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；且通過可調(diào)縮孔對單只燃燒器的設(shè)計和整個爐內(nèi)空氣動力場的組織，其煤種適應(yīng)性好等優(yōu)點。
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)燃燒實際切圓直徑過大?？烧{(diào)縮孔
爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)動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)氣流動量矩
M……四角射流的動量
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量成正比。
按CE設(shè)計，通過可調(diào)縮孔對一次風(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 是說隨著鍋爐容量的增大，四角射流的動量相應(yīng)增加。但由于沒有等比例增加造成實際射流相對爐膛斷面增加后的穿透能力， 別是一次風(fēng)的穿透能力相對下降，造成氣流切圓傾向貼壁，爐膛切圓實際直徑較大。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)動量矩的增長原大于爐膛結(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#2爐做過熱態(tài)煙氣偏差測試，西安熱工院在#1爐作冷態(tài)空氣動力場試驗?？烧{(diào)縮孔測試和試驗都表明：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稱分布的，爐膛上方的分隔屏過熱器將煙氣流完全切割，所以殘余旋轉(zhuǎn)基本不會造成煙氣流的左右流動，但可調(diào)縮孔屏區(qū)左右兩側(cè)煙氣流的流動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)過折煙角后，其速度方向指向爐前上方而偏向爐前上方流動，而引風(fēng)機(jī)吸力是指向爐后，造成向爐前上方流動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，煙氣流沒有被過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狀況，形成了沿爐寬方向的熱量偏差。從平電公司實際熱偏差情況和實際過熱爆管的分布（過熱器爆管集中在后屏過熱器左側(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不同步，四角一次風(fēng)速度偏差都會造成爐內(nèi)空氣動力場紊亂、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、再熱器吸收，可調(diào)縮孔加大煙氣能量的偏差。
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