二次风配风方式对锅炉燃烧优化的影响
670t／h褐煤锅炉燃烧调整试验分析及优化运行
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一１ ７ １—
工 业 技 术
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６０ ｈ褐煤锅炉燃烧调整试验分析及优化运行 ７ｔ ／
刘 也 ．
（ 大庆 油 田 电力 集 团 油 田热 电厂 发 电分 厂 ， 黑龙 江 大庆 １３ １ ） ６ ３４
摘 要 ： 对 大庆 油 田热 电厂 ＃ 针 ２锅 炉运行 中锅 炉排 烟 温度 ， 渣 、 灰含碳 量 偏 高 ， 而导 致锅 炉效 率有所 下 降。为 了提 高锅炉 运行 灰 飞 从 经 济性 ， 到影 响锅 炉效 率 的主要 因素 ， 求合 理 的运 行 方式 ， ＃ 找 寻 对 ２炉的锅 炉排 烟 温度 、 炉排 烟 氧量 进行 了标 定 ， 锅 对灰 渣 成分进 行 测 试 ， 时进行 制 粉 系统 优化 调 整 、 同 煤粉 细度 调 整 、 煤 机 出口温度 调 节 、 次风挡 板 优 化调 整 、 炉 变氧 量 等单 因素 的优 化 调 整及 磨 二 锅 测 量 ， 析 五种 因素 下对锅 炉效 率的影 响 ， 分 并给 出了在锅 炉额 定 工况 下的优 化运 行 方式 。 关 键词 ： 燃烧 调整 ； 炉 热效 率 ； 锅 优化 运行 方 式
燃烧器各种配风作用
一次风：一次风是用来输送加热煤粉，使煤粉通过一次风管送入炉膛，并能供给煤粉中的挥发分着火燃烧所需的氧气，采用热风送粉的一次风，同时还具有对煤粉预热的作用。
它的作用除了维持一定的气粉混合物浓度以便于输送外，还要为燃料在燃烧初期提供足够的氧气。
一次风有冷一次风与热一次风之分。
热一次风用于保证煤粉进入锅炉时即有一定的温度，提高能量利用率。
冷一次风用于调节热一次风温，以保证热交换率效果达到最大。
一次风携带的煤粉进入炉膛后通过二次风提供氧气燃烧。
二次风：二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气，进入炉膛后才逐渐和一次风相混合。
二次风为碳的燃烧提供氧气，并能加强气流的扰动，促进高温烟气的回流，促进可燃物与氧气的混合，为完全燃烧提供条件。
二次风的风量在一次风、三次风中最大，在总风量中占有相当大的比例。
三次风：三次风是制粉系统排出的干燥风，俗称乏气，它作为输送煤粉的介质，送粉时叫一次风，只有在以单独喷口送入炉膛时时叫做三次风。
三次风含有少时煤粉，风速高，对煤粉燃烧过程有强烈的混合作用，并补充燃尽阶段所需要的氧气，由于其风温低、含水蒸汽多，有降低炉膛温度的影响。
中心风：中心风的作用是增加一次风的刚性，防止煤粉离析和散射,并补充空气量，减少碳未完全燃烧损失。
中心风是四通道燃烧器与三通道燃烧器的根本区别所在，中心风的作用：1、冷却燃烧器端部，保护喷头。
2、在燃烧器端部形成碗状效应（气流内循环），使火焰更加稳定。
3、降低端部火焰温度，减少NOX有害气体的形成。
辅助风：辅助风控制系统以二次风风箱压力的差压为被调量，风箱/炉膛压差的定值取为负荷的函数。
辅助风控制系统为一单冲量多输出控制系统，控制系统输出同时控制各层的辅助风挡板。
在运行时各层磨煤机的负荷可能各不相同，需要不同的配风，因此每层辅助风门都设有一个操作员偏置站。
当油枪程控点火时，相应的的辅助风门自动到“油枪点火”位置。
燃料风（周界风）：燃料风（周界风）控制系统为比值控制系统，燃料风风门的开度由相应的给煤机转速决定，燃料风风门的为其相应的给煤机转速的函数。
330 MW锅炉一、二次风配比分析及引风机运行优化
330 MW锅炉一、二次风配比分析及引风机运行优化摘要：定量分析330 MW亚临界火力发电机组锅炉一、二次风的配比以及冷、热一次风配比，优化引风机运行，提高锅炉燃烧效率和设备运行可靠性。
结果表明一次风和二次风的体积流量均随负荷增加而单调增大，但二次风体积流量随负荷的增加速率比一次风体积流量更大。
低负荷下，一次风占总风量的体积百分比相比设计值偏大17%，一次风量偏大，二次风不能有效包裹一次风，一、二次风配比失调。
冷一次风主要用于磨煤机密封风，主要跟磨煤机的启停有关，随负荷变化不明显。
热一次风流量和热一次风流量占一次风总风量体积百分比均随负荷增加而单调增大。
引风机运行优化措施包括降低引风机动叶动作频率、减少控制油压波动和制定低负荷时单台引风机运行措施。
关键词：燃煤火力发电机组；一次风率；二次风体积流量；一、二次风配比；引风机运行优化1引言随燃煤火力发电机组设备老化，燃料品种不断更换，锅炉一、二次风配比，冷、热一次风配比往往偏离理想工况，降低了锅炉热效率[1-3]。
