国华燃烧调整课件.ppt

直流燃烧器 第一部分：直流燃烧器运行 一般是矩形，也可以是圆形 四角切圆燃烧技术ABBCE公司 空气动力学特性： 刚性、卷吸能力强、配风方式、一、二次风动 量矩比、喷口高宽比、风速大小、角度 一、射流的动力学特性 1、卷吸与扩散 由射流边界卷吸周围烟气，发生热量、质量交换，最 终射流横截面扩大、速度降低 煤粉气流卷吸的高温烟气是着火热量的主要来源（70 90%），另1030%来源于炉膛四壁及高温火焰的辐射 增加边界面可以加强卷吸作用 增加宽高比，面积未变，周长变大 2、射程： 轴向速度降到初速的0.05倍时；穿透能力 射程太大：使邻角射流发生偏斜 射程太小：对邻角射流的加热作用差 影响射程大小的因素： 1）喷口面积一定,速度越高越远 2）速度一定，喷口越大，射程越大 二、四角布置切圆燃烧的主要特点 每一层的四个角喷口中心线相切 于一个或两个假想切圆，直径 800mm左右 1、上游邻角气流的加热作用(自 点燃)，加之本身卷吸，着火 条件优越，着火稳定性好 2、在整个炉内形成强烈的旋转， 扰动混合好，利于燃烧及燃尽 3、强烈的湍流扩散和良好的炉内 空气动力结构，烟气在炉内充 满程度好，炉内热负荷分布均 匀 f960 f820 整个炉内形 成一个强烈 的旋转 4、负荷的调节灵活，对煤种的适应性强，控制和调节的手段 也较多 5、炉膛结构简单，便于大容量锅炉的布置 6、采用摆动式燃烧器时，可通过上下摆动调节汽温 7、便于实现分段送风，组织分级燃烧，从而抑制NOx生成 第一阶段低过量空气系数，还原性气氛抑制NOx生成 第二阶段高过量空气系数，保证燃烧的完全燃尽 8、炉膛出口处的残余旋转 烟温左右偏差 9、如何确保四个角的风粉均匀性也是一个重要问题 若管长不同，可用节流孔板来调，或在线监测风粉流量 三、一次风煤粉气流的偏斜 一次风射流贴附或冲击炉墙，是水冷壁结渣的主要原因 f960 f820 火焰贴墙 影响一次风射流偏斜的主要因素： 1、邻角气流的横向推力 由炉内的整体 旋转强度决定的，旋转强推力大 炉内气流的旋转强度主要由二次风的动量矩决定 二次风的动量(矩)太大旋转强度太大横向推力太大 旋转太强炉膛出口残余旋转出口烟温左右偏差 增加一次风动量、减小二次风动量即增加一二次风的动 量比，可以减轻偏斜，但一次风的流速受制约 一次风扁口增加刚性 2、四角布风不均 某个角速度太小， 则刚性不足，易被 吹斜 太大，吹下游邻角 发生四角不均时， 实际切圆会偏心 3、假想切圆直径 直接影响实际切圆直径（数倍于假想直径）的大小 太大：水冷壁结渣；烧喷口；残余旋转；过热器结渣 太小：动力场不稳定；充满度不好；自点燃作用减弱； 燃烧不稳定；着火推迟，炉出口烟温升高 综合考虑：充满度、着火条件、结渣、残余旋转 f960 f820 区别水冷壁区域的结渣现象： 局部 四周都有 1# 2#3# 4# 结 渣 思考 四、一次风与二次风（切圆燃烧方式的主要热力参数） 1、一次风层数：300MW 57层 随着锅炉容量增大，若只增大单个一次风喷口的 热负荷，会导致结渣、NOx增加 2、一次风率：决定于煤种的Vdaf值，和着火条件、制粉系 统情况 3、一次风速 一次风速过高 燃烧不稳，甚至灭火（火焰的传播速度） 对面墙结渣 一次风速过低 刚性、扰动、卷吸、回火、堵管、浓度不均 石洞口二厂曾出现一次风不足 烧喷口、出力受限 一次风速取决于着火性能，直吹式、乏气送粉取下限；热风送 粉取上限。 