鍋爐燃燒工況的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性對(duì)大型發(fā)電機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用，而燃燒工況的優(yōu)劣在很大程度上決定于燃燒器及爐膛的空氣動(dòng)力工況。廣西某電廠2號(hào)機(jī)組鍋爐于2008-07-21~2008-09-19進(jìn)行機(jī)組大修，由于鍋爐在前一階段運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)存在著左右側(cè)汽溫偏差大、再熱汽溫低、鍋爐經(jīng)常滅火等現(xiàn)象。另外結(jié)合機(jī)組節(jié)能降耗科研項(xiàng)目的需要，所以大修過(guò)程中決定要在啟動(dòng)前做冷態(tài)動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)，以檢驗(yàn)爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況。通過(guò)冷態(tài)調(diào)整、試驗(yàn)、測(cè)試等手段以改善爐內(nèi)動(dòng)力工況，為機(jī)組熱態(tài)運(yùn)行及燃燒調(diào)整提供可靠的理論依據(jù)，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
1、設(shè)備概況
該電廠鍋爐是超臨界參數(shù)變壓螺旋管圈直流鍋爐，型號(hào)為SG-1913/25.4-M965，單爐膛，一次中間再熱，平衡通風(fēng)，露天布置，固態(tài)排渣，全鋼結(jié)構(gòu)，全懸吊兀形布置，BMCR( Boiler maximum continuous raLing)蒸發(fā)量為1913t/h，額定蒸汽壓力為25.4MPa，額定蒸汽溫度571℃，再熱蒸汽溫度569℃。鍋爐B-RL效率為：93.55%。鍋爐(B-MCR)燃煤量：240.00t/h(設(shè)計(jì)煤種)，244.00t/h(校核煤種)。采用中速磨煤機(jī)冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺(tái)爐配6臺(tái)中速磨煤機(jī)，燃燒設(shè)計(jì)煤種時(shí)，5臺(tái)運(yùn)行，l臺(tái)備用。每臺(tái)磨煤機(jī)帶一層燃燒器。爐膛寬18 816mm，爐膛深l6 576mm，水冷壁下集箱標(biāo)高為8300mm，爐頂管中心標(biāo)高為71 050mm，大板梁底標(biāo)高78 350mm。水平煙道深度為6108mm，由后煙井延伸部分組成，其中布置有末級(jí)過(guò)熱器。后煙井深度為13 200mm．布置有低溫再熱器和鰭片省煤器。
鍋爐采用低NOx同軸燃燒系統(tǒng)。主風(fēng)箱設(shè)有6層寬調(diào)節(jié)比煤粉噴嘴，在煤粉噴嘴四周布置有燃料風(fēng)。在每相鄰2層煤粉噴嘴之間布置有l(wèi)層輔助風(fēng)噴嘴，其中包括上下2只偏置的輔助風(fēng)噴嘴、1只直吹風(fēng)噴嘴。在主風(fēng)箱上部設(shè)有2層緊湊燃盡風(fēng)( Closed-coupledOFA，CCOFA)噴嘴，在主風(fēng)箱下部設(shè)有l(wèi)層火下風(fēng)噴嘴。在主風(fēng)箱上部布置有分離燃盡風(fēng)( Separated OFA，SOFA)燃燒器，包括5層可水平擺動(dòng)的分離燃盡風(fēng)噴嘴。連同煤粉噴嘴的周界風(fēng)，每角主燃燒器和分離燃盡風(fēng)燃燒器各有二次風(fēng)擋板25組，均由電動(dòng)執(zhí)行器單獨(dú)操作。設(shè)計(jì)一次風(fēng)速25m/s，二次風(fēng)速59m/s。為滿足鍋爐汽溫調(diào)節(jié)的需要，主燃燒器噴嘴采用擺動(dòng)結(jié)構(gòu)，由內(nèi)外連桿組成一個(gè)擺動(dòng)系統(tǒng)，由一臺(tái)電執(zhí)行器集中帶動(dòng)作上下擺動(dòng)。
2、試驗(yàn)內(nèi)容及方法
2.1試驗(yàn)項(xiàng)目
通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況摸底，進(jìn)行了以下試驗(yàn)項(xiàng)目：
