煤粉鍋爐點火燃燒器風油匹配問題試驗研究

　鍋爐點火燃燒器冷態(tài)空氣動力場試驗基礎(chǔ)上，進行了汽力霧化噴嘴和機械霧化噴嘴實際點火試驗。結(jié)果明鍋爐冷態(tài)點火冒黑煙的根本原因在于燃燒器配風量嚴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簡單機械霧化重油槍油槍運行壓力3.0MPa.該爐在冷態(tài)點火期間投運2支油槍點火，0.5h對角切換。該爐在整個點火期間煙囪冒黑煙，環(huán)境污染嚴重。風油匹配試驗研究基本思路為對點火燃燒器在點火工況下進行冷態(tài)空氣動力場試驗；根據(jù)冷態(tài)空氣動力場試驗結(jié)果選定合適的熱態(tài)點火試驗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)點火期間往往存在油耗高和點火期間煙囪冒黑煙等問，這與點火燃燒器的結(jié)構(gòu)和運行特點密切相關(guān)。在結(jié)構(gòu)方面，油槍般置于配備穩(wěn)焰器的次風噴口中，但并非完全針對油的燃燒而設(shè)計，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。在運行方面，油槍出力往往過大，油量遠高于風量，造成大量不完全燃燒。點火初期次風溫度較低，隨著爐溫上升，次風溫不斷提高，燃燒器風速和風量不斷變化。這些因素均對點火燃燒器的良好風油匹配帶來很大困難，本試驗研究目的在于通過1臺220th煤粉鍋爐實際點火試驗，總結(jié)出現(xiàn)有點火條件下的風油匹配規(guī)律。

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

　　2點火燃燒器冷態(tài)空氣動力場試驗冷態(tài)空氣動力場試驗選定鍋爐點火工況時的風壓和風門開度作為試驗工況，對不同風壓和不同風門開度條件下的次風速度穩(wěn)焰器出口風速作為次風速回流區(qū)尺寸氣流擴散角等進行測試。

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

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

　　工況風溫風量油槍出力kch1由2可，在點火工況時，要保證風量與油量熱態(tài)試驗而定。

　　3汽力霧化噴嘴點火試驗3.1試驗噴嘴結(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油配比時的燃燒規(guī)律，選定內(nèi)混式汽力霧化噴嘴作為試驗噴嘴，其結(jié)構(gòu)2，噴嘴冷態(tài)試驗結(jié)果明，噴嘴出口小孔交角在定范圍內(nèi)調(diào)整對霧化細度和流量特性影響不大，因此點火試驗時可更換具有不同霧化角的噴嘴進行試驗。

　　化細度在75！以下。

　　3.2不同噴嘴霧化角情況下點火試驗在運行參數(shù)基本相同條件下，在1號角進行不同霧化角噴嘴的點火對比試驗，對比試驗運行參數(shù)風壓1000.；風溫576；油溫1001；總風門開度202；小風門開度302；汽壓1.03.；油壓1.0 3.。對比試驗結(jié)果60.時點火極困難；65.時點火困難；70.時適中；75.時霧化角偏大；80.時穿透風層。點火試驗明，采用汽力霧化噴嘴后，點火普遍較機械霧化困難，有時會出現(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，油霧將穿透風層。

　　3.3不同噴嘴出力和風量情況下點火試驗為研究點火工況下油量與風量的關(guān)系，選定霧化角為70.的噴嘴，調(diào)整風量和噴嘴運行參數(shù)，進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是各試驗工況的運行數(shù)據(jù)，試驗時風溫基本在43601之間。在整個試驗過程中，爐內(nèi)沒有出中國電力工況風壓總風門開度小風門開度汽壓油壓MPa壓力MPa霧化角細度m驗油粘度為320123時的霧化試驗數(shù)據(jù)。

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

　　工況5時，火焰明亮，尾部基本沒有火星，達到最佳燃燒工況。說明在本工況下風量與油量配比較為合理，此時過量空氣系數(shù)在1.51.6之間按有組織配風計算。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)上進步增加風量，此時火焰外圍變暗，尾部火星增加。說明過量的冷風對火焰有冷卻作用，不利于燃油的燃盡。

　　工況7和工況8是在工況5的基礎(chǔ)上進步增加油量，此時整個爐內(nèi)變暗，出現(xiàn)大量火星，這說明油量過大，將使爐內(nèi)燃燒惡化，煙囪冒黑煙。

　　4簡單機械霧化噴嘴點火試驗4.1試驗噴嘴結(jié)構(gòu)及性能工況風壓Pa總風門開度小風門開度油壓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，而且油量和風量變化對燃燒影響不大。

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

　　5結(jié)論1作為煤粉鍋爐點火噴嘴，由于結(jié)構(gòu)和運行性能，尤其是對于穩(wěn)焰效果較差的燃燒器，選用機械霧化較為合理。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點火燃燒器風量與油量的匹配相當重要，對于本試驗，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，機械霧化噴嘴具有對過量空氣系數(shù)更大的適應(yīng)性，但當風量嚴重不足時，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火油耗高和煙囪冒黑煙的關(guān)鍵在于做好風油匹配工作。