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四角切圆燃烧的气流偏斜及切圆直径问题分析

作者: 齐天环保设备 编辑: 齐天环保设备 来源: 齐天环保设备 发布日期:2016-09-09
信息摘要:
四角切圆燃烧的气流偏斜及切圆直径问题分析…

   1.气流偏斜问题

 
    引起燃烧器出口气流偏斜的主要原因是:
 
    (1)邻角气流的撞击是气流偏斜的主要原因。射流自燃烧器喷口射出后,由于受到上游邻角气流的直接撞击,撞击点愈接近喷口,射流偏斜就愈大;撞击动量愈大,气流偏斜就愈严重。
 
    (2)射流偏斜还受射流两侧“补气”条件的影响。由于射流自喷口射出后仍然保持着高速流动,射流两侧的烟气被卷吸着一道前进,射流两侧的压力就随着降低,这时,炉膛其他地方的烟气就纷纷赶来补充,这种现象称为“补气”。如果射流两侧的补气条件不同,就会在射流两侧形成压差。向火面的一侧受到邻角气流的撞击,补气充裕,压力较高}而背火面的一侧补气条件差,压力较低。这样,射流两侧就形成了压力差,在压力差的作用下,射流被迫向炉墙偏斜,甚至迫使气流贴墙,引起结渣。
 
    由于气流的撞击作用和四角布风不均匀以及补气条件的影响,四股气流容易出现偏斜,四角布风不均时对气流工况的影响。
 
    (3)燃烧器的高宽比对射流弯曲变形影响较大。燃烧器的高宽比值愈大,射流形状愈宽而薄,其“刚性”就愈差,因而,射流愈容易弯曲变形。
 
    (4)当燃烧器多层布置时,上层气流不断地被卷吸到下层气流中,加上气流受热膨胀的影响,使气流容积流量增大,旋涡直径相应增大,一般可使实际切圆直径膨胀到假想切圆直径的8~10倍。因此,切圆直径的膨胀有时也会导致气流贴墙。
 
    在大容量锅炉上,由于燃煤量显著增大,燃烧器的喷口通流面积也相应增大,所以喷口数量必然增多。为了避免气流变形和减小燃烧器区域水冷壁的热负荷,将燃烧器沿高度方向拉长,并把喷口沿高度分成2~3组,每组的高宽比不超过6,相邻两组喷口间留有空档,空档相当于一个压力平衡孔。用来平衡射流两侧的压力,防止射流向压力低的一侧弯曲变形。
 
    2.切圆直径
 
    炉内四股气流的相互作用,不仅影响到气流的偏斜程度,也影响到假想切圆直径。而切圆直径又影响着气流贴墙、结渣情况和燃烧稳定性。此外,还影响着汽温调节和炉膛容积中火焰的充满程度。当锅炉燃用的煤质变化较大时,切圆直径的调整十分重要。
 
    当切圆直径较大时,上游邻角火焰向下游煤粉气流的根部靠近,煤粉的着火条件较好。这时炉内气流旋转强烈,气流扰动大,使后期燃烧阶段可燃物与空气流的混合加强,有利于煤粉的燃尽。
 
    但是,切圆直径过大,会带来下述问题:
 
    (1)火焰容易贴墙,引起结渣;
 
    (2)着火过于靠近喷口,容易烧坏喷口;
 
    (3)火焰旋转强烈时·产生的旋转动量矩大,同时因为高温火焰的黏度很大,到达炉膛出处,残余旋转较大,这将使炉膛出口烟温分布不均匀程度加大,引起较大的热偏差,导致过热器结渣或超温。
 
    在大容量锅炉上为了减轻气流的残余旋转和气流偏斜,假想切圆直径有减小的趋势,对于300MW锅炉,切圆直径一般设计为700-1000mm。同时,适当增加炉膛高度或采用燃烧器顶部消旋二次风(一次风和下部二次风正切圊布置,顶部二次风反切圆布置),对减弱气流的残余旋转,减轻炉膛出口的热偏差有一定的作用,但不可能完全消除。
 
    切圆直径也不能过小,否则容易出现对角气流对撞,火焰推迟,四角火焰的“自点燃”作用减弱,燃烧不稳定,燃烧不完全,炉膛出口烟温升高,影响锅炉安全运行,使运行调节困难。
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