(1)一、二次風(fēng)擋板特性試驗(yàn)；
(2)-、二次風(fēng)調(diào)平試驗(yàn)；
(3)貼壁風(fēng)速測(cè)量；
(4)水平煙道風(fēng)速試驗(yàn)。
2.2冷態(tài)模擬試驗(yàn)參數(shù)的確定
根據(jù)相似原理，應(yīng)滿足模型與實(shí)物幾何相似、邊界條件相似及保持氣流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入自模化區(qū)。在冷態(tài)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使?fàn)t內(nèi)氣流的雷諾數(shù)Re與熱態(tài)的雷諾數(shù)Re相等或超過(guò)臨界雷諾數(shù)Re臨。當(dāng)Re>Re臨時(shí)，流動(dòng)工況進(jìn)入白模化區(qū)，由于冷態(tài)空氣的運(yùn)動(dòng)黏度小，Re臨較小。試驗(yàn)時(shí)的風(fēng)量遠(yuǎn)大于進(jìn)入自模化區(qū)風(fēng)量，爐內(nèi)的流動(dòng)能達(dá)到進(jìn)入自模化區(qū)的要求。由于試驗(yàn)在實(shí)際運(yùn)行鍋爐上進(jìn)行，幾何相似完全滿足，因此只要滿足冷、熱態(tài)下各氣流動(dòng)量比相等的邊界條件即可。
3、試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.1 -、二次風(fēng)擋板特性分析
為分析一次風(fēng)擋板開(kāi)度對(duì)其風(fēng)量的影響，一次風(fēng)擋板特性試驗(yàn)共進(jìn)行了4個(gè)試驗(yàn)工況，分別是一次風(fēng)擋板開(kāi)度為40%、60%、80%和100%，關(guān)閉磨煤機(jī)入口冷風(fēng)門，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程是在保持一次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓一致的工況下進(jìn)行。測(cè)量結(jié)果如圖1所示。
由圖可知，一次風(fēng)擋板特性較好。隨著擋板開(kāi)度的
增加，一次風(fēng)量增加。其中C磨煤機(jī)、D磨煤機(jī)、F磨煤
機(jī)擋板線性較好，相關(guān)指數(shù)分別為0.9463、0.9659和
0.9941。A磨煤機(jī)、B磨煤機(jī)、E磨煤機(jī)在開(kāi)度40%一
60%時(shí)，風(fēng)量增加較快；在60%-100%開(kāi)度時(shí)，風(fēng)量增
加變緩。
二次風(fēng)擋板特性試驗(yàn)共進(jìn)行了3個(gè)試驗(yàn)工況，分別是二次風(fēng)擋板開(kāi)度為50%、75%和100%。通過(guò)鍋爐A、B兩側(cè)的風(fēng)箱管道上的測(cè)點(diǎn)，測(cè)量管道內(nèi)二次風(fēng)流速，計(jì)算出二次風(fēng)量。測(cè)量結(jié)果如圖2所示。
由圖2可知：二次風(fēng)擋板調(diào)節(jié)線性較好，隨著二次風(fēng)擋板開(kāi)度的增加，二次風(fēng)量均勻增大。但A、B側(cè)二次風(fēng)道風(fēng)量隨風(fēng)門開(kāi)度的變化風(fēng)量偏差逐漸增大，當(dāng)風(fēng)門開(kāi)度達(dá)到100%時(shí)，A側(cè)風(fēng)量比B側(cè)風(fēng)量大165.13t/h。
3.2一、二次風(fēng)的風(fēng)速調(diào)平
為保證同一磨煤機(jī)4根煤粉管道風(fēng)速一致及各燃燒器燃燒的穩(wěn)定性，對(duì)6臺(tái)磨煤機(jī)出口粉管風(fēng)速進(jìn)行冷態(tài)調(diào)平試驗(yàn)。該試驗(yàn)在機(jī)組額定負(fù)荷時(shí)所對(duì)應(yīng)的磨煤機(jī)出力下進(jìn)行，冷態(tài)調(diào)平試驗(yàn)的一次風(fēng)量設(shè)定為80~100t，h。
