W型火焰燃烧锅炉燃烧器的调节.ppt

W型火焰燃烧锅炉燃烧器的调节,一、燃烧系统与风量调节,W型火焰燃烧锅炉是近年来国内为适应无烟煤的燃烧而引进的一种炉型。这种锅炉的燃烧器均为垂直燃烧和煤粉浓缩型燃烧器。现以DG1025182-7型W型火焰燃烧锅炉(FW技术)为例，说明W型火焰燃烧的燃烧系统及调节特点。,1、燃烧设备的组成：（1）旋风式煤粉燃烧器（2）油枪（3）风箱（4）二次风挡板,2、工作特点：进入各煤粉燃烧器的一次风，受旋风分离的作用，被分成浓相的主射流和稀相的乏气射流两部分，分别从不同喷口向下射入炉膛。主射流煤粉浓度大，流速适中，最有利于燃烧着火和稳燃；而乏气部分在主火嘴和燃烧区上升气流之间的高温区穿过，送入炉膛后可迅速燃尽。,3、调节手段（可调整设备）：（1）乏气挡板（乏气管道上）：用以调节乏气量的大小，在调节过程中同时也调节了主射流的风量、风速和煤粉浓度。（2）消旋装置（旋风筒内）：用于调节燃烧器出口煤粉气流的旋转强度。根据需要改变消旋直叶片的位置，便能改变火焰的形状，使其利于着火。（3）二次风挡板（炉拱的前后墙上）：控制进入炉膛的风量，又分为拱上二次风与拱下二次风。拱上二次风挡板：A、B、C（二次风总量的3040%）拱下二次风挡板：D、E、F（二次风总量的6570%）“屏幕”式边界风：G,二、炉内空气动力场的要求,(1)在各种负荷下，维持燃烧中心在下炉膛内，而不应当漂移到拱上区。这就要求前后拱的U型火炬适当下冲，使其得到充分舒展，以充分利用下炉膛的容积进行均衡燃烧。(2)前、后墙的二、一次风总动量应彼此相等，避免出现一侧过强而另一侧过弱。因为受W型火焰燃烧锅炉的炉膛结构影响，如果前后墙二、一次风总动量不相等，会造成弱侧火炬短路上飘，破坏W型火焰燃烧所要求的对称性。使飞灰可燃物含量增大，锅炉效率降低。,(3)W型火焰燃烧锅炉的特点是炉膛较矮而炉宽较大，因此要求沿炉膛宽度风、粉应均匀，燃烧出力均匀，避免烟气偏流、过热器超温和增加燃烧损失。但低负荷时可适当集中火嘴在中部，以维持高温。,三一次风的调节,一次风中的煤粉浓缩和出口回流是稳定无烟煤燃烧最有效的措施。燃烧器通过乏气挡板调节主火嘴煤粉浓度和风速，而通过消旋装置调节出口的气流旋转。,1、乏气挡板调节的影响,（1）开大乏气挡板时，煤粉气流速度减小、煤粉浓度升高，可使煤粉气流的着火位置提前。但在低负荷时，过分开大乏气挡板，有可能导致灭火。在试运行期间，乏气挡板的最佳位置置好在某开度一般不再改变。对该挡板的任何调整应控制在10%的范围之内。（2）低挥发分无烟煤的燃烧，要求风煤混合物以低速、低扰动进入炉膛，对其他煤种，这种方式并不合适，相反要求一次风有穿透力。（3）乏气量的变化对大渣可燃物的影响甚微，但对飞灰可燃物的影响很大。有试验表明，减少乏气量可以降低飞灰可燃物，提高锅炉效率115。,2、消旋装置调节的影响,（1）当调节杆向下推时，出口煤粉气流的旋转被减弱，气流轴向速度增大，一次风刚性增加，火焰延长。此时煤粉颗粒能流动到炉膛下部燃烧，增加了煤粉颗粒在炉内的停留时间，提高燃烧效率；（2）当调节杆向上提起时，煤粉气流的旋转强度增大，火焰缩短，使煤粉着火提前。但如果气流的旋转过强，可能会导致火焰“短路”，不但使飞灰可燃物含量增大，而且引起过热器超温，影响锅炉的正常运行。消旋叶片位置在设定后，一般在整个运行期间不再变动，如果燃料或炉膛工况发生大的变化时才进行调整。,3、一次风调节的影响,（1）在煤粉细度合格的条件下，根据不同煤质的燃烧特性调节一次风量，对提高燃烧效率具有显著的作用。有关运行经验表明，在W型火焰燃烧锅炉上，当燃用难燃煤时，控制较低的一次风率(一般为1015)，有利于稳定着火燃烧。但对于非难燃煤(不等同于易燃煤)由于大量卫燃带的作用燃烧处于扩散区，过低的一次风量和一次风速将使着火区严重缺氧，抑制燃烧速度，降低燃烧效率。