爐的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，故在鍋爐進(jìn)行安裝及檢修時(shí)，要對(duì)假想切圓進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量及調(diào)整，保證鍋爐的假想切圓在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。鍋爐切圓是鍋爐穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性的保證。