煤粉锅炉点火燃烧器风油匹配问题试验研究

煤粉锅炉点火燃烧器风油匹配问题试验研究

　锅炉点火燃烧器冷态空气动力场试验基础上，进行了汽力雾化喷嘴和机械雾化喷嘴实际点火试验。结果明锅炉冷态点火冒黑烟的根本原因在于燃烧器配风量严重不足及燃烧器空气动力结构与油雾炬结构不匹配；对于稳燃效果较差的燃烧器，采用机械雾化喷嘴可获得比汽力雾化喷嘴更为稳定可靠的稳燃性能。

　　口布置了弯曲叶片稳焰器，中间布置出力为1.2th简单机械雾化重油枪油枪运行压力3.0MPa.该炉在冷态点火期间投运2支油枪点火，0.5h对角切换。该炉在整个点火期间烟囱冒黑烟，环境污染严重。风油匹配试验研究基本思路为对点火燃烧器在点火工况下进行冷态空气动力场试验；根据冷态空气动力场试验结果选定合适的热态点火试验喷嘴主要考虑喷嘴雾化形式出力雾化角等在不电厂煤粉锅炉在冷态点火期间往往存在油耗高和点火期间烟囱冒黑烟等问，这与点火燃烧器的结构和运行特点密切相关。在结构方面，油枪般置于配备稳焰器的次风喷口中，但并非完全针对油的燃烧而设计，方面常用的矩形喷口同油雾炬结构不匹配；另方面，为保证次风的刚性，稳焰器尺寸较小，有的甚至没有稳焰器，回流区短小，稳焰效果差。在运行方面，油枪出力往往过大，油量远高于风量，造成大量不完全燃烧。点火初期次风温度较低，随着炉温上升，次风温不断提高，燃烧器风速和风量不断变化。这些因素均对点火燃烧器的良好风油匹配带来很大困难，本试验研究目的在于通过1台220th煤粉锅炉实际点火试验，总结出现有点火条件下的风油匹配规律。

　　1点火燃烧器简况及试验研究思路第34卷煤粉锅炉点火燃烧器风油匹配问试验研究2001年第期同喷嘴雾化形式雾化角和出力情况下分别进行点火试验；最后找出最佳喷嘴参数，总结风油匹配规律。

　　2点火燃烧器冷态空气动力场试验冷态空气动力场试验选定锅炉点火工况时的风压和风门开度作为试验工况，对不同风压和不同风门开度条件下的次风速度稳焰器出口风速作为次风速回流区尺寸气流扩散角等进行测试。

　　工况总风压总风门开度小风门开度回流区长宽次风速次风速注回流区形状为细长型，中尺寸为最大长度和宽度。

　　根据1数据，可计算出点火工况时燃烧器风量及所对应的理论油枪出力及过量空气系数分别为121.5时的油枪出力。计算结果2.

　　工况风温风量油枪出力kch1由2可，在点火工况时，要保证风量与油量热态试验而定。

　　3汽力雾化喷嘴点火试验3.1试验喷嘴结构及性能为便于研究喷嘴雾化角与气流结构不同匹配对燃烧的影响及不同风油配比时的燃烧规律，选定内混式汽力雾化喷嘴作为试验喷嘴，其结构2，喷嘴冷态试验结果明，喷嘴出口小孔交角在定范围内调整对雾化细度和流量特性影响不大，因此点火试验时可更换具有不同雾化角的喷嘴进行试验。

　　化细度在75！以下。

　　3.2不同喷嘴雾化角情况下点火试验在运行参数基本相同条件下，在1号角进行不同雾化角喷嘴的点火对比试验，对比试验运行参数风压1000.；风温576；油温1001；总风门开度202；小风门开度302；汽压1.03.；油压1.0 3.。对比试验结果60.时点火极困难；65.时点火困难；70.时适中；75.时雾化角偏大；80.时穿透风层。点火试验明，采用汽力雾化喷嘴后，点火普遍较机械雾化困难，有时会出现熄火现象。说明燃烧器回流区尺寸偏小，汽力雾化雾炬出口速度高，导致燃烧器稳焰能力下降。对于本燃烧器气流结构，喷嘴雾化角为70.较为合理。雾化角偏小，火焰稳定能力差；雾化角偏大，油雾将穿透风层。

　　3.3不同喷嘴出力和风量情况下点火试验为研究点火工况下油量与风量的关系，选定雾化角为70.的喷嘴，调整风量和喷嘴运行参数，进行燃烧器出口附近着火情况和火焰尾部燃尽情况观察对比。3是各试验工况的运行数据，试验时风温基本在43601之间。在整个试验过程中，炉内没有出中国电力工况风压总风门开度小风门开度汽压油压MPa压力MPa雾化角细度m验油粘度为320123时的雾化试验数据。

　　4.2不同喷嘴出力和风量情况下点火试验由于试验条件限制，仅进行不同喷嘴出力和配风量情况下的点火试验，5是试验参数及燃烧现象。工况15是在油枪出力根据冷态试验流量曲线，其出力在350左右不变情况下逐渐增大风量进行的，随着风量增加，火焰逐渐变得粗短，尾部火星现象减少。说明此时风量增加有利于燃油燃尽。

　　工况5时，火焰明亮，尾部基本没有火星，达到最佳燃烧工况。说明在本工况下风量与油量配比较为合理，此时过量空气系数在1.51.6之间按有组织配风计算。由于燃烧器气流截面结构为矩形，而油雾炬截面结构为圆形，因此过量空气系数较大。

　　工况6是在工况5的基础上进步增加风量，此时火焰外围变暗，尾部火星增加。说明过量的冷风对火焰有冷却作用，不利于燃油的燃尽。

　　工况7和工况8是在工况5的基础上进步增加油量，此时整个炉内变暗，出现大量火星，这说明油量过大，将使炉内燃烧恶化，烟囱冒黑烟。

　　4简单机械雾化喷嘴点火试验4.1试验喷嘴结构及性能工况风压Pa总风门开度小风门开度油压MPa燃烧现象黑烟及火星少量火星极少火星少量火星在本试验中，除工况1外，火焰明亮，刚直有力，着火稳定，而且油量和风量变化对燃烧影响不大。

　　说明机械雾化喷嘴对本点火燃烧器具有较好的适应性，燃烧器出口附近着火强烈，燃烧所需过量空气系数较小，过量的冷风对火炬外围冷却影响也较小。

　　5结论1作为煤粉锅炉点火喷嘴，由于结构和运行性能，尤其是对于稳焰效果较差的燃烧器，选用机械雾化较为合理。2汽力雾化喷嘴雾化角对燃烧有较大影响，说明燃烧器气力结构应与油雾结构合理匹配。3点火燃烧器风量与油量的匹配相当重要，对于本试验，汽力雾化喷嘴的过量空气系数！在1.5，1.6之间较为合适，过大或过小均会造成燃烧不完全；4尽管与汽力雾化相比，机械雾化喷嘴具有对过量空气系数更大的适应性，但当风量严重不足时，还是会产生大量不完全燃烧烟囱冒黑烟等问；5解决电厂煤粉锅炉点火油耗高和烟囱冒黑烟的关键在于做好风油匹配工作。