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基于激光技术对燃烧器进行校正的试验研究
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炉窑相关设备展厅
喷煤机, 煤气发生炉, 节能装置, 点火器, 烧嘴, ...
一些采用切圆燃烧方式的电厂,使用燃烧器测试、调整方法存在不足,在工程上应用不便。文章提出煤粉燃烧新的切圆概念,采用自动激光丈量技术,结合燃烧器的实际结构,通过大镀锅炉检验的实践,总结出一套实用的燃烧器校正丈量技术,对锅炉燃烧器的安装、检验、调试、改造具有重要作用。

引言

目前,由于进炉煤质变化较大等原因,锅炉燃烧稳定性变差。一些锅炉多次发生灭火事故。通过对大量试验、运行数据资料进行调查分析后,发现煤粉锅炉除了存在煤质变化的情况外。还存在燃烧火焰成型不理想的题目,主要表现为:煤粉气流着火间隔不公道,炉膛温度不均匀,局部结焦、超温、磨损、高温腐蚀等。同时,由于气流紊乱,一些锅炉在运行中还存在掉粉的题目,影响了锅炉运行的安全性和经济性。

1燃烧器检查与分析

煤粉锅炉燃烧方式一般分为:切圆燃烧、对冲、W火焰。在实际运行时,发现一些锅炉的燃烧存在题目。如火焰偏斜、飞灰含碳量增加、高温腐蚀等,这主要由锅炉设计,制造质量,安装质量,煤质变化,运行方式。长期运行后喷口变形等题目造成。

由于锅炉燃烧对煤质特性的变化十分敏感,必须采取相应的强化燃烧措施,对原燃烧器结构进行精确的校正和适应性改造,甚至增加适量的卫燃带。同时,须对锅炉运行调整进行深化试验研究。进步锅炉对煤质的适应性,保证锅炉设备生产运行的安全性。

就锅炉关键设备燃烧器而言,需要严格按技术要求完成其设计、生产、安装和调试。但是,通过大量电厂锅炉燃烧器实际检查发现:

(1)同组燃烧器各喷口水平、垂直方向的角度与设计相比存在差异。

(2)对切圆燃烧锅炉假想切圆检查时,同组燃烧器的切圆都偏大或偏小。

(3)燃烧器存在明显的磨损现象,这可能是:燃烧器设计缺陷,喷口与导粉管存在偏斜。

(4)燃烧器存在明显的烧损现象,可能是煤质变化太大、风粉配比调节不公道,使煤粉着火间隔发生变化而导致燃烧器烧损。

2燃烧切圆现象研究

通常说的燃烧器切圆是指设计的假想切圆(几何切圆),但是,这个概念并不能对锅炉煤粉火焰的燃烧、成型进行完全描述。研究发现:对切圆燃烧方式的锅炉而言,存在以下几个切圆的关键概念:(1)燃烧器的几何切圆,由锅炉厂设计决定(依据煤质、炉型等);(2)燃烧器的动力切圆,由管道阻力、试验调整决定(锅炉处于冷态时进行处理);(3)燃烧器的化学燃烧切圆,由煤粉的热力、化学燃烧特性、试验调整决定(由煤粉浓度、风速、温度等决定,锅炉处于热态时进行处理)。假如这3个切圆重合,燃烧就会按设计的方式进行。但是,实际锅炉的燃烧状况并不是这样,3个切圆的中心和边沿有时甚至偏差很大,严重影响锅炉的燃烧工况,造成结焦、爆管、超温、高温腐蚀、飞灰可燃物高等题目。

燃烧器切圆题目是燃烧的基础题目,假如在冷态上不能将(几何、动力)切圆进行有效控制,在热态时,通过有限的燃烧调整不可能将化学燃烧切圆(热力)、火焰中心调整好。因此,电厂必须在冷态下调整燃烧器,保证燃烧器几何切圆正常,然后通过冷态试验、热态试验,将锅炉的燃烧状态调整到公道的状态。

3切圆的调整方法研究

经试验发现:从几何的角度而言。燃烧气流的轨迹对火焰的成形十分重要,关系到着火、燃烧、燃烬、排放、传热等过程。纯气流的轨迹与加进煤粉气流的轨迹动量存在差异,气流的射程和扩散变化较大。

