基于四角切圓燃燒鍋爐切圓對燃燒的影響

張峰

摘 要：對于四角切圓燃燒的鍋爐，切圓的大小直接影響整個鍋爐的流場、動力場及燃燒狀況。切圓的大小影響到鍋爐的結焦、鍋爐的高溫硫腐蝕、鍋爐的蒸汽參數(shù)等重要參數(shù)。本文將結合330MW鍋爐切圓的測量、調整及對鍋爐的影響等方面對鍋爐切圓進行詳細的介紹。

關鍵詞：假想切圓；動力場；流場；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)域的一次風噴口、二次噴口和兩側水冷壁都有一個固定的夾角。相對角的中心線就會在爐膛中心形成一條距有一定距離的平行線，固鍋爐四個角的中心線就會在爐膛中心形成一個或者兩個假想的圓形，我們定義這個圓就是鍋爐的燃燒器的假想切圓。

2 假想切圓的測量（一次風噴口、二次風噴口找正）

對于新安裝鍋爐及大修前后的鍋爐都會對一次風及二次風噴口進行找正，找正的含義就是依據(jù)鍋爐廠給予假想切圓的尺寸，對一、二次風噴口進行定位。一、二次風噴口的定位調整是保證整個鍋爐的動力場、流場及燃燒穩(wěn)定的基礎。一、二次風噴口的調整找正是鍋爐燃燒最基礎而且最重要的工作。下面介紹一下一、二次風噴口找正的方法。

2.1 找到爐膛截面的中心點

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

2.2 對一、二次風噴口進行找正

找正的基本原理：兩點確定一條直線。因一、二次風噴口均為規(guī)則的正方形或長方形，在噴口上表面，找到噴口的中心線（必須確定兩個點），經過這兩個點，利用細繩經過這兩個點向對角進行定位，定位完成后測量爐膛中心點的垂線與噴口延長線的距離，此距離即為假想切圓的半徑，通過對一、二次風噴口本體的調整來保證假想切圓的半徑。對于矩形爐膛，兩個對角的假想切圓的直徑是不一樣大的。依次類推，分別對每一個一次風噴口及二次噴口進行找正。根據(jù)經驗：實際切圓直徑的大小要和設計值誤差小于5mm。一、二次風噴口找正工作是穩(wěn)燒穩(wěn)定的最基礎的工作。

3 鍋爐冷態(tài)動力場

冷態(tài)動力場試驗是保證鍋爐燃燒穩(wěn)定的最根本保證。一般情況下，鍋爐冷態(tài)動力場主要包括以下向個方面的內容：

①一次風速調平；②二次風門特性曲線；③燃燒器區(qū)域流場的測試。

3.1 一次風調平

一次風調平分兩個部分，一部分是每個一次風噴口的風速調平，另一部分為一個噴口的風速調平。主要工具為壓差式風速儀。在每一臺磨分離器出口的一次風管上都安裝一個可調縮孔，其作用通過對其調整來調整每一個風管的風速。因每個風管從分離器出口至鍋爐入口期間的阻力不一樣，所以需要對每一個風管進行風速調整。每臺鍋爐都會根據(jù)設計煤種對一次風速進行設計，單位使用m/s。其調整有兩個含義：其一，調整每一個風管的風速達到設計值。其二，將每個風管的風速差控制在5%以內。從而達到調平的目的。調整前，檢修人員必須對每一個可調縮孔進行檢修，保證每個可調縮孔沒有卡澀現(xiàn)象，保證每個可調縮孔都能達到全開、全關位置。上述條件滿足時，記錄每個可調縮孔從全關到全關的數(shù)據(jù)特性，即：從全開到全關或者全關到全開絲杠旋轉多少圈。這樣以便在動力場試驗時精確調整風速。冷態(tài)動力場試驗前將可調縮孔全部調至全開位置。試驗前核實鍋爐側所有風門檔板的開關位置，并做好記錄。上述工作達到所需要的條件后，開始進行冷態(tài)動力場工作。開啟一次風機、送風機、引風機并將其出力調至最大。對爐膛內的一次風噴口進行一次風風速測量。由于現(xiàn)在一次風噴口鈍體的使用，每個一次風噴口都被分成四個小的噴口，測量時，分別測量四個小風口的四個角的風速，確定每個小噴口的平均風速，依次類推確定每一個一次風噴口的風速。使用此種方法為測量出每個一次風噴口的風速，通過對可調縮孔的調整使其誤差在20%以內。利用此方法，依次測量二次風風速，并測量確定二次風檔板特性。總體要求：風速越接近設計值越好，各噴口間的風速誤差越小越好。

3.2 流場的測試

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

3.3 無風區(qū)及貼壁風的測量

當時一、二次風在爐膛內流動時，會在爐膛內形成貼壁風及無風區(qū)。貼壁風是水冷壁管上的一次風速，無風區(qū)是空氣旋轉流場產生時，會在旋轉中心產生一定范圍的無風區(qū)，而無風區(qū)的中心則是爐膛假想切圓的圓心位置。在進行冷態(tài)動力場試驗時必須對無風區(qū)及貼壁風進行測量，以保證燃燒穩(wěn)定性和鍋爐結焦及水冷壁硫腐蝕等問題。當鍋爐切圓變大時，相應無風區(qū)就會變大，煤粉在燃燒時，產生的火焰直徑就會變大，相應燃燒穩(wěn)定性就差，一次風強度就會向水冷壁則靠近，造成貼壁風速較高。

4 結論

切圓鍋爐的切圓在鍋爐的運行過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)定運行及鍋爐的各項經濟指標，故在鍋爐進行安裝及檢修時，要對假想切圓進行詳細的測量及調整，保證鍋爐的假想切圓在設計范圍內。鍋爐切圓是鍋爐穩(wěn)定性及經濟性的保證。