通過(guò)對(duì)試驗(yàn)的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，認(rèn)為一次風(fēng)在調(diào)整前偏差較大，粉管風(fēng)速最大偏差有31%。現(xiàn)已將6臺(tái)磨煤機(jī)四角粉管調(diào)整至偏差允許范圍±5%內(nèi)，風(fēng)速在22.32-28.76m/s之間，各一次風(fēng)粉管風(fēng)速較為均勻。在調(diào)整過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分可調(diào)縮孔不能靈活動(dòng)作，應(yīng)該抓緊處理。由表2可知，調(diào)整后各角噴燃器出口風(fēng)速偏差較小，風(fēng)速均勻，有利于爐內(nèi)著火燃燒。
3.3貼壁風(fēng)速測(cè)量
在爐內(nèi)中層噴燃器標(biāo)高處對(duì)爐內(nèi)貼壁風(fēng)速進(jìn)行了測(cè)量，貼壁風(fēng)速測(cè)量結(jié)果如圖3所示。圖中橫、縱坐標(biāo)表示測(cè)點(diǎn)編號(hào)，中心坐標(biāo)為零。
由上圖可以看出，1～2號(hào)角之間貼壁風(fēng)速較大，最大貼壁風(fēng)速為11.6m/s，2～3號(hào)角之間最大貼壁風(fēng)速為5.3m/s，34號(hào)角之間最大貼壁風(fēng)速為6.8m/s，4～1號(hào)角之間最大貼壁風(fēng)速為5.7m/s。除l—2號(hào)角外其余各墻貼壁風(fēng)速分布較均勻，運(yùn)行中應(yīng)注意l～2號(hào)角之間氣流刷墻現(xiàn)象和結(jié)渣問(wèn)題，以保證鍋爐的安全運(yùn)行。
3.4水平煙道風(fēng)速測(cè)量
進(jìn)行水平煙道風(fēng)速測(cè)量時(shí)，燃燒器擺角開(kāi)度50%；SOFA上下擺角50%、水平擺角0度；二次風(fēng)門開(kāi)度80%，SOFA開(kāi)度80%。圖4為水平煙道風(fēng)速分布圖。17個(gè)測(cè)點(diǎn)均勻分布在水平煙道上。
從整個(gè)水平煙道的煙氣流速分布來(lái)看，爐膛出口的風(fēng)速不大，分布均勻，煙速基本上不超過(guò)4m/s，整個(gè)流速的數(shù)值雖然上下左右均有偏差，但平均風(fēng)速不大，只有2.47m/s，減少了尾部受熱面的磨損，能保證受熱面的長(zhǎng)期運(yùn)行。但是煙氣流速太低，這就增大了在水平煙道積灰的可能性。
4、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)該電廠1913t/h超臨界四角切圓鍋爐的冷態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)，可得出以下結(jié)論：
(1)-次熱風(fēng)擋板特性較好。隨著擋板開(kāi)度的增加，一次風(fēng)量增加。其中C、D、F磨煤機(jī)擋板線性較好。A、B、E磨煤機(jī)在開(kāi)度40%-6090時(shí)，風(fēng)量增加較快；在60%—100%開(kāi)度時(shí)，風(fēng)量增加變緩。
(2)=次風(fēng)擋板調(diào)節(jié)線性較好，隨著二次風(fēng)擋板開(kāi)度的增加，二次風(fēng)量均勻增大。但A、B側(cè)二次風(fēng)道風(fēng)量隨風(fēng)門開(kāi)度的變化風(fēng)量偏差逐漸增大。
(3)調(diào)整后，6臺(tái)磨煤機(jī)四角粉管風(fēng)速偏差在允許范圍t5%內(nèi)，各一次風(fēng)粉管風(fēng)速較為均勻。各角噴燃器出口風(fēng)速偏差較小，風(fēng)速均勻，有利于爐內(nèi)著火燃燒。在調(diào)整過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分可調(diào)縮孔不能靈活動(dòng)作，應(yīng)該抓緊處理。
(4)1-2號(hào)角之間貼壁風(fēng)風(fēng)速較高，其余各墻貼壁風(fēng)速分布較均勻，運(yùn)行中應(yīng)注意l～2號(hào)角之間氣流刷墻現(xiàn)象和結(jié)渣問(wèn)題，以保證鍋爐的安全運(yùn)行。
(5)從整個(gè)水平煙道的煙氣流速分布來(lái)看，爐膛出口的風(fēng)速不大，分布均勻。但是煙氣流速太低，這就有增大了在水平煙道積灰的可能性。
相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、生物質(zhì)壁爐
2、秸稈顆粒機(jī)
3、木屑顆粒機(jī)
