锅炉的燃烧调整

锅炉的燃烧调整,BY:B秋叶原L2012年4月,概述燃料量与风量的调节燃烧器的调节及运行方式燃烧调整试验与经济运行风机运行燃烧故障与事故燃烧设备冷热态性能试验制粉系统的运行与调整,主要内容,一、燃烧调节的目的保证正常稳定的汽压、汽温和蒸发量；保证着火稳定、燃烧安全，火焰均匀充满炉膛，不结渣，不烧损燃烧器和水冷壁、过热器不超温；使机组运行保持最高的经济性；减少燃烧污染物的排放。,第一节概述,1.煤质挥发分、发热量、灰分、水分等的影响。2.切圆直径切圆直径对着火稳定、燃烧安全、受热面汽温偏差等具有综合的影响。3.煤粉细度煤粉越细，着火越迅速，燃尽所需时间越短，飞灰可燃物含量越小，燃烧越彻底。4.煤粉浓度高的煤粉浓度可迅速吸收炉膛辐射热量，使着火提前；促进可燃混合物的着火；对劣质煤的着火有利。,锅炉的燃烧调整,二、影响炉内燃烧的因素,5.锅炉负荷负荷的增加对燃烧经济性的影响一般是有利的。但负荷的这个影响与煤质有关，对于挥发分低的煤，负荷对燃烧损失的影响就大。6.一、二次风配合二次风在煤粉着火以前过早地混入一次风对着火是不利的，尤其对于挥发分低的难燃煤种更是如此。7.一次风煤粉气流初温提高煤粉气流初温可减少煤粉气流的着火热，并提高炉内的温度水平，使着火提前。,二、影响炉内燃烧的因素,锅炉的燃烧调整,1.不同负荷下的燃烧调整高负荷运行时，燃烧调整时应注意将火球的位置调整居中，避免火焰偏斜；燃烧器全部投入；适当增大一次风速，降低过量空气系数运行。低负荷运行时，为使着火稳定，可适当增大过量空气系数；适当降低炉膛负压，以减少漏风。2.煤质变化时的燃烧调整,锅炉的燃烧调整,三、负荷与煤质变化时的燃烧调整原则,正常稳定的燃烧：火焰明亮稳定高负荷时：火色偏白低负荷时：火色偏黄火焰白亮刺眼风量偏大；负荷过高；炉膛结渣火色暗红闪动风量偏小；送风量过大；煤质影响,锅炉的燃烧调整,四、良好燃烧工况的判断与调节,一、燃料量的调节1.配中间仓储式制粉系统锅炉的燃煤量调节中间仓储式制粉系统的特点之一是制粉系统出力的大小与锅炉负荷不存在直接的关系。当负荷变化时，所需燃料量的调节可以通过改变给粉机的转速和燃烧器投入的数量来实现。2.配直吹式制粉系统锅炉的燃煤量调节直吹式制粉系统无中间煤粉仓，它的出力大小直接影响到锅炉的蒸发量,第二节燃料量与风量的调节,锅炉的燃烧调整,二、氧量控制与送风量的调节,1.炉膛氧量的控制为过量空气系数过小，煤粉在缺氧状态下燃烧，导致煤灰的熔点降低，易引起水冷壁结焦和管子高温腐蚀。过大，烟气中剩氧量增多，使烟气露点升高，加剧低温腐蚀。,锅炉的燃烧调整,锅炉的燃烧调整,二、氧量控制与送风量的调节,二、氧量控制与送风量的调节,2.炉膛氧量的监督算例：去最佳过量空气系数为1.2，过热器、再热器、省煤器的漏风系数分别为0.02。在炉膛出口处应控制的氧量为在氧量测量点处应控制的氧量为说明：氧量表的控制与炉膛出口至氧量测量点的烟道漏风状况有关。运行监督氧量时，必须保证锅炉的漏风工况正常。,锅炉的燃烧调整,二、氧量控制与送风量的调节,3.送风量的调节送风量的调节的依据是炉膛出口过量空气系数，一般按最佳过量空气系数调节风量，以取得最高的锅炉效率。,锅炉的燃烧调整,三、炉膛负压监督与引风量的调节,1.炉膛负压监督的意义炉膛负压过大，会增大炉膛和烟道的漏风。炉膛负压偏正，炉内的高温烟火就要外冒，烧毁设备，威胁安全。此外，炉膛负压还可直接指示炉内燃烧的状况。2.炉膛负压和烟道负压的变化炉膛负压的大小，取决于进、出炉膛介质流量的平衡，还与燃料是否着火有关。3.引风量的调节引风量的调节方法与送风量的调节方法基本相同。,锅炉的燃烧调整,一、燃烧器的燃烧特性1.直流燃烧器的燃烧特性采用切向燃烧方式2.旋流燃烧器的燃烧特性利用强烈的旋转气流产生强大的高温回流区3.低负荷稳燃新型燃烧器适应火电机组调峰、锅炉低负荷稳燃的需要,第三节燃烧器的调节及运行方式,锅炉的燃烧调整,（一）四角布置直流燃烧器的燃烧调整1.直流式煤粉燃烧器及其布置均等配风和分级配风右图：WR型均等配风直流燃烧器结构布置喷口布置、装置局部、二次风道调峰挡板位置,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（一）四角布置直流燃烧器的燃烧调整1.