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生物质锅炉新闻动态
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330MW四角切圆燃煤锅炉冷态空气动力场试验研究
发布时间：2013-10-19 09:02 来源：未知
四角切圆燃烧是燃烧器出口气流的几何轴线切于炉膛中心的假想圆，是目前电站锅炉应用最为广泛的燃烧方式之一。四角切圆煤粉燃烧行程长、炉内混合强烈、燃烧效率高，其燃烧效果与炉内的空气动力场紧密相关，做冷态空气动力场试验是一种简便易行的试验方式，已有大量的试验表明，射流沿燃烧器喷口轴线进入炉膛后，冷态时空气动力场与热态时的空气动力场结构相似。为进一步了解和掌握锅炉大修后的空气动力场特性，在机组启动前进行了冷态试验，通过冷态试验模拟炉内气流运动，为机组在热态运行及燃烧调整提供可靠的理论依据。
1、简介
湖北某发电有限公司为WG21004/18. 34 -1亚临界自然循环锅炉，系全钢构架，露天岛式布置。锅炉配钢球磨中储式制粉系统，直流百叶窗水平浓淡固定式燃烧器，四角布置，切向燃烧，在炉内形成双切圆燃烧。炉膛的宽度为13 260 mm，深度为12 625 mm。燃烧器共14层喷口，其中4层一次风喷口，8层二次风喷口，2层三次风喷口，从下至上依次为2-1-2-1-2-2-2-1-2-1-2-3-3-2。每个喷口可分别由单独的手动装置定位，14个喷口均可在±5°范围内固定，间隔为5。燃烧器的主要设计参数见表1。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗粒机、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
2、试验条件
为保证试验的顺利进行，试验前需要对就地脚手架及照明条件进行检查，对冷态测点位置及炉内试验条件进行确认。
2.1、二次风测点位置
由于管道阻力沿程变化，一次风测点位置要靠近在线测量装置，尽量避开可调缩孔附近的紊流区域�？悸堑奖敬问匝榈目煽啃院头奖阈�，一次风测点安装在距缩孔2m左右的垂直段上，如图1。由于二次风测量装置在矩形风箱内，风箱内气体流动分布状况比较复杂，在垂直二次风箱宽度方向开设6个测孔，具体的测点位置按网格法进行布置，如图2。
2.2冷态检查
检查各风门、烟气挡板实际开度与表盘指示值是否一致，四个角的燃烧器是否水平，喷口有无缺陷。除此之外，在风机启动后，还要检查炉膛负压是否稳定，DCS数据显示是否合理，有无异常变化。
2.3炉内�；跫�
冷态�；匝檠芯靠梢越险媸档胤从彻目掌Τ」た觯芄欢月谌忌展套饕恍┒ㄐ缘拿枋�。冷态模化必须要满足相似原理，即满足模型与实物几何相似、边界条件相似及保持气流运动进入自�；�。冷态流动工况进入自�；�，炉内气流雷诺数Re临要大于或等于热态雷诺数Re热，但由于冷态空气的运动黏度小，炉内气流雷诺数Rers也较小，冷态试验风量要远大于进入自模化区风量才能符合试验要求。经简化后的计算公式为：式中，W表示平均速度；O、M分别表示原型和模型；1、2分别表示一、二次风；K、u分别表示煤粉，风速不同系数和一次风中燃料的质量浓度；￡表示风的温度；经过计算后，冷态一次风速为24 m/s，二次风速为31 m/s时，即可以保证冷热态工况相似。
3、试验方法
3.1�；匝榈牟饬糠椒�
试验采用毕托管来测定模化风速。在测量过程中，使用等截面的测量方法，即将圆形管道由内到外分成面积相等的几个圆环，各圆环的中点作为测量点，再用毕托管分别测出几个等截面测点的风速，计算出几个测点的平均风速，作为模化试验风速。
3.2锅炉风粉在线一次风测量装置的标定
风速和风量是指导锅炉运行的重要参数，在风量风速测量装置正式投用前，必须使用标准靠背管对其进行标定。在标定期间，维持风机运行和炉膛负压稳定，使用标准靠背管和U型管压力计对风粉在线一次风管道靠背管按等面积圆环法进行标定。
3.3二次风测风装置的标定
二次风测风装置安装在矩形管道内，且靠近风门挡板较近，在不同的风门开度及不同的风量下，其系数变化较大。因此，二次风测风装置要采用多工况标定。