引风机在长时间频繁受到不均匀轴向冲击的情况下，动叶调节的滑块经常出现磨损老化和疲劳裂纹，引风机振动增大，降低了引风机使用寿命，导致锅炉燃烧系统和风烟匹配调节的难度增大[2-4]。
因此有必要分析锅炉一、二次风配比规律，优化引风机运行，提高引风机的运行稳定性和锅炉燃烧热效率。
本研究拟定量分析330 MW亚临界火力发电机组锅炉一、二次风的配比以及冷、热一次风配比，优化引风机运行，提高锅炉燃烧效率和设备运行可靠性。
本文的分析有助于了解锅炉燃烧系统的配风规律和最佳配风，优化引风机运行，保证机组安全经济运行。
2一、二次风配比以某电厂330 MW亚临界、一次再热和直接空冷的燃煤火力发电机组为例，进行分析。
运行数据取自7月1~3日三天，数据间隔为15分钟，机组负荷为167~329 MW，平均负荷253.3 MW，平均负荷率为76.76%。
图1示出一次风和二次风的体积流量均随负荷增加而单调增大。
一二次风对燃烧的影响
一、二次风对燃烧的影响一、二次风率、风速及风温在锅炉燃烧设备和煤质一定的条件下，一次风与二次风的调节就成为决定着火和燃尽过程的关键。
一次风与二次风的工作参数用风量、风速和风温来表示。
〔1〕一次风量〔率〕一次风量主要取决于煤质条件。
当锅炉燃用的煤质确定时，一次风量对煤粉气流着火速度和着火稳定性的影响是主要的。
一次风量愈大，煤粉气流加热至着火所需的热量就越多，即着炽热愈多。
这时，着火速度就愈慢，因而，距离燃烧器出口的着火位置延长，使火焰在炉内的总行程缩短，即燃料在炉内的有效燃烧时间减少，导致燃烧不完全。
显然，这时炉膛出口烟温也会升高，不但可能使炉膛出口的受热面结渣，还会引起过热器或再热器超温等一系列问题，严重影响锅炉安全经济运行。
对于不同的燃料，由于它们的着火特性的差异较大，所需的一次风量也就不同。
应在保证煤粉管道不沉积煤粉的前提下，尽可能减小一次风量。
对一次风量的要求是，满足煤粉中挥发分着火燃烧所需的氧量，满足输送煤粉的需要。
如果同时满足这两个条件有矛盾，则应首先考虑输送煤粉的需要。
例如，对于贫煤和无烟煤，因挥发分含量很低，如按挥发分含量来决定一次风量，则不能满足输送煤粉的要求，为了保证输送煤粉，必须增大一次风量。
但因此却增加了着火的困难，这又要求加强快速与稳定着火的措施，即提高一次风温度，或采用其它稳燃措施。
一次风量通常用一次风量占总风量的比值表示，称为一次风率。
一次风率的推荐值列于下表：煤种无烟煤贫煤烟煤烟煤褐煤Ｖdaf 20%～30% ＞30% 乏气送粉20～25% 25～30% 25～35% 20～45% 热风送粉15～20% 20～25% 20～25% 25～40% 40～45% 〔2〕一次风速在燃烧器结构和燃用煤种一定时，确定了一次风量就等于确定了一次风速。
一次风速不但决定着火燃烧的稳定性，而且还影响着一次风气流的刚度。
一次风速过高，会推迟着火，引起燃烧不稳定，甚至灭火。
任何一种燃料着火后，当氧浓度和温度一定时，具有一定的火焰传播速度。
浅谈锅炉运行燃烧优化调整技术
浅谈锅炉运行燃烧优化调整技术摘要：火力发电作为国内最稳定的电力输出，对我国经济建设起着相当关键的作用。
火电厂最主要的发电设备当属锅炉，只有对发电厂锅炉运行进行良好控制，才能更好地保证发电机组在电网中利于不败之地。
现结合某公司相关锅炉机组运行状况，对燃烧调整优化内容进行分析，给出相应调整建议，针对当前锅炉脱硝系统投入问题进一步研究探讨，探讨锅炉运行更加稳定、安全、环保的运行方式方法。
关键词：锅炉运行；调节问题；发电厂引言锅炉燃烧调整是锅炉运行中最基本、最频繁的一项调整，锅炉运行工况随外界工况变化要随时进行调整，因此燃烧稳定意味着锅炉运行稳定、机组运行稳定。
随着电力行业体制的不断改革，国家节能减排法律法规的不断完善，优化锅炉燃烧，保证锅炉安全经济运行，优化脱硝系统运行，保证NOx的合理排放，处理好脱硝与空预器堵灰问题的关系成为锅炉燃烧调整的重要课题。
及时对锅炉内部各种参数进行调整，从而使锅炉适应外界变化，并且保持在一个较为稳定的水平上，才能够保证稳定的电力输出。
一、锅炉燃烧系统运行优化调整目的燃烧调整的主要目的是使锅炉参数达到额定值，满足机组负荷要求。
保持稳定和正常的汽温汽压。
均衡给煤、给水，维持正常的水煤比。
保持良好的燃烧，减少热损失，提高锅炉效率。
及时调整锅炉运行工况，使机组在安全、经济的最佳工况下运行。
而为了使燃烧调整更具经济性、安全性、环保达标，燃烧调整优化成为必然。
1.经济性：锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水。
锅炉设计建造完毕以后，形式已固定，在能量转换过程中，如果我们能够通过外力控制好能量转换的全过程，减少能量损失，也就提高了能量的利用率，也就是通过燃烧调整减少不完全燃烧损失，在设备允许范围内提高适当提高锅炉初参数，从而提高锅炉热效率；锅炉效率提高了，减少了燃料成本的投入，经济效益也就提高了。