直流式煤粉燃烧器及其布置均等配风和分级配风右图：HG670/140-5分级配风直流燃烧器喷口布置示意,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（一）四角布置直流燃烧器的燃烧调整2.燃烧器出口风率、风速的调整（1）一次风率、风速的调整一次风率越大，为达到煤粉气流着火所需吸收的热量越大，达到着火所需的时间也越长一次风率太小，煤燃烧之初可能氧量不足，挥发分析出时不能完全燃烧一次风速过大，着火距离拖长，燃烧器出口附近烟温低，使着火困难一次风速过低，气流孱弱而无刚性，很易偏转和贴墙，且卷吸高温烟气的能力也差,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（一）四角布置直流燃烧器的燃烧调整2.燃烧器出口风率、风速的调整（1）一次风率、风速的调整,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（一）四角布置直流燃烧器的燃烧调整2.燃烧器出口风率、风速的调整（1）一次风率、风速的调整,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（一）四角布置直流燃烧器的燃烧调整2.燃烧器出口风率、风速的调整（1）一次风率、风速的调整取决于制粉系统的型式对于直吹式制粉系统，一次风率由磨煤机入口前的总一次风量挡板调节对于中间储仓式系统，通常维持各支管一次风挡板或节流圈的开度不变，而以一次风母管压力的变化适应负荷要求,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（一）四角布置直流燃烧器的燃烧调整2.燃烧器出口风率、风速的调整（2）辅助风的调整辅助风是二次风最主要的部分一般占到二次风总量的60%70%，是形成各角燃烧器出口气流总动量的主要部分实际运行中可以通过改变二、一次风动量来调整切圆直径辅助风必须保持足够的动量，使之能在一次风粉着火后穿透到一次风内部去,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（一）四角布置直流燃烧器的燃烧调整2.燃烧器出口风率、风速的调整（2）辅助风的调整近代锅炉辅助风量的控制普遍采用炉膛/风箱差压控制方式，即总风量由燃料总量信号及氧量修正信号改变送风机入口挡板（或动叶安装角）控制，辅助风门开度调节炉膛/风箱差压,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（一）四角布置直流燃烧器的燃烧调整2.燃烧器出口风率、风速的调整（3）燃料风的调整1）周界风的调整在一次风口周圈补入的纯空气的燃料风，为周界风。可以扩大燃烧器对煤种的适用范围。在自动投入的情况下，周界风门的开度与燃料量为比例调节。即当负荷降低时，周界风流量随之减小。,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（一）四角布置直流燃烧器的燃烧调整2.燃烧器出口风率、风速的调整（3）燃料风的调整2）夹心风在一次风口补入的纯空气的燃料风，为夹心风。可通过专有风门进行调节。燃料风的调节使用效果，有的锅炉较明显，有的则并不明显，这在很大程度上取决于燃烧器本身的结构设计。,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（一）四角布置直流燃烧器的燃烧调整2.燃烧器出口风率、风速的调整（4）过燃风的调整其风量调节与锅炉负荷和燃料品质有关通过对主燃烧区的过量空气系数的调节，过燃风量可以实现对燃烧器区域的温度分布的控制有独立是调节方式和负荷调节方式,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（一）四角布置直流燃烧器的燃烧调整（5）三次风的调节相对于炉内的高温烟气来说是一股冷气流，对无烟煤的燃烧影响较大三次风风率过大，则可减少制粉系统的漏风；提高磨煤机的入口温度；开打再循环风门（6）反切风的调整反切风的设置对锅炉的着火稳定性和燃烧经济性产生影响，调节应谨慎进行最上层的反切风气流，对燃烧切圆的影响较小，调整时应尽可能使之多分担一些比例而减少较下层反切风的比例。