四角切向燃烧燃煤锅炉炉内实际切圆尺度对燃烧的影响

电力18讯：    1 对结渣的影响

炉膛壁面结渣是一种普遍现象,它会使炉内传热热阻增加、传热恶化,甚至引发事故,影响锅炉安全运行。结渣过程是一个复杂的物理化学过程和流体动力学过程,其与炉内空气动力场的组织又有着密切的关系。实际切圆直径是表征炉内空气动力场的一个重要参数,因此,要合理的组织好炉内空气动力场,必要条件是选择恰当的炉内实际切圆直径,使燃烧中心适中。如山东某台670t/ h 燃烧无烟煤的锅炉,运行后结渣严重,冷态实验发现,炉内实际切圆直径偏大,后将实际切圆直径减小,运行表明较好地解决了结渣问题。研究表明,在实际燃烧过程中,从燃烧器喷出的气流总是在某种程度上偏离设计方向,因此,炉内的实际切圆直径总是大于假想切圆直径。由于这种偏离,使得气流容易贴壁而引起结渣。

2 对烟速烟温偏差的影响

烟速烟温偏差的产生主要是由于炉膛内的混合旋转上升气流在炉膛出口处仍然存在较大的烟气残余旋转。所以,减小烟速烟温偏差的关键是
减小炉膛出口处烟气残余旋转。炉膛出口处的气流残余旋转可以用动量矩评价指标δ来表示 ,即:




式中: u ―――烟气轴向速度;m/s

r ―――气流残余旋转半径;m

w ―――烟气切向速度;m/s

R ―――炉膛截面平均宽度的一半;m

式(1) 中分子表示炉膛某一截面上烟气残余旋转动量矩,分母表示燃烧器断面上的全部旋转动量矩,按理想情况计算出最大值来考虑。比值δ表示炉膛某一截面上烟气残余旋转动量矩占炉膛内最大启动动量矩的份额,一般由炉内气流的衰减特性决定。δ= 0 表示没有残余旋转,δ越大残余旋转动量矩所占的份额越大。显然,若切圆直径越大,分子中r2 项的增大比分母增大的越快,从而使炉膛出口烟气残余旋转增加,增大了烟温烟速偏差。

3 对着火和燃烧稳定性的影响

四角切向燃烧锅炉是利用上游邻角火焰点燃下游煤粉气流的,所以实际切圆的大小对煤粉的着火有着较大的影响,尤其是在燃烧器横截面上,
见下图。

由下图 可以看出:当切圆较小时,上游邻角火焰在炉膛较中心的地方与下游一次风煤粉混合,使煤粉着火较晚,容易造成燃烧不稳定;当切圆太大时,上游邻角火焰在煤粉燃烧器的根部(进入炉膛的初期) 进行点燃,此时容易引起水冷壁或燃烧器周围结焦;当切圆大小适中时,上游邻角火焰在煤粉燃烧器的适当位置进行点燃,使煤粉着火和燃烧稳定,不会导致炉内结焦。