锅炉燃烧的好坏直接影响锅炉运行的经济性，燃烧过程的经济性要求合理的风、粉配合，一、二次风配比，还要保证适当高的炉膛温度。
锅炉燃烧火焰中心调整
锅炉燃烧火焰中心调整锅炉燃烧火焰中心调整是锅炉燃烧调整重要一项，一般而言火焰中心在炉膛中的正确位置，一般应在燃烧器平均高度所在平面的几何中心处，火焰中心位置太低时，可能引起冷灰斗处结渣；火焰中心位置太高，使炉膛出口烟温升高，导致炉膛出口对流受热面结焦及过热器壁温升高；火焰中心在炉膛内偏向某一侧时，会引起锅炉受热面换热不均匀及该侧炉墙的冲刷和结焦。
火焰中心位置的变动，对锅炉传热及锅炉安全工作均有影响。
一、影响锅炉燃烧火焰中心偏心因素分析1、煤种煤质变影响由于原煤受市场因素影响使得煤价上涨，使得机组燃用煤种存在较大的变化。
不同的煤质，原煤的含碳量、挥发分、水分、灰分等因素不同，使得煤粉进入炉膛后完全燃烧的时间不同，尤其是原煤含碳量、挥发分两个因素，含碳量越大，煤粉完全燃烧滞后，火焰中心上升，挥发分越大，煤粉越容易燃烧，火焰中心下降。
2、一次风速与风温影响机组运行中，一次风速越大，使得火焰中心升高。
一次风温温度低，使得一次风对煤粉干燥、加热的能力变若，火焰中心升高。
3、二次风配风不合理燃烧器。
二次风分为下层主燃烧区我厂锅炉燃烧器采用复合空气分级低NOx和上层燃尽风区，上下燃尽风区配风量影响着火焰中心的高度和火焰偏斜情况，上部燃尽风量配比较正常偏大时炉膛火焰中心升高，炉膛主燃烧区起旋风量和上部燃尽区消旋风量及炉膛与二次风箱差压均影响着炉膛火焰中心的偏斜情况。
4、总风量过大锅炉燃烧总风量过大，使得锅炉炉膛燃烧风量增大，使得火焰中心升高。
5、炉底漏风炉底漏风，使得锅炉炉膛燃烧实际总风增大，火焰中心升高。
6、锅炉燃烧器摆角调整不当，使得锅炉燃烧火焰中心抬高或降低。
二、控制措施与对策1、优化配煤。
针对不同煤源煤种，根据煤种的含碳量、挥发分、水分、灰分的煤种进行合理配煤掺烧，以稳定的加权平均值进入炉膛燃烧。
运行人员加强煤种煤质参数监视，控制不同煤种的二次风配风量。
2、控制合理的煤粉细度。
我们知道其他情况不变的情况下，煤粉越细，煤粉越容易燃烧，炉膛火焰中心相对降低；煤粉越粗，煤粉燃烧滞后，炉膛火焰中心相对升高。
二次风配风方式对锅炉燃烧优化的影响
二次风配风方式对锅炉燃烧优化的影响李石湘(湖南湘潭电厂,湖南湘潭411102)摘 要 结合工作实际,分析了锅炉燃烧工况存在的问题,指出锅炉运行调整中二次风调整的重要性及需要注意的问题,得出了对运行调整具有指导意义的结论。
关键词 锅炉 燃烧调整 二次风 配风方式0 前 言 湘潭电厂1,2号机组锅炉型号为H G1025 18.22540 5402WM10,其燃烧器是在引进CE技术的基础上进行改进设计的,在燃用无烟煤及劣质贫煤上有其独到之处,经近几年的运行经验表明,其着火稳定性、低负荷稳燃、飞灰的燃尽度等性能均表现突出,是燃烧性能比较好的锅炉产品。
但是,现场经验表明,锅炉在运行中,冷灰斗的掉粉对锅炉的配风十分敏感,也就是说:锅炉的配风变化对炉膛中的托粉作用有很大的影响。
特别在低负荷情况下,这种影响更加突出,如不注意,则对机组的煤耗率影响很大,由于一般锅炉的炉渣损失未纳入小指标体系作动态考核,故这种影响往往还不易察觉。
为此,该厂对燃烧器的运行特性进行了分析调整,调整前后机组的供电煤耗率至少下降了3g k W·h以上,取得了明显的效益。
1 调整前的运行情况 图1为调整前锅炉低负荷运行的典型配风图,其长度是表示该风门的开度百分数。
综合分析其特点是:锅炉二次风箱风压过低;二次风小风门开度小,总二次风量过小;二次风速低,刚性差;而周界风、A,B层的腰部风开度未控制。
使得燃烧器配风不合理。
同时,锅炉的一次风量相对较大,锅炉负荷从高降到低,一次风压不变,完全由二次风变化来调节锅炉出口氧量。
图1 调整前锅炉运行配风方式1.1 炉的风量配置不理想,一次风率严重偏大:按风机的性能曲线分析,在300MW负荷下,炉的一次风率约为38%,远大于设计值。
特别是在低负荷下,习惯的操作办法是不减一次风量,而主要减小送风机的风量,即减小送风机动叶开度,同时还关小各二次风小风门,使得送入炉膛的二次风既无刚度,又无足够的风量(例如在180～200MW负荷时习惯上是维持送风机出口风压1kPa左右,二次风箱风压力200～400Pa,这时二次风的实际风速过低,明显地不利于燃烧的稳定)。
调整锅炉燃烧降低飞灰和灰渣可燃物
调整锅炉燃烧降低飞灰和灰渣可燃物摘要本文通过对锅炉炉膛燃烧过程的观察，对一、二、三次风风速及一、二次风风率配比、煤粉细度、煤种变化等影响因素进行了详细分析，并提出了降低锅炉飞灰可燃物、灰渣可燃物超标问题的措施及方法，提高了锅炉效率，从而保证机组安全、稳定、经济运行。
