服務(wù)熱線：燃煤鍋爐煙氣熱偏差的形成原因
2013年04月29日
滄州五森管道有限公司
1、殘余旋轉(zhuǎn)
四角切圓燃燒煤粉鍋爐具有火焰充滿度高，風(fēng)粉混合強(qiáng)烈，有利于煤粉燃盡；火焰溫度與熱流密度較均勻，NOX生成較少；且通過(guò)可調(diào)縮孔對(duì)單只燃燒器的設(shè)計(jì)和整個(gè)爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)的組織，其煤種適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。
但這種燃燒方式 的缺陷 是在爐膛出口處留有強(qiáng)烈的殘余旋轉(zhuǎn)以及爐內(nèi)燃燒實(shí)際切圓直徑過(guò)大。可調(diào)縮孔
爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)動(dòng)量矩與爐膛容量的關(guān)系為：
M·E=M·(R/2)∝D(4/3)
式中：M·E……爐膛旋轉(zhuǎn)氣流動(dòng)量矩
M……四角射流的動(dòng)量
R……假象切圓直徑
D……爐膛寬度
從公式可以看出爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)動(dòng)量矩與鍋爐寬度的4/3次方、爐膛切圓直徑及四角射流的動(dòng)量成正比。
按CE設(shè)計(jì)，通過(guò)可調(diào)縮孔對(duì)一次風(fēng)速基本不隨鍋爐容量變化，而二次風(fēng)速與爐膛斷面成正比。也 是說(shuō)隨著鍋爐容量的增大，四角射流的動(dòng)量相應(yīng)增加。但由于沒(méi)有等比例增加造成實(shí)際射流相對(duì)爐膛斷面增加后的穿透能力， 別是一次風(fēng)的穿透能力相對(duì)下降，造成氣流切圓傾向貼壁，爐膛切圓實(shí)際直徑較大。根據(jù)上述情況，可調(diào)縮孔隨著鍋爐容量的增加，爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)動(dòng)量矩的增長(zhǎng)原大于爐膛結(jié)構(gòu)的增大。旋轉(zhuǎn)速度增加、到達(dá)爐膛出口的時(shí)間減少， 終在爐膛出口保留了強(qiáng)烈的殘余旋轉(zhuǎn)。
平電公司曾委托上海成套所對(duì)#2爐做過(guò)熱態(tài)煙氣偏差測(cè)試，西安熱工院在#1爐作冷態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)?？烧{(diào)縮孔測(cè)試和試驗(yàn)都表明：爐內(nèi)燃燒切圓很大，旋轉(zhuǎn)強(qiáng)烈。
2、殘余旋轉(zhuǎn)和煙氣熱偏差
煙氣流在折煙角區(qū)域沿爐寬方向氣流速度基本上是左右對(duì)稱(chēng)分布的，爐膛上方的分隔屏過(guò)熱器將煙氣流完全切割，所以殘余旋轉(zhuǎn)基本不會(huì)造成煙氣流的左右流動(dòng)，但可調(diào)縮孔屏區(qū)左右兩側(cè)煙氣流的流動(dòng)狀況卻由于殘余旋轉(zhuǎn)的影響而完全不同。
在屏區(qū)左側(cè)煙氣流經(jīng)過(guò)折煙角后，其速度方向指向爐前上方而偏向爐前上方流動(dòng)，而引風(fēng)機(jī)吸力是指向爐后，造成向爐前上方流動(dòng)的煙氣流速度逐步下降 終反轉(zhuǎn)，經(jīng)屏區(qū)上方流入水平煙道。這樣使在分隔屏、后屏過(guò)熱器區(qū)域形成回流區(qū)，回流區(qū)煙氣流速度相當(dāng)?shù)?，使煙氣流熱量大量被左?cè)的過(guò)熱器所吸收，可調(diào)縮孔進(jìn)入左側(cè)水平煙道的煙氣流已被分隔屏和后屏過(guò)熱器冷卻。
屏區(qū)右側(cè)煙氣流本身速度指向和引風(fēng)機(jī)吸力都指向爐后，直接快速進(jìn)入水平煙道，煙氣流沒(méi)有被過(guò)熱器冷卻并且速度較快。結(jié)果在水平煙道位置，可調(diào)縮孔右側(cè)煙氣傳熱溫壓和放熱系數(shù)都比左側(cè)大。
由于殘余旋轉(zhuǎn)所造成的煙氣流不同的流動(dòng)狀況，形成了沿爐寬方向的熱量偏差。從平電公司實(shí)際熱偏差情況和實(shí)際過(guò)熱爆管的分布（過(guò)熱器爆管集中在后屏過(guò)熱器左側(cè)管屏上部、再熱器爆管集中在煙道右側(cè)管屏下部）可調(diào)縮孔也符合上述的分析。
3、其它因素
⑴同層燃燒器或各角燃燒器之間擺動(dòng)不同步，四角一次風(fēng)速度偏差都會(huì)造成爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)紊亂、燃燒效果變差，可調(diào)縮孔使得爐膛出口煙氣能量偏差進(jìn)一步加大。
⑵投用不同層燃燒器或不同角噴嘴、煤粉細(xì)度差異都會(huì)使煤粉燃盡程度及未燃盡部分所剩余的熱量各不相同，以及水冷壁粘污程度的不同都會(huì)使?fàn)t膛出口溫度升高，使燃燒相當(dāng)部分熱量轉(zhuǎn)移至過(guò)、再熱器吸收，可調(diào)縮孔加大煙氣能量的偏差。
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