基于四角切圆燃烧锅炉切圆对燃烧的影响

张峰

摘 要：对于四角切圆燃烧的锅炉，切圆的大小直接影响整个锅炉的流场、动力场及燃烧状况。切圆的大小影响到锅炉的结焦、锅炉的高温硫腐蚀、锅炉的蒸汽参数等重要参数。本文将结合330MW锅炉切圆的测量、调整及对锅炉的影响等方面对锅炉切圆进行详细的介绍。

关键词：假想切圆；动力场；流场；高温硫腐蚀；再热蒸汽温度

1 锅炉的假想切圆

在四角切圆锅炉中，主燃烧器区域的一次风喷口、二次喷口和两侧水冷壁都有一个固定的夹角。相对角的中心线就会在炉膛中心形成一条距有一定距离的平行线，固锅炉四个角的中心线就会在炉膛中心形成一个或者两个假想的圆形，我们定义这个圆就是锅炉的燃烧器的假想切圆。

2 假想切圆的测量（一次风喷口、二次风喷口找正）

对于新安装锅炉及大修前后的锅炉都会对一次风及二次风喷口进行找正，找正的含义就是依据锅炉厂给予假想切圆的尺寸，对一、二次风喷口进行定位。一、二次风喷口的定位调整是保证整个锅炉的动力场、流场及燃烧稳定的基础。一、二次风喷口的调整找正是锅炉燃烧最基础而且最重要的工作。下面介绍一下一、二次风喷口找正的方法。

2.1 找到炉膛截面的中心点

找到炉膛左右墙及前后墙中心线位置（四面墙要在同一标高上面），并在其位置上焊上一个圆环，以便进行栓绳工作。施工完成后分别在前后墙和左右墙上各栓住一根细绳。两根绳子的交叉点即为锅炉炉膛的中心点，也是假想切圆的圆心。在交叉点上栓住一根绳，别一端栓住一重坠，高度为贯穿整个燃烧器，以便对每层燃烧器进行找正。

2.2 对一、二次风喷口进行找正

找正的基本原理：两点确定一条直线。因一、二次风喷口均为规则的正方形或长方形，在喷口上表面，找到喷口的中心线（必须确定两个点），经过这两个点，利用细绳经过这两个点向对角进行定位，定位完成后测量炉膛中心点的垂线与喷口延长线的距离，此距离即為假想切圆的半径，通过对一、二次风喷口本体的调整来保证假想切圆的半径。对于矩形炉膛，两个对角的假想切圆的直径是不一样大的。依次类推，分别对每一个一次风喷口及二次喷口进行找正。根据经验：实际切圆直径的大小要和设计值误差小于5mm。一、二次风喷口找正工作是稳烧稳定的最基础的工作。

3 锅炉冷态动力场

冷态动力场试验是保证锅炉燃烧稳定的最根本保证。一般情况下，锅炉冷态动力场主要包括以下向个方面的内容：

①一次风速调平；②二次风门特性曲线；③燃烧器区域流场的测试。

3.1 一次风调平

一次风调平分两个部分，一部分是每个一次风喷口的风速调平，另一部分为一个喷口的风速调平。主要工具为压差式风速仪。在每一台磨分离器出口的一次风管上都安装一个可调缩孔，其作用通过对其调整来调整每一个风管的风速。因每个风管从分离器出口至锅炉入口期间的阻力不一样，所以需要对每一个风管进行风速调整。每台锅炉都会根据设计煤种对一次风速进行设计，单位使用m/s。其调整有两个含义：其一，调整每一个风管的风速达到设计值。其二，将每个风管的风速差控制在5%以内。从而达到调平的目的。调整前，检修人员必须对每一个可调缩孔进行检修，保证每个可调缩孔没有卡涩现象，保证每个可调缩孔都能达到全开、全关位置。上述条件满足时，记录每个可调缩孔从全关到全关的数据特性，即：从全开到全关或者全关到全开丝杠旋转多少圈。这样以便在动力场试验时精确调整风速。冷态动力场试验前将可调缩孔全部调至全开位置。试验前核实锅炉侧所有风门档板的开关位置，并做好记录。上述工作达到所需要的条件后，开始进行冷态动力场工作。开启一次风机、送风机、引风机并将其出力调至最大。对炉膛内的一次风喷口进行一次风风速测量。由于现在一次风喷口钝体的使用，每个一次风喷口都被分成四个小的喷口，测量时，分别测量四个小风口的四个角的风速，确定每个小喷口的平均风速，依次类推确定每一个一次风喷口的风速。使用此种方法为测量出每个一次风喷口的风速，通过对可调缩孔的调整使其误差在20%以内。利用此方法，依次测量二次风风速，并测量确定二次风档板特性。总体要求：风速越接近设计值越好，各喷口间的风速误差越小越好。

3.2 流场的测试

流场即为一、二次风速在炉膛内的运动轨迹。由于假想的存在，每个角的一次风互相作用，从而形成按一定转向的旋转动力的流场。在燃烧器区域形成一个燃烧稳定的区域。一般测试方法有飘带法和放烟花法。观察飘带和烟花在炉膛内的走向，以确定流场的形态。流场的最终形态为：飘带或烟花稳定的按一定的螺旋状态上升。

3.3 无风区及贴壁风的测量

当时一、二次风在炉膛内流动时，会在炉膛内形成贴壁风及无风区。贴壁风是水冷壁管上的一次风速，无风区是空气旋转流场产生时，会在旋转中心产生一定范围的无风区，而无风区的中心则是炉膛假想切圆的圆心位置。在进行冷态动力场试验时必须对无风区及贴壁风进行测量，以保证燃烧稳定性和锅炉结焦及水冷壁硫腐蚀等问题。当锅炉切圆变大时，相应无风区就会变大，煤粉在燃烧时，产生的火焰直径就会变大，相应燃烧稳定性就差，一次风强度就会向水冷壁则靠近，造成贴壁风速较高。

4 结论

切圆锅炉的切圆在锅炉的运行过程中起着非常重要的作用。切圆的大小直接影响锅炉的稳定运行及锅炉的各项经济指标，故在锅炉进行安装及检修时，要对假想切圆进行详细的测量及调整，保证锅炉的假想切圆在设计范围内。锅炉切圆是锅炉稳定性及经济性的保证。