煤粉鍋爐點(diǎn)火燃燒器風(fēng)油匹配問題試驗(yàn)研究

　鍋爐點(diǎn)火燃燒器冷態(tài)空氣動力場試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行了汽力霧化噴嘴和機(jī)械霧化噴嘴實(shí)際點(diǎn)火試驗(yàn)。結(jié)果明鍋爐冷態(tài)點(diǎn)火冒黑煙的根本原因在于燃燒器配風(fēng)量嚴(yán)重不足及燃燒器空氣動力結(jié)構(gòu)與油霧炬結(jié)構(gòu)不匹配；對于穩(wěn)燃效果較差的燃燒器，采用機(jī)械霧化噴嘴可獲得比汽力霧化噴嘴更為穩(wěn)定可靠的穩(wěn)燃性能。

　　口布置了彎曲葉片穩(wěn)焰器，中間布置出力為1.2th簡單機(jī)械霧化重油槍油槍運(yùn)行壓力3.0MPa.該爐在冷態(tài)點(diǎn)火期間投運(yùn)2支油槍點(diǎn)火，0.5h對角切換。該爐在整個(gè)點(diǎn)火期間煙囪冒黑煙，環(huán)境污染嚴(yán)重。風(fēng)油匹配試驗(yàn)研究基本思路為對點(diǎn)火燃燒器在點(diǎn)火工況下進(jìn)行冷態(tài)空氣動力場試驗(yàn)；根據(jù)冷態(tài)空氣動力場試驗(yàn)結(jié)果選定合適的熱態(tài)點(diǎn)火試驗(yàn)噴嘴主要考慮噴嘴霧化形式出力霧化角等在不電廠煤粉鍋爐在冷態(tài)點(diǎn)火期間往往存在油耗高和點(diǎn)火期間煙囪冒黑煙等問，這與點(diǎn)火燃燒器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)密切相關(guān)。在結(jié)構(gòu)方面，油槍般置于配備穩(wěn)焰器的次風(fēng)噴口中，但并非完全針對油的燃燒而設(shè)計(jì)，方面常用的矩形噴口同油霧炬結(jié)構(gòu)不匹配；另方面，為保證次風(fēng)的剛性，穩(wěn)焰器尺寸較小，有的甚至沒有穩(wěn)焰器，回流區(qū)短小，穩(wěn)焰效果差。在運(yùn)行方面，油槍出力往往過大，油量遠(yuǎn)高于風(fēng)量，造成大量不完全燃燒。點(diǎn)火初期次風(fēng)溫度較低，隨著爐溫上升，次風(fēng)溫不斷提高，燃燒器風(fēng)速和風(fēng)量不斷變化。這些因素均對點(diǎn)火燃燒器的良好風(fēng)油匹配帶來很大困難，本試驗(yàn)研究目的在于通過1臺220th煤粉鍋爐實(shí)際點(diǎn)火試驗(yàn)，總結(jié)出現(xiàn)有點(diǎn)火條件下的風(fēng)油匹配規(guī)律。

　　1點(diǎn)火燃燒器簡況及試驗(yàn)研究思路第34卷煤粉鍋爐點(diǎn)火燃燒器風(fēng)油匹配問試驗(yàn)研究2001年第期同噴嘴霧化形式霧化角和出力情況下分別進(jìn)行點(diǎn)火試驗(yàn)；最后找出最佳噴嘴參數(shù)，總結(jié)風(fēng)油匹配規(guī)律。

　　2點(diǎn)火燃燒器冷態(tài)空氣動力場試驗(yàn)冷態(tài)空氣動力場試驗(yàn)選定鍋爐點(diǎn)火工況時(shí)的風(fēng)壓和風(fēng)門開度作為試驗(yàn)工況，對不同風(fēng)壓和不同風(fēng)門開度條件下的次風(fēng)速度穩(wěn)焰器出口風(fēng)速作為次風(fēng)速回流區(qū)尺寸氣流擴(kuò)散角等進(jìn)行測試。

　　工況總風(fēng)壓總風(fēng)門開度小風(fēng)門開度回流區(qū)長寬次風(fēng)速次風(fēng)速注回流區(qū)形狀為細(xì)長型，中尺寸為最大長度和寬度。

　　根據(jù)1數(shù)據(jù)，可計(jì)算出點(diǎn)火工況時(shí)燃燒器風(fēng)量及所對應(yīng)的理論油槍出力及過量空氣系數(shù)分別為121.5時(shí)的油槍出力。計(jì)算結(jié)果2.

　　工況風(fēng)溫風(fēng)量油槍出力kch1由2可，在點(diǎn)火工況時(shí)，要保證風(fēng)量與油量熱態(tài)試驗(yàn)而定。

　　3汽力霧化噴嘴點(diǎn)火試驗(yàn)3.1試驗(yàn)噴嘴結(jié)構(gòu)及性能為便于研究噴嘴霧化角與氣流結(jié)構(gòu)不同匹配對燃燒的影響及不同風(fēng)油配比時(shí)的燃燒規(guī)律，選定內(nèi)混式汽力霧化噴嘴作為試驗(yàn)噴嘴，其結(jié)構(gòu)2，噴嘴冷態(tài)試驗(yàn)結(jié)果明，噴嘴出口小孔交角在定范圍內(nèi)調(diào)整對霧化細(xì)度和流量特性影響不大，因此點(diǎn)火試驗(yàn)時(shí)可更換具有不同霧化角的噴嘴進(jìn)行試驗(yàn)。