,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（一）四角布置直流燃烧器的燃烧调整3.燃烧器倾角的调整主要是为了调节汽温一般来说，适当将上组喷嘴向下摆动，下组喷嘴向上摆动，可收集到集中燃烧、提高火焰中心温度的效果4.四角配风均匀性调整与监视（1）四角配风均匀的意义对于采用切圆燃烧的锅炉，四角风量是否均匀既影响炉内火球中心位置，又影响煤粉燃尽程度（2）一次风分均匀性监督与调整,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（一）四角布置直流燃烧器的燃烧调整4.四角配风均匀性调整与监视（2）一次风分均匀性监督与调整1）中间储仓式制粉系统运行中应经常比较各给粉机转速、落粉量、一次风量的对应关系，对可能存在的缺陷作出分析判断在需要改变一次风速时，除特殊操作（如吹扫堵管），一般用改变一次风总压的方式进行2）直吹式制粉系统直吹式系统磨煤机各风管的风速偏差，通过调整一次风管节流孔圈孔径，一般均可达到允许的数值（小于5%）通常，在各磨煤机的一次风量不均系数草果25%，并明显印象炉内燃烧工况和锅炉效率时，应对节流孔板进行更换,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（一）四角布置直流燃烧器的燃烧调整5.分级配风燃烧器的调节特点分级配风燃烧器用于燃用差煤，其二次风按与一次风喷口的相对位置，分为上上、次上、中二、下二几个部分，故配风方式较为灵活上二次风通常布置成有515的下倾角次上二次风是向煤粉气流补进燃烧初期所需的氧气中二次风位于集中布置的一次风口中间下二次风保证下层燃烧器的煤粉燃烧,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（二）旋流式燃烧器的燃烧调整1.蜗壳式、轴向可动叶轮式旋流燃烧器的燃烧调节对于单蜗壳燃烧器，如有中心锥结构，可调节中心锥的位置改变一次风速对于轴向可动叶轮式燃烧器，可通过调节二次风叶轮的位置调节回流区的形状2.双调风旋流燃烧器的燃烧调整（1）双调风旋流燃烧器的典型结构及调节特点1）CF/SF型双调燃烧器2）DS型双调风燃烧器,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,锅炉的燃烧调整,锅炉的燃烧调整,（二）旋流式燃烧器的燃烧调整（2）燃烧器配风原则及燃烧调节1）分级配风及燃烧工况双调风燃烧器组织燃烧的基础是分级配风2）一次风速、风率的调整适当地减小一次风率、风速有利于稳定着火3）二次风的调整内、外二次风道中安置的旋流叶片用于调节旋流强度的大小4）中心风和过燃风的调节5）优化调整参数最优化调整、旋流燃烧器的布置方式,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（三）W型火焰燃烧锅炉燃烧器的调节1.燃烧系统与风量调节这种锅炉的燃烧器均为垂直燃烧和煤粉浓缩型燃烧器2.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（2）前后墙的二、一次风总动量应彼此相等（3）W型火焰燃烧锅炉的特点是炉膛较矮而炉宽较大，要求沿炉膛宽度风、粉应均匀3.一次风的调节通过乏气挡板调节主火嘴煤粉浓度和风速。通过消旋装置调节出口的气流选择,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,（三）W型火焰燃烧锅炉燃烧器的调节4.二次风的调节（1）拱上二次风的调节（2）拱下二次风的调节（3）二次风动量比控制保证一次风具有良好的穿透力5.火焰中心调整6.氧量的控制7.负荷变化时的调整,二、燃烧器的调整,锅炉的燃烧调整,运行方式：燃烧器负荷分配及其投停方式负荷分配：煤粉在各层喷口、各角或各只喷口的分配投停方式：停、投燃烧器的只数与位置停上投下，有利于低负荷稳燃，亦可降低火焰中心，利于燃尽停下投上，可提高火焰中心，有利于保住额定汽温与煤质有关与磨煤机的负荷承担特性有关,三、燃烧器的运行方式,锅炉的燃烧调整,一、锅炉负荷特性试验1.锅炉最大负荷试验2.锅炉最低稳燃负荷试验3.