关键词燃烧；一、二次风；煤粉细度；煤种变化；飞灰、灰渣可燃物1 概述林西热电公司4#炉是台130t/h中温中压煤粉锅炉，锅炉为Ⅱ型布置的自然循环锅炉，制粉系统采用钢球磨煤机中间储仓式热风送粉系统，四角切圆燃烧，直流燃烧器。
近段时间4#锅炉运行暴露出一些问题，燃烧不稳、负荷变化大，飞灰、灰渣可燃物含量偏高，平均值分别在6.84%和8.76%，低负荷稳燃能力差，使锅炉燃烧效率下降，发电煤耗上升，严重影响了锅炉的安全经济运行，也给设备安全、人身安全带来了许多隐患。
2 原因分析及对策2.1 锅炉使用煤种与设计煤种的偏差原锅炉设计煤种为林西矿洗混煤，但因情况变化，现在为范矿洗煤、吕中矿煤、钱营矿煤，有时还掺烧洗矸对锅炉经济燃烧影响极大，为此对来煤情况进行了调查（参见表1）。
根据表1煤燃烧煤种与设计煤种相差很大，使锅炉燃烧强度下降，煤粉燃烧不完全，是造成锅炉燃烧不稳及飞灰、灰渣可燃物含量高的重要原因之一。
2.2 煤粉过粗原设计煤粉细度R90=18%，锅炉对煤粉细度要求较高，由于运行人员责任心不强、粗粉分离器挡板开度不当，造成煤粉过粗且不均匀。
由于煤粉过粗使锅炉燃烧不完全，导致飞灰、灰渣可燃物含量较高。
2.3 燃烧调整运行调整是燃烧好坏的重要因素，要组织起良好的燃烧工况，必须控制好风量及一、二次风率的配比，但在运行中经常出现：高负荷时，氧量控制过小，低负荷时，氧量控制过大对燃烧的稳定性有较大影响，这也是造成飞灰、灰渣可燃物含量高的一个重要原因。
3 改进措施3.1 煤粉细度的调整结合锅炉大修，对制粉系统进行彻底修整，为解决煤粉粗的问题：1）重新调整粗粉分离器挡板开度，这是降低煤粉细度的主要环节，根据制粉量及分离器的特性，确定最佳挡板开度为50℃；2）控制制粉风量，因为煤粉粗的主要原因是制粉风量偏大，经过多次试验，在保证制粉系统出力和正常运行情况下，排粉风机风门开度由100%下调到75%，再循环风门开度为50%，冷风门尽量关闭。
浅谈锅炉运行中燃烧优化调整问题
浅谈锅炉运行中燃烧优化调整问题摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，火力发电作为国内最稳定的电力输出，对我国经济建设起着至关重要的作用。
而火电厂最主要的发电设备当属锅炉，只有对发电厂锅炉运行参数进行良好控制，才能更好地使其参与到发电工作中。
现结合某电厂相关锅炉机组运行现状，对燃烧调整优化内容进行分析，给出相应建议，以使锅炉运行更加稳定、安全、环保，为电厂发电做出相应的贡献。
关键词：锅炉运行；调节问题；发电厂引言锅炉水冷壁结焦过热器汽温、再热器汽温、排烟温度升高，会导致减温水量增大。
锅炉掉焦量大时，会限制机组负荷出力，并加重冷灰斗的磨损，缩短使用寿命。
锅炉结焦严重时，机组被迫停运，进行人工清焦。
所以，锅炉结焦对机组安全经济性影响较大。
1目前锅炉出现的问题（1）二次风及燃尽风配风不合理，造成炉内严重缺氧，锅炉燃烧中心区域以上至炉膛出口高度大约30m高，炉膛中心处15×15m的截面内烟气中含氧量测量结果在0～0.1%，省煤器入口CO浓度高达几千ppm，空气预热器入口CO浓度达到几百ppm。
（2）炉内左右、前后温差高达200℃以上，三级过热器和二级再热器容易超温，减温水量大。
（3）再热器喷水量大，影响机组循环热效率。
（4）一次风速不均，上层一次风速普遍低于17m/s，特别是3、7号磨煤机上层一次风速很低11～13m/s，风速低容易造成积粉，导致一次风管阻力大、磨煤出力不足、燃烧器区域超温等问题。
（5）空气预热器漏风量大，导致排烟热损失大、送风机、引风机电耗高等问题。
（6）除尘器漏风大，导致引风机出力不足。
（7）SCR入口NOx浓度高，造成喷NH3量加大，运行经济性差，需要燃烧调整降低SCR入口NOx浓度。
为了解决上述运行中存在的问题，通过燃烧调整试验，进行一次风和二次风调整，优化设计运行方案，解决锅炉燃烧不稳、前后和左右偏差大、炉内深度缺氧、燃烧产物中CO含量高、降低SCR入口NOx浓度高、再热器减温水量大、火焰中心上移、排烟温度高的问题，使锅炉达到安全、经济运行状态，最终达到提高锅炉效率、降低煤耗的目的。
电厂锅炉燃烧不稳的原因分析及改进措施
改善球墨铸铁曲轴疲劳强度水平以外，还对提高曲轴自身耐磨性有重要价值，由此也有效延长了曲轴的使用寿命，综合效益确切。
3.3氧氮化工艺对曲轴疲劳强度的影响从化学处理的角度上来说，在球墨铸铁曲轴的制造生产工艺中，通过对曲轴进行氧氮化处理的方式，能够使曲轴表面获得具有高氮特点的化合物层，同时还可形成具有饱和特点的氧扩散层。
受到氧成分以及氮成分渗入的影响，使得球墨铸铁曲轴表面层的化学成分发生改变，与之相对应的显微结构也有了非常显著的提升趋势，曲轴整体耏的耐磨性能以及疲劳性能均得到了有效的改善。
