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　　电力百科第23期：W型火焰

　　一、概述

在当代高参数大容量燃煤锅炉中,较多的采取四角切圆燃烧方式但这种燃烧方式在燃烧劣质煤,特别是低挥发分的无烟煤时,存在着火不好、燃烧不稳固、运行易结渣低负荷下必须投油等题目。

为了更好地燃烧无烟煤锅炉厂商开辟出多种燃烧技能,此中W形火焰技能是实践证明比力乐成的燃烧技能并得到广泛应用。

在布局上W型火焰锅炉(见图1)和一样平常四角切圆燃烧方式锅炉的n型布局差别,它的燃烧室由2部分构成,上部是辐射炉室,下部为拱形的燃烧室,燃烧室的深度一样平常比辐射炉室大80%-120%,前面突出部分的顶部构成拱体,煤粉气流和二次风喷嘴装设在拱体上,下喷的煤粉气流担当炉膛辐射对流换热着火后向下伸展。

在燃烧室下部的前后墙上摆设有三次风喷口,重要增补煤粉燃尽所需的别的氛围量,同时将下冲的火焰气流冲折转向上,沿炉室中轴线上升,从而形成W型火焰辐射炉室的作用则是进一步完成煤粉的燃烧,并使燃烧产物通过与受热面之间的换热后降到设定的炉膛出口温度。

　　二、W型火焰锅炉燃烧机理及特点

W型火焰锅炉重要燃烧低挥发分煤种,因此锅炉的炉膛布局,燃烧器摆设、送风方式、粉风配比等因素都按照符合低挥发分煤的燃烧特点来计划。

1)w型火焰锅炉的燃烧器摆设在前、后墙的拱上,上部炉膛深度小,火焰流向与W型火焰锅炉平行,不旋转,炉膛出口烟气温度场与速率场较匀称,因此炉膛不易结焦,而且过热器与再热器的热毛病较小。而且通过前后墙二次风对撞增长炉内的扰动,既加强了炉内的肴杂,又降服了火焰刷墙等缺点。

2)煤粉着火后向下自由伸展,在距一次风口数米处才开始转弯向上活动,不易产生煤粉分离征象而且火焰行程较长,炉内布满度好,延伸了煤粉在炉内的停顿时间,符合无烟煤燃烧速率较慢的特点,有利于煤粉的燃尽。

3)切圆燃烧方式是四角互燃,因此着火稳固性与整个炉膛负荷有关,当负荷较低时,难以包管四角风粉匀称,以是轻易燃烧不稳固。W型火焰锅炉各燃烧器之间关联度相对较小。而且调治本领较多,如改变煤粉浓度、风温、卫燃带的数量与位置以及燃烧器自身的调治等。因此,W型火焰锅炉负荷调治范围较大。国内W型火焰锅炉较多采取旋流煤粉浓缩燃烧器,进步了一次风中的煤粉浓度,低落了一次风进人炉膛的风速,加强了煤粉气流卷吸高温烟气的本领,有利于煤粉着火。

4)在着火区,设盘算小的送风量,进步了火焰根部的温度,有利于低挥发分无烟煤的着火和稳固燃烧。一样平常一次风率较低,约为15%一20%。由于一次风本身的风量和风率无法得到充足的穿透深度,以是必须在拱部送入大量的二次风,利用二次风的引射,包管一次风具有较好的穿透深度。一样平常二次风率约为75%一85%。当配风不当时,会造成火焰短路,火焰直接进人辐射炉室,引腾飞灰含碳量较高,影响锅炉经济性。

5)采取分级燃烧方式,燃烧用的二次风可根据差别无烟煤着火后开始燃烧至燃尽的各个阶段的差别需求,沿火焰行程从炉膛前后墙渐渐加人差别风量,到达分级送风、低风速均衡燃烧和低NOx排放的目标。