　　化細(xì)度在75！以下。

　　3.2不同噴嘴霧化角情況下點(diǎn)火試驗(yàn)在運(yùn)行參數(shù)基本相同條件下，在1號角進(jìn)行不同霧化角噴嘴的點(diǎn)火對比試驗(yàn)，對比試驗(yàn)運(yùn)行參數(shù)風(fēng)壓1000.；風(fēng)溫576；油溫1001；總風(fēng)門開度202；小風(fēng)門開度302；汽壓1.03.；油壓1.0 3.。對比試驗(yàn)結(jié)果60.時(shí)點(diǎn)火極困難；65.時(shí)點(diǎn)火困難；70.時(shí)適中；75.時(shí)霧化角偏大；80.時(shí)穿透風(fēng)層。點(diǎn)火試驗(yàn)明，采用汽力霧化噴嘴后，點(diǎn)火普遍較機(jī)械霧化困難，有時(shí)會出現(xiàn)熄火現(xiàn)象。說明燃燒器回流區(qū)尺寸偏小，汽力霧化霧炬出口速度高，導(dǎo)致燃燒器穩(wěn)焰能力下降。對于本燃燒器氣流結(jié)構(gòu)，噴嘴霧化角為70.較為合理。霧化角偏小，火焰穩(wěn)定能力差；霧化角偏大，油霧將穿透風(fēng)層。

　　3.3不同噴嘴出力和風(fēng)量情況下點(diǎn)火試驗(yàn)為研究點(diǎn)火工況下油量與風(fēng)量的關(guān)系，選定霧化角為70.的噴嘴，調(diào)整風(fēng)量和噴嘴運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)行燃燒器出口附近著火情況和火焰尾部燃盡情況觀察對比。3是各試驗(yàn)工況的運(yùn)行數(shù)據(jù)，試驗(yàn)時(shí)風(fēng)溫基本在43601之間。在整個(gè)試驗(yàn)過程中，爐內(nèi)沒有出中國電力工況風(fēng)壓總風(fēng)門開度小風(fēng)門開度汽壓油壓MPa壓力MPa霧化角細(xì)度m驗(yàn)油粘度為320123時(shí)的霧化試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

　　4.2不同噴嘴出力和風(fēng)量情況下點(diǎn)火試驗(yàn)由于試驗(yàn)條件限制，僅進(jìn)行不同噴嘴出力和配風(fēng)量情況下的點(diǎn)火試驗(yàn)，5是試驗(yàn)參數(shù)及燃燒現(xiàn)象。工況15是在油槍出力根據(jù)冷態(tài)試驗(yàn)流量曲線，其出力在350左右不變情況下逐漸增大風(fēng)量進(jìn)行的，隨著風(fēng)量增加，火焰逐漸變得粗短，尾部火星現(xiàn)象減少。說明此時(shí)風(fēng)量增加有利于燃油燃盡。

　　工況5時(shí)，火焰明亮，尾部基本沒有火星，達(dá)到最佳燃燒工況。說明在本工況下風(fēng)量與油量配比較為合理，此時(shí)過量空氣系數(shù)在1.51.6之間按有組織配風(fēng)計(jì)算。由于燃燒器氣流截面結(jié)構(gòu)為矩形，而油霧炬截面結(jié)構(gòu)為圓形，因此過量空氣系數(shù)較大。

　　工況6是在工況5的基礎(chǔ)上進(jìn)步增加風(fēng)量，此時(shí)火焰外圍變暗，尾部火星增加。說明過量的冷風(fēng)對火焰有冷卻作用，不利于燃油的燃盡。

　　工況7和工況8是在工況5的基礎(chǔ)上進(jìn)步增加油量，此時(shí)整個(gè)爐內(nèi)變暗，出現(xiàn)大量火星，這說明油量過大，將使?fàn)t內(nèi)燃燒惡化，煙囪冒黑煙。

　　4簡單機(jī)械霧化噴嘴點(diǎn)火試驗(yàn)4.1試驗(yàn)噴嘴結(jié)構(gòu)及性能工況風(fēng)壓Pa總風(fēng)門開度小風(fēng)門開度油壓MPa燃燒現(xiàn)象黑煙及火星少量火星極少火星少量火星在本試驗(yàn)中，除工況1外，火焰明亮，剛直有力，著火穩(wěn)定，而且油量和風(fēng)量變化對燃燒影響不大。

　　說明機(jī)械霧化噴嘴對本點(diǎn)火燃燒器具有較好的適應(yīng)性，燃燒器出口附近著火強(qiáng)烈，燃燒所需過量空氣系數(shù)較小，過量的冷風(fēng)對火炬外圍冷卻影響也較小。

　　5結(jié)論1作為煤粉鍋爐點(diǎn)火噴嘴，由于結(jié)構(gòu)和運(yùn)行性能，尤其是對于穩(wěn)焰效果較差的燃燒器，選用機(jī)械霧化較為合理。2汽力霧化噴嘴霧化角對燃燒有較大影響，說明燃燒器氣力結(jié)構(gòu)應(yīng)與油霧結(jié)構(gòu)合理匹配。3點(diǎn)火燃燒器風(fēng)量與油量的匹配相當(dāng)重要，對于本試驗(yàn)，汽力霧化噴嘴的過量空氣系數(shù)！在1.5，1.6之間較為合適，過大或過小均會造成燃燒不完全；4盡管與汽力霧化相比，機(jī)械霧化噴嘴具有對過量空氣系數(shù)更大的適應(yīng)性，但當(dāng)風(fēng)量嚴(yán)重不足時(shí)，還是會產(chǎn)生大量不完全燃燒煙囪冒黑煙等問；5解決電廠煤粉鍋爐點(diǎn)火油耗高和煙囪冒黑煙的關(guān)鍵在于做好風(fēng)油匹配工作。