需要注意的一点是，对于经过氧氮化处理的球墨铸铁曲轴而言，其抗疲劳水平的提高很大程度上会受到氧化层扩散水平的影响，在氮化处理后快速冷却，并在扩散层中形成饱和固溶体，或是形成高水平的残余压应力都能够促进疲劳强度的提高。
正是由于在氧氮化工艺处理下，曲轴表面能够形成较深的扩散层，故而对延长球墨铸铁使用寿命也有相当重要的意义与价值。
4结束语结合本文以上分析认为：对于球墨铸铁曲轴而言，断裂是其运行过程当中最主要的失效形式。
解决并最大限度避免曲轴失效问题的方法在于弥补铸造缺陷，同时对热处理工艺进行合理改进。
本次研究中重点从铸造缺陷以及热处理工艺这两个角度入手，分析以上因素对球墨铸铁曲轴疲劳强度的影响，指出可以通过弥补铸造缺陷，同时合理应用正火、中频表面淬火、等温淬火以及氧氮化处理的方式，促进球墨铸铁曲轴疲劳强度水平的提升，同时改善曲轴的耐磨性，延长球墨铸铁曲轴的使用寿命，发挥更加确切的使用价值。
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(完整)燃烧锅炉运行优化调整综述
电站燃煤锅炉运行优化调整综述魏亮(中国矿业大学电力工程学院,徐州03071276)摘要：对电站锅炉优化调整的基本要求及其主要影响因素进行了分析，介绍了电站锅炉优化调整的基本内容及锅炉优化调整试验。
关键词:锅炉；优化调整0引言在我国,新建机组锅炉在调试过程中往往不对设备进行细致的优化调整，虽然设备能够连续稳定运行,但锅炉很难处于最佳运行状态，所以在之后的试生产期都需要进行优化调整,并在优化调整完成后进行性能试验。
对于在役锅炉,当燃烧设备、燃料种类、操作方式有重大改变时,一般也要进行燃烧优化调整试验，其目的是为了寻求合理的配风、配煤方式,确定锅炉燃烧系统的最佳运行参数,并且提出合理的控制曲线，从而保证机组的安全、经济运行。
有时为了寻找更经济的运行方式和控制参数,或为了解决存在的影响经济性和安全性的问题，例如：受热面结渣、飞灰可燃物含量高、水冷壁高温腐蚀等，也需要通过燃烧调整试验寻求解决问题的途径[1]。
1电站锅炉运行优化调整的要求及其主要影响因素1。
1稳定性1.1.1要求电站锅炉运行的稳定性主要是指锅炉燃烧过程的稳定性。
稳定性的要求主要包括着火燃烧的稳定,炉内火焰的充满度较好，炉内维持一定的温度水平和较好的温度场。
锅炉燃烧的稳定性要求还包括对负荷变化的具有较好的调节性能和较宽的负荷适应性，这一点在机组的调峰能力要求下显得更为重要。
锅炉燃烧过程的稳定性直接关系到锅炉运行的可靠性.如燃烧过程不稳定将直接引起蒸汽参数发生波动；炉内温度过低或者一、二次风配合失当将影响燃料的着火和正常燃烧，是造成锅炉灭火的主要原因；炉内温度过高或火焰中心偏斜将引起水冷壁、炉堂出口受热面的结渣，并可能增大过热器的热偏差,造成局部管道超温等.1.1。
2影响因素（1）煤质煤质中，对着火过程影响最大的是挥发分.挥发分降低时，煤粉气流的着火温度显著升高，着火热也随之增大。
因此，低挥发分的煤着火要困难些,达到着火所需的时间也长些，着火点离燃烧器喷口的距离自然也拉的长些。
垃圾焚烧炉排炉二次风配风的CFD优化模拟
垃圾焚烧炉排炉二次风配风的CFD优化模拟垃圾焚烧炉是一种能够有效处理城市生活垃圾的设备。
在垃圾焚烧过程中，二次风和配风的合理调节对于炉内温度分布、燃烧效率和废气排放有着重要影响。
因此，利用计算流体力学（CFD）模拟技术对垃圾焚烧炉进行优化模拟是十分必要的。
首先，对垃圾焚烧炉进行CFD模拟需要建立合适的物理模型和数学模型。
物理模型应包括垃圾填充层、炉膛、烟道等主要结构，数学模型应包括质量守恒方程、能量守恒方程和动量守恒方程。
同时，还应考虑燃料的燃烧反应和烟气的混合与传导等细节。
其次，CFD模拟应着重优化排炉二次风和配风的调节。
排炉二次风的主要作用是加强燃烧过程，保证垃圾焚烧炉内足够的氧气供给，提高燃烧效率，降低废气排放。
配风的主要作用是调节炉内温度分布，防止炉内局部过热或过冷。
通过CFD模拟，可以合理设计二次风和配风的喷射位置、角度和流量，使其均匀分布在炉内，充分与燃烧垃圾接触，最大程度上发挥其功能。
在进行CFD模拟时，需要对炉内的物料特性和燃烧特性进行实验测试，并建立合适的物料模型和燃烧模型。
通过对实验数据的分析，可以确定物料和燃烧模型中的参数，从而提高模拟的准确性。
同时，还需要考虑炉内垃圾的湿度、粒径分布和混合物质等因素对燃烧过程的影响。
通过CFD模拟可以得到炉内温度分布、燃烧效率和废气排放等关键指标的数值计算结果。
通过对模拟结果的分析，可以优化炉内二次风和配风的调节，使其达到最佳状态。
例如，在炉膛顶部增设适当的二次风口可以增加上层的燃烧温度，改善燃烧效率；调节配风的流量和角度可以更好地控制炉内温度分布，避免过热或过冷带来的问题。