6)为进步炉膛温度一样平常在炉膛拱区和下部炉膛附近嫩设了大面积的卫燃带,以加快着火。但同时增大告终渣的大概性。

7)排渣方式有液态排渣和固态排渣2种。履历表明:固态排渣煤粉锅炉能稳固燃烧6%一20%挥发分的无烟煤和贫煤,乃至能燃用4%挥发分的无烟煤,以是W型火焰锅炉一样平常采取固态排渣。而液态排渣由于存在NOx排放量高、水冷壁高温腐蚀较严峻、查验时间长等题目而采取较少。

8)锅炉布局比力复杂,炉拱的计划安装困难,燃烧器风粉管道摆设困难,团体体积大,钢耗量大,制造工作量大,周期长,造价高,调试复杂。

　　三、W型火焰炉炉内流场

对于W型火焰炉,比力抱负的炉内流场如图2,炉内气流布满度较好,气流不冲刷炉墙,但实际锅炉运行影响炉内流场的重要因素,除与燃烧器有关外,还与进风点的位置、方向、动量比及炉膛多少外形有关。

2.1进风点位置方向对流场及燃烧的影响

对于只有拱顶风,无前后墙侧风时,炉内流场极不对称,火焰外形不是W型,而是一个大旋涡。此时炉膛上部直段和炉膛出口的速率分布很不匀称,如许会增长过热器的热毛病,对锅炉安全运行倒霉。

别的,从燃烧角度思量,因无烟煤挥发分少,如将燃烧所需氛围量全部由拱顶送人炉膛,就肯定造成燃烧区的煤粉浓度低落,从而导致燃烧区挥发分浓度低落。这对火把的点燃和稳燃都是倒霉的。

此工况下,火焰显着冲刷冷灰斗,还大概造成冷灰斗结渣。当侧风仅占拱顶风的1/60时,炉内流场呈对称状态,出口速率也匀称了。这阐明前后墙侧风对稳固炉内流场起着非常紧张的作用。

若使前后墙侧风增长,使其与拱顶风相称时,结果也不好,此时火焰行程短,火焰短路上翘,倒霉于煤粉燃烧。

同时,由于火焰上翘,使燃烧区位置举高,因而有大概造成过热器超温或渣。是否可得到抱负的炉内流场,不但与各风量有关(动量),还与侧风进风点的位置和拱顶风的方向有关。

侧风进风点若从前后墙下半部分送风比沿整个前后墙送风火焰行程长,从而进步了炉膛的布满度,延伸了煤粉燃烧时间。

拱顶风与拱顶垂直时(O=90°),火焰行程较短,拱顶风铅直向下时火焰行程较长,这是由于拱顶风与拱顶垂直时,两股射流相遇后迁移转变向上比拱顶风铅直向下时要早。当其方向为O=64°~77°时炉内流场比力抱负。

2.2炉膛内多少尺寸对流场及燃烧的影响

炉膛的多少尺寸对流场的影响是很显着的。下部炉膛的多少尺寸及燃烧器的精确计划和摆设是包管W型火焰炉着火敏捷、燃烧稳固、不结渣的关键。下部炉膛的重要尺寸如图2,下部炉膛深度B;下部炉膛前后墙的高度H;敷设卫燃带尺寸及冷灰斗倾角a。

(1)下炉膛深度B不能太小,若B值小,一次风射流将会过早棍合,速率衰减也将加快,使火焰行程短,火焰短路上翘,倒霉于煤粉的燃烧和燃烬。

(2)当深度符合时,下炉膛前后墙的高度H也不能太小,当H小时,即拱顶距冷灰斗间隔短,故火焰不能在炉膛内自由伸展,也会过早地迁移转变上行。火焰行程短,影响燃烧还大概造成炉拱顶转弯角结渣及风嘴烧坏。

(3)卫燃带的敷设是为了进步燃烧区温度,有利于低挥发分无烟煤和劣质煤的着火和稳固燃烧但若敷设太多会使燃烧区内结渣。

参考文献：

陈天熙.国内W型火焰锅炉的探究[J].特种装备安全技能,2009,22(5):231-232.

陈晓珊,张卫会.W型火焰锅炉技能特点及应用远景分析[J].东北电力大学学报,1994(3):135-142.

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