4、一次风温 与煤种有关，风温高： 优易着火，燃烧稳定：无烟煤近300度 高挥发分低熔点的磨煤机煤出口为65-70 缺制粉系统的安全性 5、二次风量及二次风速 二次风穿透火焰的能力着火后的稳定性 燃尽 喷口面积不变，风速由风量决定 二次风的配风方式 二次风的配风方式 在炉膛高度方向各层二次风风量的配置 正塔型 适合烟煤的燃烧 对粗煤粉的浮托能力 减少灰渣含碳量 燃用烟煤时，较倒塔型炉膛出口烟温低 倒塔型适用于无烟煤、贫煤着火稳定、燃烧效率高 缩腰型 改善由于气流偏斜导致的结渣问题 停用中部二次风，相当于开了一个大的平衡孔 总之，可以通过各层二次风的风量配置，实现 燃烧的优化 6、二次风温 风温高利于燃烧，但受空预器传热面积的限制 故：煤质差时，设计较高的热风温度 五、周界风 2、周界风： q 冷却作用，防止烧喷口停运时冷却风 q 当煤质、负荷变化时，可通过调节它来改变着火距离 q 当燃用高挥发分煤时，可及时补氧，强化后期着火 q 加强卷吸、加强湍流脉动 改善着火条件 q 增加刚性 防止刷墙 2、周界风： 当燃用劣质煤时：1、阻止煤粉与高温空气的接触； 2、与一次风混合过早，对着火不利 所以：周界风一般只用于烟煤型燃烧器 煤质差时，减少周界风量 周界风量占二次风总量的10%或稍多 风速45-60m/s 风层厚度15-25mm 六、四角切圆锅炉的残余旋转 从上往下看，气流逆时针旋转时，炉膛出口处 存在烟温和烟速的左右偏差; 烟温高烟速高？ ？ 一般偏差可达100度 具有V形扩流锥的WR燃烧器 (CE公司) 1）上部煤粉浓度 高，利于着火，还 可降低NOx生成 2)扩流锥形成回流 区：回流高温烟气 3）可以降低不投 油稳燃负荷 WR燃烧器主要目的是稳定燃烧 q 这种燃烧器由于改善了着火条件，故可提高锅 炉的燃烧效率。 q 与普通的直流燃烧器相比，当过量空气系数为 1.151.40时，锅炉在最大负荷下的燃烧效率 可提高约1； q 当过量空气系数降到1.10以下时，普通直流燃 烧器的燃烧效率降低较多，而WR燃烧器的燃烧 效率几乎不发生变化； q 锅炉负荷降到50额定负荷时，WR燃烧器的燃 烧效率要比普通直流煤粉燃烧器高5左右。 对于四角切圆燃烧来说，四角一次风煤 粉喷口的动量比的大小对水冷壁结渣有很大 影响，一般要进行冷态调平试验，使之在热 态运行时，四角的一次风口的煤粉气流尽量 均匀。当然，在运行时也应注意这个问题， 要进行细致的调整，才能得到较好的效果。 在调整一次风煤粉喷口的同时，也应对各燃 烧器风箱的风量分配用的挡板开度进行调整 ，使达到同一层的各燃烧器的风压风量要大 致相等。 运行中风量的调整与四角不均 第二部分：煤粉的燃烧 1、煤：比碳复杂 1)有H2O 催化； 2)有挥发分 提高系统温度、形成多孔性、耗氧； 3)多孔性 不仅是表面过程； 4)有灰 影响反应表面。 2、煤粉 极细的煤粉可能先于挥发分燃烧 30-100m 0.1s0.2s 达到1500 煤粉燃烧的四个阶段 1. 预热、干燥(吸热) 2. 挥发分析出(热解)，并着火 3. 燃烧(挥发分、焦炭)(保证O2、足够温度) 4. 燃尽(残余焦炭灰渣) q4 而煤粉的燃烧，四个阶段往往交错进行，挥发分析 出几乎延续到煤粉燃烧的最后阶段，甚至是更小的粒子 先着火 影响煤粉气流着火的主要因素 煤粉气流的着火温度要比煤的着火温度高 为何要分为一次风与二次风? 提高煤粉浓度可以强化着火 浓淡燃烧器 着火太早 烧喷口，附近结渣 着火推迟 炉膛出口处受热面(?)的结渣 汽温升高 q4 增大 炉膛出口烟温低于灰的变形温度50-100 燃料 运行 结构 燃料品质 燃料细度 燃烧器 炉膛 锅炉负荷 调节方式 影响煤粉气流着火的因素 1、燃料性质 Vdaf Mar Ad Rx 2、散热条件：无烟煤卫燃带(结渣 ) 3、煤粉气流初温：无烟煤热风送粉 4、一次风量和风速 太大太小均不合适，应控制在一定范围内 (煤质差时应大还是小?) 5、燃烧器的特性： 一、二次风的混合情况：低挥发分煤，适当推迟 6、锅炉负荷 负荷降低时，散热量相对增加，使散热曲线向左移 限制了煤粉炉不投油稳燃的范围70% 新型低负荷稳燃燃烧器 循环流化床锅炉调节范围大 煤粉在炉内燃烧完全的条件 经济（q3、q4 最小）燃烧效率高、安全（不结渣、 水冷壁不出现膜态沸腾）是锅炉运行人员职责！ 