综上所述，利用CFD模拟技术对垃圾焚烧炉的排炉二次风和配风进行优化模拟是十分必要和重要的。
通过对垃圾焚烧炉内流场和温度场的分析，可以优化二次风和配风的调节，提高燃烧效率和废气排放质量。
这对于垃圾焚烧炉的改进和设计具有重要指导意义。
燃烧调整优化方案
发行日期:二○一三年月日版次：（A版）华能嘉祥电厂燃烧调整优化方案为创建节约环保型企业，实现节能减排,根据#1、2机组实际运行情况，结合西工院燃烧调整试验，特制定磨煤机料位控制优化方案,请认真执行。
1、根据锅炉氧量标定情况,我厂＃1机组氧量DCＳ数据显示偏低，造成实际运行氧量偏高,风机电耗超过目标值,需要对DCS氧量数据进行修正,在DCS显示数据基础上偏值1%,氧量数据修正后运行中要控制氧量如下表所示:（遇有引风机失速情况,可根据情况适当增大)负荷MW 300 250 210运行氧量%（表3.２ 3.4 4．2盘）氧量控制曲线:2、磨煤机钢球装载量根据试验结果,磨煤机加装钢球的最佳时机在磨电流低于１６4A时进行,为了保证磨煤机在最佳出力运行,降低制粉单耗各值应控制电流不低于164A，发现电流低于１6４A，应及时联系检修加钢球，运行部将对执行情况进行检查。
3、磨煤机料位调整试验根据本次试验磨煤机料位对电流的影响,为降低制粉单耗,下一步将磨煤机的料位控制在11０0Pa最经济,请各值认真执行。
4、磨煤机旁路风的控制磨煤机旁路风目前控制方式为10~15%的开度，风量约为１0t/h，由于目前的煤质水份较大，留有一定的旁路风进行原煤干燥可以满足运行需要，且风量较小对运行也不会产生影响,因此维持目前的旁路风运行方式，即磨煤机的旁路风门开度运行中保持10~15%的开度以预先干燥原煤。
5、二次风配风方式优化试验发现，在汽水参数额定的情况下锅炉采用均等配风最节能,而且汽水参数也能达到额定值，所以在汽水参数能够满足的情况下二次风配风方式采用均等配风为宜。
但这里需要指出的是，在煤质波动或变更的情况下,如果汽水参数控制较难调整的情况下,建议采用缩腰配风的方式,并配合燃烧器的摆角,这样基本能够满足运行的要求。
在缩腰配风仍不能满足的情况下考虑应用正宝塔或倒宝塔形两种配风方式。
SCR改造后,为了降低NOx，要开大SＯFA风门，大风箱差压控制在0．３-0.5KPa。
垃圾焚烧炉排炉二次风配风的CFD优化模拟
垃圾焚烧炉排炉二次风配风的CFD优化模拟摘要：为探究二次风配风对炉排炉中城市固体垃圾焚烧过程的影响，针对某750t/d垃圾焚烧炉排炉，采用数值模拟的方法对炉膛焚烧过程进行热态模拟，就下二次风投、停运，上二次风布置形式和上二次风风速3个因素进行优化分析.模拟结果显示，通过在炉拱下方增加下二次风能对炉膛前、后炉拱形成包覆作用，阻挡高温烟气冲刷，有利于改善炉拱区域的结渣问题;炉膛上二次风对冲布置或适当增大二次风风速(从45m/s增大至65m/s)均能有效促进烟气混合，提高炉膛烟气的充满度，改善温度分布的均匀性;上二次风对冲布置较错列布置能进一步提高烟气停留时间，降低炉膛出口的CO体积分数，从而提高燃烧效率.关键词：炉排炉;垃圾(MSW)焚烧;计算流体动力学(CFD);数值模拟;二次风;配风优化国家统计局2014年统计年鉴[1]显示，2013年我国生活垃圾清运量已达17238.6万吨.如何处理日益围城的生活垃圾成为亟待解决的问题.2012年，国务院发布的《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》[2]提出：到2015年，全国城镇垃圾焚烧处理设施处理能力达到无害化处理总能力的35%.在国家政策的大力扶持下，生活垃圾焚烧处理已进入市场化全面发展阶段.炉排炉是当前垃圾焚烧的主要型式之一[3].目前国内已有企业[4-5]通过引进如德国马丁、比利时西格斯、日本田熊、日立等的先进技术，加以吸收创新，实现了焚烧设备的自主化，但其运行的经济性及稳定性仍有待进一步提高.基于计算流体动力学(computationalfluiddynamics，CFD)的数值模拟方法作为一种低成本、高效率的研究手段，近年来不断被应用于垃圾焚烧炉的设计及优化研究工作中.Kear等[6]对稻草焚烧炉的炉排顶部温度以及组分分布进行了数值计算.Yin等[7-8]采用数值模拟结合试验的方式对燃烧小麦秸秆的88MW炉排炉进行了研究，得到了不同建模方式对计算结果的影响.马晓茜等[9-12]对炉排的燃烧进行分段处理，讨论富氧条件对炉排燃烧的影响，并且采用CFD手段对炉膛燃烧以及炉膛顶部通过选择性非催化还原(ivenon-catalyticreduction，SNCR)方法脱除NOx进行了研究.胡玉梅等[13-14]采用数值手段对炉排炉二次风的作用以及二次风的布置位置进行了研究，通过调整二次风位置来调节燃烧条件，抑制二恶英生成.