锅炉经济负荷试验二、一次风分均匀性调整冷态调平三、最佳过量空气系数调整应在选定的锅炉负荷和稳定的运行煤种下进行四、经济煤粉细度的调整一般在额定负荷的80%100%下进行五、风量测量与标定测速元件的标定,第四节燃烧调整试验与经济运行,锅炉的燃烧调整,六、燃烧器负荷分配与投停方式试验1.负荷分配目的是改变炉内的温度分布2.燃烧器负荷范围及合理组合方式试验时分阶段调整锅炉负荷七、动力配煤试验首要要求是混合均匀其次，充分考虑燃煤从混合时起到达燃烧器出口的时间差八、锅炉的经济运行方式通过经济负荷试验得到的锅炉经济负荷通常为80%MCR左右,第四节燃烧调整试验与经济运行,锅炉的燃烧调整,一、风机特性曲线与工作点就是风压、效率和功率与流量之间的关系曲线,第五节风机运行,锅炉的燃烧调整,二、风机的运行调节1.节流调节在通风管路上装置节流挡板2.变速调节通过改变风机的转速来调节风量3.入口导叶调节离心式风机常采用此方式4.可动叶片调节轴流风机的流量调节普遍采用,第五节风机运行,锅炉的燃烧调整,三、风机工作的稳定性只要风机工作点是落在一个单向下降的风机特性曲线上，其工作就是稳定的。一般，风机的特性曲线都是有转折的。四、风机的并联运行,第五节风机运行,锅炉的燃烧调整,五、风机运行的几个问题（一）风机的启动和防止启动过载（二）风机电流、参数的监视与分析风机在正常启停和运行中，首先要监视好风机电流值、风机的进出口风压（三）风机的运行异常1.喘振,第五节风机运行,锅炉的燃烧调整,2.旋流失速（脱流）流线型的轴流式风机叶片3.风机“抢风”由于并列风机存在较大的不稳定工况区六、风机性能试验冷态试验热态试验,第五节风机运行,锅炉的燃烧调整,一、一次风管堵塞主要发生在中间贮仓式制粉系统基本原因是煤粉管内一次风速过低应加增大磨煤机一次风量，减少给煤量，用大风量对煤粉管进行吹扫疏通二、燃烧不稳原因：煤质变化时未及时调整燃烧；给煤量波动较大；锅炉负荷过低或负荷变化幅度过大；运行操作不当；炉内或燃烧器结焦严重,第六节燃烧故障与事故,锅炉的燃烧调整,三、炉膛灭火与爆燃1.炉膛灭火正确判断是燃烧不稳还是炉膛灭火是十分重要的，因为二者的处置是完全相反的2.炉膛爆燃防止爆燃：燃烧应稳定；未燃烧的燃料不得排入或漏入炉膛；如果炉内已有可燃物，则在无火源情况下将其吹扫出去四、燃烧器故障,第六节燃烧故障与事故,锅炉的燃烧调整,一、普通直流燃烧器的冷态试验,1.四角布置直流燃烧器炉膛的形式,锅炉的燃烧调整,一、普通直流燃烧器的冷态试验,2.四角布置直流燃烧器的炉内空气动力结构1）切圆直径过小，气流充满度不够，易发生气流对冲，影响煤粒停留时间过大，易发生气流刷墙，产生结焦设计时，应使沿喷嘴喷出的中心线相切于炉内直径为d0的假想切圆圆周上,锅炉的燃烧调整,一、普通直流燃烧器的冷态试验,2.四角布置直流燃烧器的炉内空气动力结构2）炉内气流的速度分布炉内静压分布在实际切圆直径范围以内的，准固体区在实际切圆直径范围以外的，准等势区,锅炉的燃烧调整,3.四角布置直流燃烧器的炉内冷态空气动力试验投产前或大修后的炉内冷态调整试验包括如下项目：（1）风道流量测量装置的标定测速管的标定（2）各次风门挡板特性的标定风门挡板开度与风速的关系（3）四角直流燃烧器安装质量的检查安装角度是否符合要求，中心轴线是否符合假想切圆的设计要求（4）炉内冷态空气动力场试验动力场的观测，可采用火花法、纸屑法、飘带法、焰火法、摄像法等，最普遍的是直接测量法。,一、普通直流燃烧器的冷态试验,锅炉的燃烧调整,二、普通旋流燃烧器的冷态试验,1.旋流燃烧器的布置与结构图旋流燃烧器示意图,锅炉的燃烧调整,2.旋流燃烧器气流旋流强度的计算旋流强度Wt燃烧器内气流的平均切向速度，m/sWa燃烧器内气流的平均轴向速度，m/sRc气流的旋转半径，m,锅炉的燃烧调整,二、普通旋流燃烧器的冷态试验,3.旋流强度与高温烟气回流量的关系ti气粉混合物着火温度。t0一次风的入口温度，tc回流烟气的温度，根据试验，Qc烟气回流量旋流强度K、n与旋流燃烧器型式、炉膛结构有关的试验系数,锅炉的燃烧调整,二、普通旋流燃烧器的冷态试验,三、钝体燃烧器的冷态试验,1.湍流分离流回流区的形成气体绕流非流线体时，由于脱体而产生的反向压力梯度，是形成回流区的根本原因。,锅炉的燃烧调整,2.湍流分离流动对煤粉火焰的稳定作用1）回流区内的温度分布,锅炉的燃烧调整,三、钝体燃烧器的冷态试验,2.湍流分离流动对煤粉火焰的稳定作用2）回流区中的染料浓度分布颗粒