3.1激光丈量和校准切圆

气流几何轨迹的丈量十分重要.本文采用激光仪代替原来的拉线方法对燃烧器进行校正。原来的拉线方法工作量大、误差大、工期长,现在电厂一般都不采用。采用激光丈量技术对气流的几何轨迹进行丈量,可以清楚地观察气流的轨迹,调整切圆。

激光仪原理:德国自动水平垂直光束激光器.可以在倾斜5。的平面进行自动平衡。超过50将发出声音报警,并封闭射出的激光束,通过垫平(50以内)对激光器底部进行处理,即可得到水平、垂直激光束,该仪器还可以分别选择射出水平和垂直激光束。丈量炉膛垂直中心线与燃烧器轴线方向射出的激光束垂直的间隔.即可得到切圆的半径。

采用先进的激光技术,通过对燃烧器切圆进行检查、计算,对假想切圆进行调整。实际上,一些锅炉由于原安装的切圆偏差较大,只能通过采用调整燃烧器导粉连接管的方法进行调整。

3.2炉膛垂直中心线的安装

炉膛垂直中心线的安装方法有以下2种:

(1)在炉膛高于燃烧器区域的同一平面内,在炉膛四角安装铁丝,在炉膛中心的交叉处系上带有重锤的细线.细线通过燃烧器区域。

(2)在炉膛高于燃烧器区域的同一平面内,在炉膛四壁的中心安装铁丝。在炉膛中心的交叉处系上带有重锤的细线,细线通过燃烧器区域。

由于炉膛可能存在变形,所以推荐第2种方法确定炉膛垂直中心线。同时,还可以用这2种方法丈量炉膛水平面中心位置,判定炉膛变形的程度。

3.3对单个喷口轴中心线的确定

由于燃烧器的喷口外形各异,以下分2种情况进行说明:

3.3.1喷口中心位置有隔板(图1)

可以采用平行线的原理丈量切圆直径。图2中虚线为喷口轴线,由于激光的射出位置不能与喷口轴线重合(遮挡),将射线相对中间隔板平移L(mm)。

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图1喷口中心位置有隔板

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图2 激光切圆丈量喷口平移

丈量炉膛垂直中心线与燃烧器轴线方向射出的激光束垂直的间隔,即偏移切圆半径,然后扣除偏移的L,即可得到喷口实际切圆半径。

3.3.2喷口中心空置(图3)

在燃烧器水平和垂直方向找出一个平面,对该平面沿燃烧器轴线方形进行平分,并标记出2个平分点。将激光发生器安置在燃烧器水平面上,打开激光,调整激光器方向,使激光器的垂直光束通过燃烧器水平面上的2个平分点。丈量炉膛垂直中心线与燃烧器轴线方向射出的激光束垂直的间隔,该间隔即为燃烧器假想切圆半径。

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图3 喷口中心空置

燃烧器的调整方法为:

(1)调整燃烧器导粉管(可调角度大,工作量大,需要解体燃烧器箱体来调整导粉管角度,效果好)。

(2)单独调整燃烧器喷口,来改变切圆(可调角度小,轻易造成喷口磨损,不能达到长期的使用效果)。

4 应用实践

采用激光丈量技术,对大量240,670,1025t/h锅炉燃烧器切圆进行调整,均取得满足的效果,锅炉燃烧的稳定性、经济性明显进步。

大量的实践经验表明:采用德国激光丈量技术和试验方法,对一、二、三次风燃烧器切圆按设计进行调整。以及一、二、三次风喷口校正等措施。可大大改善燃烧火焰的成型,强化燃烧、减小结焦、高温腐蚀、磨损、温度分布不均等现象的发生。

本文采用自动激光丈量技术.结合燃烧器的实际结构,通过大量锅炉检验的实践。总结一套实用、简单、可靠的燃烧器校正丈量技术。对锅炉燃烧器的安装、检验、调试、改造具有重要作用.对进一步的热态调试打下基础。锅炉燃烧器通过激光校正,能有效改善锅炉燃烧条件与火焰成型,减小锅炉局部结焦、高温腐蚀、磨损、熄火、超温、烟温偏差等题目出现的可能性。 (end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (10/12/2011)
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