上述研究主要以国外引进炉排为研究对象，且单机处理量处于中小水平，国内鲜见关于750t/d大型炉排炉炉内燃烧模拟以及配风优化的公开研究成果.本文以国内某自主研发的750t/d炉排炉为研究对象，采用数值方法对炉排炉内燃烧进行模拟.下文将从下二次风投、停运，上二次风布置形式以及上二次风风速这3个角度对其二次风配风进行优化分析.1、研究对象及计算模型研究对象为国内某公司自主研发的750t/d垃圾焚烧炉排炉，炉排长为11.66m，宽为12.56m，运行速度为7.673m/h，即运行周期为90min.炉膛容积为648.47m3，配风分为三级，一次风由炉排下方由高到低分5级灰斗两列配送，总风量为88700Nm3/h，温度为493K.二次风温度为313K，总流量为38000Nm3/h，其中上、下二次风所占质量分数分别为80%、20%.根据炉膛实际结构尺寸，通过GAMBIT 建立三维模型如图1所示，炉膛网格均采用六面体网格，二次风入口采用局部加密处理，网格总量为109.91万，网格质量较好.图1垃圾焚烧炉膛的几何模型垃圾燃烧过程按水分蒸发、挥发分析出、挥发分燃烧和焦炭燃烧分为多个阶段进行，垃圾燃烧过程的模拟分为两大部分，即炉排上方垃圾固相的燃烧和固相燃烧析出的气相在炉膛内的燃烧.固相燃烧反应采用FLIC软件进行模拟，床层上固相反应由文献[15-17]的运动模型描述.固相控制方程如式(1)～(4)所示，与气相控制方程类似，同时考虑了垃圾床层的移动.床层模拟计算得到挥发出的气相温度、速度及各组分质量分数作为入口边界条件导入到炉膛气相燃烧模拟计算中.气相燃烧模拟得到的床层辐射温度将作为床层模拟的边界条件再次迭代计算，直至收敛.炉膛的气相燃烧反应将通过商业软件AN-SYS中的FLUENT组件进行模拟，粘性模型采用标准k-ε湍流模型，壁面函数为标准壁面函数，气相燃烧采用有限速率/涡耗散(EDC)模型，化学反应为以下3步：辐射模型为DO(discreteordinates)模型，采用Simple算法求解压力速度耦合方程，控制方程的离散形式为二阶迎风.炉膛壁面采用绝热边界条件，设置炉排沿程为速度入口，上、下二次风也均为速度入口，出口设为压力出口.2、计算工况由于我国垃圾未经分类处理，成分复杂，其飞灰软化温度较煤粉更低，现运行的垃圾炉普遍存在排炉、炉膛、烟道结焦的现象[18]，尤其在炉膛喉部区域，未燃烬颗粒受重力作用在前、后墙的炉拱上沉积，在燃烧高温的辐射下，熔融结焦.大量焦块脱落严重影响机组运行的稳定性.为改善这一现象，考虑在前、后墙炉拱下方投运下二次风，用以加强炉拱区域气流的扰动、减少积灰，同时减少高温区的传热.为考察下二次风的作用，对停运和投运下二次风时炉膛热态燃烧工况分别进行数值模拟，各工况下二次风总风量保持不变.炉膛上二次风的作用主要提供后期燃烧所需氧量，加强气流扰动，以确保燃料的燃烬，从而提高锅炉的燃烧效率;同时引导高温烟气流向，减少因高温区贴墙而产生的壁面结焦、结渣现象.垃圾炉上二次风的布置形式一般采用对冲或错列布置，如图2所示，对冲布置即前、后墙风口水平位置相对，风口数相同.错列布置即前、后墙风口水平位置交错，后墙风口数减少一个，同时增大风口面积以保证风量不变.图2前、后墙二次风布置形式：错列、对冲为比较错列布置和对冲布置的效果，这里分别计算了上二次风风速vH为55m/s 时错列布置和对冲布置下的2个工况，分别标记为CL55和DC55.同时为探究上二次风风速的影响，在保证上二次风角度及对冲布置方式不变的情况下，分别计算上二次风风速为45、55、65m/s的3个工况，记为DC45、DC55、DC65.本文计算的工况如表2所示.表2计算工况的配风设置Tab.23、炉膛热态模拟结果及分析3.1下二次风投运的影响图3下二次风变工况(停运、投运)的炉膛温度分布如图3所示为工况1和工况4的中心截面温度分布及炉拱截面(A-A)的温度分布，可以发现二次风投运后，下二次风由炉拱下方贴壁而上，将喉部炉拱包覆起来，从图3(b)炉拱截面温度分布可以看出下二次风气流在炉拱宽度方向上的间隔吹扫作用，二次风的投运使得火焰趋势在喉部稍稍靠近后墙，这是由于后拱距离上二次风口较远，同时紧邻主燃区，氧量补入较前拱更困难，因此后墙侧下二次风的注入迅速满足其燃烧所需氧量，从而使得喉部燃烧略靠后墙.为进一步考察下二次风对炉拱的保护作用，量化两工况的差异，表3对前、后墙沿炉拱截面各40mm深度的范围(如图3(b)两侧黑线所示区域)进行了参数统计，表中，T为温度统计值，φ为体积分数统计值.投运下二次风后，前、后炉拱的平均温度均有所降低，前拱降温尤其显著.除高温外，还原性气氛是导致炉膛结焦结渣的另一大因素[19]，灰分中的Fe2O3被还原成FeO，FeO与SiO2，CaO等形成共晶体后，灰分的熔点大大下降，从而易于熔融结焦.表3下二次风变工况(停运、投运)炉拱参数统计从表3可以看出，投运后前拱附近的O2体积分数有所提高，CO体积分数下降一半.