,例如某电厂在燃用Vdaf=1223的无烟煤时，一次风量对于燃烧效率的影响甚至超过煤粉细度的影响，在一次风量由91kgs降低到86kgs后，飞灰可燃物由37升高到80。,（2）W型火焰燃烧锅炉的入炉一次风率不宜超过15，一次风速宜控制到810ms。当一次风速偏高时，不仅会影响着火，而且会影响到炉膛氧量和过热汽温。某电厂1号炉，曾因燃料发热量过低致使双进双出磨煤机超负荷运行，一次风速达到2730ms，导致锅炉满负荷时燃烧不稳，需投油助燃，而在7080负荷时燃烧反而稳定。由于着火推迟，二次风加不上去(否则炉膛燃烧剧烈波动)，使火焰中心上抬，炉膛出口氧量过低(仅0510)，飞灰可燃物含量高达2030。,四二次风的调节,1、拱上二次风的调节。拱上风由A、B、C三个挡板控制。A挡板用来控制乏气喷口的周界风，B挡板用来控制主一次风喷口的周界风，C挡板控制拱上油枪环形二次风。（1）A、B周界风的调整周界风的作用：提供一次风初期燃烧所需的氧量，它们的调节可以改变火焰的形状和刚性。,增大A、B两股二次风可显著增大气流刚性，提高煤粉气流穿透火焰的能力并使火焰长度增加。当A、B风增加时，烟气中飞灰可燃物的含量减小，燃烧效率提高。但是A、B二次风的风量也不可过大，否则会造成火焰冲刷冷灰斗，引起结渣。并且过大的A、B风还有可能使它与一次风提前混合，煤质差时影响着火。正常运行一般控制A、B风的风量各占总风量的1213。,（2）C挡板油枪环形二次风C挡板若在油枪撤出后继续开启将对着火状况、火焰中心及煤粉燃尽程度有较大的不利影响。因此一旦油枪停运，即应立即全关C挡板。,2、拱下二次风的调节。,拱下二次风(D、E、F风)的主要作用是继续供应燃料燃烧后期所需要的氧量，并增强空气与燃料的后期扰动混合。拱下二次风的大小通过拱上、拱下二次风动量比而影响炉内燃烧状况。,（1）若拱下风量过小，拱上风动量（包括一次风动量）与拱下风动量之比偏大，火焰直冲冷灰斗，则冷灰斗处结渣，炉渣可燃物含量增加。（2）若拱下风量过大，则拱上二次风动量相对不足，将会使火焰向下穿透的深度缩短，过早转向上方，使下炉膛火焰充满度降低。导致燃料燃尽度降低、炉膛出口烟温升高、过热器和再热器超温，也会加剧炉拱顶转弯角结渣及风嘴烧坏。,（3）拱下二次风的配风,拱下二次风宜按照上小下大的方式配风，即D风量最小，E风量次之，F风量最大。这样配风的目的是组织无烟煤的分级燃烧。D、E二次风的大小可控制火焰的峰值温度、抑制NOx的形成。在一定范围内调节D、E挡板，对煤粉气流在炉膛内的穿透能力没有显著的影响。但可以通过调节风量补充煤粉着火前期所必需的氧气，促进煤粉的着火和燃烧。一般来讲，对于挥发分低的无烟煤，D风量应适当减小；反之，对于挥发分高些的无烟煤，D风量应适当增大。,F风门位于下冲风粉火焰的末端，且风口面积最大(正常运行时，约可占到二次风总量的50)。因此F挡板的调整对于改变炉内各风量的动量比最为有效，是影响W型火焰的形状、最高火焰位置、燃烧效率和炉内结渣情况的主要因素，必须使它的调节可靠、有效。此外，整个侧二次风的配风质量(如沿炉宽风量的均匀性)也主要取决于各F风门挡板的开度控制，这一点对于在同样炉膛氧量下减少燃烧损失至关重要。,“屏幕”式边界风量的大小由G挡板调节。G挡板开度过小有可能引起炉膛结焦，反之G挡板开度过大则相当于炉底大量漏入冷风，影响炉内的正常燃烧。根据炉膛温度场及锅炉负荷实测关系，确定G挡板开度同锅炉负荷之间的关系。,3、二次风动量比控制,对W型火焰燃烧锅炉来讲，为保证贫煤、无烟煤的稳定着火，一次风率都较低，因此仅依靠一次风本身的射流动量就无法获得足够的穿透深度，这时应在拱部送入大量的二次风(即A、B风)，利用拱上二次风的引射保证一次风具有良好的穿透力。,如上所述，拱上气流和前后墙（拱下）气流的动量比对于炉内空气动力场的结构有决定性的影响。