具体方法参照一次风测量装置标定方法进行。
3.4一次风管道阻力冷态调平
每层4根从风粉混合器到燃烧器的管道，因管道长度、弯角等不同，使得各支路的总阻力系数不同，对每层4根管道进行风速调平，可以使各支管阻力达到平衡。试验过程中要保持一次风管关断挡板、可调缩孔全开，对风量偏差大的风管调节可调缩孔，使同层流量偏差在±5%范围内。
3.5炉内空气动力场试验
锅炉运行的稳定性和经济性很大程度上取决于炉内空气动力状况。炉内空气动力场试验的目的是测定切圆直径的大小，气流是否贴墙。本试验是在下一次风中心高度用铁丝在炉内拉一个十字架，在中心高度以下1. 2～1.5 m标高处铺设“田”形跳板，从炉膛中心开始每隔200 mm系一根白飘带作试验标记，调整一次风二次风速到冷态�；缢�，用风速仪测量各点风速，以了解假想切圆直径的大小及是否处于炉膛中心位置。
4、试验结果及其分析
4.1风粉在线测速管标定及二次风标定结果
试验测量出平均风量，将测得的平均风量与相应的测量装置测量值进行比较，从而计算出测量装置的标定系数，表2～5为A、B、C、D四层风粉在线测速标定系数，表6为二次风测风装置标定系数。
从表2～6可知：风粉在线上显示的风量都比标定的风量大，标定系数均小于1，其中B层和D层标定的结果与在线显示的结果相差较大，需要在通人不同流量的一次风后进行复查。二次风测风装置系数标定结果与一次风标定结果相反，DCS显示的风量均比标定的风量小，但甲乙两侧标定结果相差较小，说明二次风测风装置线型较好。
4.2 -次风管道阻力冷态调平结果
在进行冷态调平时，炉膛负压控制在- 50～-100Pa，并将标定的数据输入到一次风检测系统，试验通过调节每根一次风管上的缩孔门来实现，表7～10为一次风冷态调整前后各个风管内风速测量及计算结果。
从表7～10可知，调整前各个风管间存在偏差，最大偏差为10. 23%，对一次风管缩孔进行调整后，一次风速同层偏差小于5%，避免一次风速过小，造成粉管堵塞，一次风速偏差过大，造成切圆偏离炉膛中心，火焰刷墙结焦，燃烧不稳定的情况。冷态一次风调平后，由于冷热态的差异，在进行热态运行时，除了控制好一次风压，还要使同一层粉管对应的给粉机下粉基本相同，保证同层四个角不出现火焰偏烧的情况。
4.3炉内空气动力场试验结果
在炉内下一次风标高处的十字架上，用风速仪沿十字线方向由内及外测量各点风速而得到炉内空气动力场，并根据空气动力场的分布特性而得到实际切圆直径，如图3。试验时，一、二次风保持调平风速，三次风全开。
从图3可以看出，在一、二、三次全投的情况下，沿十字线方向由内及外测量各点风速，根据空气动力场的分布特性而得到的实际切圆，炉内切向空气动力场基本合理，炉内气流速度沿逆时针方向旋转，实际切圆半径约为4600 mm左右，切圆偏大，火焰中心不偏斜、气流稳定。但没有发现无风区，可以保证较大的旋转动量，扰动强烈，炉膛火焰充满度良好，对加热火焰根部、燃烬煤粉有利。另外，在炉内下一次风标高处测得有轻微的贴壁气流，最高风速达到2.7 m/s，因而基本不会造成严重的气流刷墙结焦现象。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料是客户们不错的选择。
5、结论
(1)二次风测风装置线性较好；B层和D层的一次风在线显示与标定结果相差较大，要在不同工况下进行复查。
(2)冷态一次风调平后，由于冷热态的差异，在进行热态运行时，除了控制好一次风压，还要使同一层粉管对应的给粉机下粉基本相同，即可保证同层四个角不出现火焰偏烧的情况。
(3)炉内切向空气动力场基本合理。炉内气流速度沿逆时针方向旋转，实际切圆半径约为4 600mm左右，切圆偏大，火焰中心不偏斜、气流稳定。
(4)没有发现无风区，可保证较大的旋转动量，扰动强烈，炉膛火焰充满度良好，对加热火焰根部、燃烬煤粉有利。
(5)在炉内下一次风标高处测得有轻微的贴壁气流，最高风速达到2.7m／s，因而基本不会造成严重的气流刷墙结焦现象。
(6)切圆偏大，在保证氧量的情况下开大周界风，关小二次风，降低二次风箱／炉膛差压等措施来减小切圆。