1、最佳的炉膛出口过量空气系数 使 q2q3q4 之和最小 q2q3q4 q2 q4 q3 q 2、适当高的炉温： 不产生水冷壁结渣和膜态沸腾 根据煤种，采用适当的炉膛截面热负荷 3、有足够的燃烧时间 主要取决于炉膛容积、炉膛截面积、炉膛高度 及烟气在炉内的流动速度，即与炉膛容积热负荷、 炉膛截面热负荷有关，在锅炉设计时要适当选取， 在运行中不要超负荷运行。 不同煤种不同的炉膛形状(瘦、胖) 4、空气和煤粉的良好挠动和混合 燃烧器的结构特性 第三部分：锅炉运行燃烧调整 炉内燃烧调整的任务可归纳为三点 维持蒸汽压力、温度在正常范围内 。 着火和燃烧稳定，燃烧中心适当， 火焰分布均匀，燃烧完全。 对于平衡通风的锅炉来说，应维持 一定的炉膛负压 保证锅炉安全与经济运行是锅 炉燃烧调整的前题条件和归属 v 煤粉的正常燃烧，应具有限的金黄色火 焰，火色稳定和均匀，火焰中心在燃烧室 中部，不触及四周水冷壁；火焰下不低于 冷灰斗一半的深度，火焰中不应有煤粉分 离出来，也不应有明显的星点，烟囱的排 放呈淡灰色。 v如火焰亮白刺眼，表示风量偏大，这时 的炉膛温度较高； v如火焰暗红，则表示风量过小，或煤粉 太粗、漏风多等，此时炉膛温度偏低； v火焰发黄、无力，则是煤的水分高或挥 发分低的反应。 一次风量调整 保证磨煤机合适风煤比例，既能使各股一次风煤粉气 流同步着火，又能防止燃烧中心偏斜及炉膛结焦。 ZGM中速磨煤机通常设计煤风比为1：2.1t/h，因制造 和安装质量以及实际运行风环磨损以及仪器仪表测量误差 等原因，需要在运行当中通过试验做出不同煤量与风量曲 线，作为运行人员调整依据。 周界风（燃料风）调整 前面讲过周界风作用冷却喷口，卷吸烟气加热煤粉气 流使煤粉气流快速燃烧。控制周界风开度可控制煤粉 气流着火距离。 辅助二次风挡板调整 喷燃器运行磨煤机上下二次风门开度主要控制炉膛风箱 差压，合理的锅炉炉膛负压与二次风箱差压，可保证二次 风速在最佳风速下运行，使得喷燃器出口煤粉与二次风合 理配风实现完全燃烧，同时可降低烟气回流区增大导致喷 燃器口结焦。对于低熔点煤种，二次风配风采取“正塔型配 风”即二次风挡板开度由下至上逐步开大。燃用烟煤时，“ 正塔形”较“倒塔型”配风炉膛出口烟温低。 在二次风控制调整中：AA层二次风在50-100%负荷， 开度控制在30-45%；AB层二次风在50-100%负荷，开度 控制在35-55%； BC、CD、DD根据风箱差压进行控制， 由下至上逐步开大直至风箱差压对应负荷值即可。 燃尽风（E层风）调整 E层风为燃尽风，该喷嘴与下层其余二次风喷嘴反向 切角-15，反切的目的降低炉膛出口上部烟气残余旋转 ， 通过E层二次风合理开度，可降低左右两侧烟气偏差 ，同时可减低锅炉NOx排放，提高锅炉运行效率。 总风量(氧量)控制 锅炉运行中合理二次风配比，是保证锅炉燃烧充分 前提条件，保证合理锅炉过量空气系数，避免锅炉缺 氧、和过氧燃烧是控制锅炉结焦有效手段。 一次风压与磨煤机加载力调整 为了保证磨煤机安全可靠运行，降低磨辊、磨盘磨损提高 其使用寿命，降低磨煤机维护成本。 一次风压过高增加磨煤机风环磨损，同时增加制粉功耗。 在保证磨煤机出力前提下尽量降低一次风压。 煤粉细度控制与调整 对于煤粉锅炉煤粉细度越细，比表面积越大，着火迅 速且可降低水冷壁结渣，降低受热面和风管磨损几率。但 煤粉细度过细降低磨煤机磨辊使用寿命，且磨煤机相对出 力降低增加磨煤机功耗。通过燃烧试验确定最佳煤粉细度 （锅炉燃烧充分渣灰含碳量最低、结渣最轻、功耗低）。 根据现场试验，以R90为前提，推荐煤粉细度控制在20- 25%。分离器转速控制在6070% 磨煤机负荷分配调整 v合理分配磨煤机负荷，是保证炉内热负荷不集中 主要手段。通过合理分配磨煤机出力，可降低水 冷壁区域结渣几率。 v锅炉在50%以上负荷采取三台磨煤机运行，磨煤