拱部风粉气流与前后墙上、中两层(D、E层)气流动量的较佳比值为42：1；拱部风粉气流与前后墙下层(F层)气流动量的较佳比值为14：1。在50负荷下，气流速度分布与满负荷时相似，只是相应的速度值稍小些，因此上述动量比与负荷基本无关。但为保证较好的动量比，则需要在不同负荷下对各风门开度作相应调整。,判断动量比是否合宜，主要是观察在下炉膛各喷口附近和冷灰斗附近应基本上无燃烧，拱顶含粉气流下冲后燃烧迅速，氧浓度快速降低。低负荷下炉温变化不大，但煤粉停留时间延长，因而也能保持较高的燃尽率。侧二次风对拱上风的拦截作用很大，一次风遇到侧二次风，受冲撞而弯曲，穿透深度减小。因此采用上小下大的宝塔型配风时，在同样侧二次风率下一次风的穿透深度和炉内气流的充满程度增加。,五火焰中心调整,W型火焰燃烧锅炉由于炉膛高度较低，且下部炉膛受热面吸热量较少，因而炉膛出口烟温和汽温变化敏感且不易控制。其火焰中心位置的变化对炉膛出口处屏式过热器的辐射换热量的影响相对较大。当锅炉负荷、煤质、配风发生变化时，若调节不当均可能引起火焰中心温度和位置的变化。,若火焰中心上移，易造成过热器、再热器超温，并可能引起炉膛上部结渣；同时，部分煤粉的燃烧推迟至截面积大大减少的上炉膛，使上炉膛出现较大的压力波动，锅炉升负荷加风困难，煤粉的燃尽性能下降。当火焰中心偏下时，则易造成火焰直接冲刷冷灰斗，造成冷灰斗严重结渣。,国内目前正在运行的W型火焰燃烧锅炉，多数存在氧量偏低、飞灰可燃物高的问题，主要原因之一就是火焰中心控制不良，导致过热器超温，不得不降低风量运行。,W型火焰燃烧锅炉的设计，要求将火焰中心位置维持在锅炉束腰以下的下炉膛之内。而上炉膛则主要用来使煤粉充分燃尽和进行烟气冷却。运行中调整火焰中心位置的主要手段是：调节主喷口消旋叶片位置，A、B风挡板开度，磨煤机风量，乏气挡板开度和F风挡板开度。,消旋叶片位置高低直接关系到火焰行程的长短。将消旋叶片向喷口上方移动，离开喷口的气流较早地散开，降低了火焰刚度，煤粉着火提前，但火焰行程变短，火焰中心上升。拱上环形二次风挡板(A、B挡板)开大，喷射风粉的刚性增加，向炉底的穿透力增强，火焰中心降低。尤其当来自垂直墙的横向气流较大时(如负荷升高)，为防止火焰短路，A、B挡板的开度应更大些。但初混过早和着火延迟也会使火焰中心升高。,对于直吹式制粉系统的炉子，磨煤风量与燃烧风量的协调较为困难。无烟煤的燃烧需要较小的一次风率，当受制粉出力限制不允许降低一次风率时，则由乏气挡板加以调节。开大乏气挡板时主喷嘴一次风率降低，顺利着火。过高的一次风速会推迟着火，当着火延迟较厉害时，垂直墙二次风亦难以加入。这种情况将导致火焰中心显著升高。,F风的挡板开度应保证燃烧所需氧量和合宜的拱上、拱下二次风动量比。F挡板开得越大，其强制主气流中途偏转的作用越强，火焰中心位置越高。此外，作为二次风的主要部分，前后墙F风对冲的均匀性也会影响火焰中心的高低。当前、后墙的二次风量分配不均时，就会破坏w型火焰的正常形状。风量弱的一侧，火焰被挤上翘，使火焰中心升高，燃尽度变差。,6氧量的控制,W型火焰燃烧锅炉均为燃用挥发分低的无烟煤而设计的。由于Vdaf低，因此在设计和运行上更需要较高于一般煤粉燃烧方式的过量空气，额定负荷时氧量设计值一般高于50。,W型火焰燃烧锅炉在低负荷下采用较低氧量时，飞灰可燃物和大渣可燃物都较大，符合一般煤粉炉规律，但过分增大氧量，由于二次风下冲动能增大，大渣可燃物显著升高，而飞灰可燃物变化甚微，有可能使未燃尽碳损失增大，锅炉效率降低。所以应通过燃烧调整给出满负荷运行时的最低氧量值和不同低负荷区段的氧量控制值。,7、负荷变化时的调整,对W型火焰锅炉来说，各二次风通流面积差别较大。例如：锅炉负荷升高，二次风箱压力增大时，F二次量增加最多，其它各风量增加较少，沿炉膛宽度风量的变化也较大，尤其是火焰中心温度与位置等锅炉运行状况对锅炉二次风的相对变化十分敏感。当锅炉负荷升高时，