后拱附近的O2体积分数虽稍有降低，但CO体积分数减少了一个数量级，因此可以推断出投运后炉膛前、后拱附近区域的还原性气氛均得到大幅改善，综合考虑到下二次风对炉拱附近的吹扫作用以及对高温的隔离作用，下二次风的投运将有利于改善炉膛喉部结焦严重的问题.3.2、上二次风布置形式的影响工况2和工况4错列、对冲布置的迹线分布对比如图4所示，对比可以发现，对冲布置方式相比于错列布置方式迹线更为弥散饱满.图4变上二次风布置形式(错列、对冲)迹线分布气流在中心碰撞，动量抵消，有利于炉膛气流的均匀扩散，不至于出现气流过分贴壁的情况.因此气流速度分布相对均匀.结合图4中DC55迹线分布可见，该工况在下部迹线呈现竖直向上，下部靠前墙侧的回流区较小，在上部由于烟气向出口转向而偏向前墙，这样的流场一方面能更大限度地利用炉膛容积，在同样锅炉热负荷的时候有效降低容积热负荷，减轻结焦结渣的情况;另一方面，相对于错列布置，烟气在顶部更加偏向前墙也有利于SNCR喷枪布置，为后期脱硝提供便利条件.通过观察对冲布置和错列布置方式下的炉膛宽度中心截面温度温度分布(见图6(a))，可以发现，两工况下炉排前端为水分蒸发区，因此温度偏低，而中间段为挥发分的燃烧区，温度上升，在中间区域达到最高温度，而且上炉膛部分也正位于该位置上方，高温烟气直接竖直向上，不需要沿着炉拱绕行，这样在一定程度上避免了炉拱壁温太高导致的结渣问题.对比两工况下炉内温度场可以看出，温度分布并没有发生根本上的改变，仅表现出在上部炉膛的温度场分布稍有不同，说明上二次风的布置方式对于炉膛主燃区的燃烧状况影响甚微.上部炉膛的温度场分布稍有不同，对冲布置下，上炉膛温度降低较不明显，这说明炉膛烟气与上二次风混合更均匀，因此燃烧也就更完全.进一步反映了对冲布置提高燃尽率的作用.图6变上二次风布置形式(错列、对冲)截面温度分布观察高度y=10m下的高度截面温度分布图(见图6(b))，可以看出，对冲布置的温度场均匀性更优，在炉壁四周没有局部高温区的存在.这是因为对冲布置方式能使得前、后墙气流在中心汇聚，并且抵消部分动量后再向四周扩散，而不会因为气流残余动量导致高温烟气贴壁而形成局部高温区.进一步统计出口O2体积分数φ(O2)、CO体积分数φ(O2)、烟气停留时间τ及炉膛喉部平均温度T0如表4所示.根据环保部《生活垃圾焚烧污染控制标准(GB18485-2014)》对炉排炉规定的炉膛设计相关参数[20]，在实际运行中，炉膛温度应≥850℃，炉膛出口φ(O2)≥6%，炉膛出口φ(CO)≤8.0×10-5，烟气在炉膛停留时间应≥2s.表4变上二次风布置形式(错列、对冲)炉膛参数统计从表4的统计结果来看，2个计算工况的计算结果均满足国标对垃圾焚烧炉的运行要求，从数值计算的角度验证了该炉型设计方案的可行性.分析组分布以及停留时间变化规律可知，对冲布置下炉膛喉部平均温度更低，出口O2体积分数和CO体积分数更低，烟气停留时间更长，这是由于对冲布置下，前、后墙上二次风动量抵消后，在主燃烧区形成了较大的扰动，整体烟速降低，也较大程度降低了喉部的烟温，烟气更好的混合使得新注入的氧气得到更均匀的分配，提高了燃烧效率，因此出口的CO体积分数较低.3.3、上二次风风速的影响计算得到工况3、4、5的炉膛迹线分布如图7所示，对比可以发现，上二次风风速越大，靠前墙侧漩涡尺度越小，涡团越饱满，从而可以看出上二次风速度对炉膛上部混合效果影响较大，风速越高，混合效果越好，炉膛充满度越高.这是因为上二次风风速的提高使得上二次风刚性增强，进入炉膛以后能有效地加剧喉部低速气流的扰动，使得炉膛内的气流分布更加均匀饱满.图7变上二次风风速(45、55、65m/s)迹线分布结合图8中y=12m高度截面竖直速度分布曲线可以看出，45m/s速度工况时回流区宽度以及烟气下行速度均最大，65m/s时平面整体呈现无回流区，随着速度的增大，平面竖直速度的峰值由后墙往前墙偏移.但当速度增至65m/s时，烟气上行速度出现明显的整体增大趋势.图8y=12截面处沿x方向的平均竖直速度分布(45、55、65m/s)如图9所示为3个工况的截面温度分布，从图9(a)宽度中心截面分布对比可以发现，下炉膛的温度分布没有较大区别，火焰形态也基本相同，而上炉膛随着风速的增大，中心因为二次风注入而形成的低温区域越小，温度分布越均匀.图9(b)高度截面的温度分布也呈现出风速越大越均匀的趋势.图9变上二次风风速(45、55、65m/s)截面温度分布因此可以得出和3.2节相似的结论，在保证炉膛总风量即过量空气系数不变的情况下，上二次风风速变化对下炉膛主燃区的燃烧没有较大影响，风速变化的影响仍主要体现在对上炉膛烟气的扰动及导流上.表5变上二次风风速(45、55、65m/s)炉膛参数统计如表5所示为出口O2体积分数φ(O2)、CO体积分数φ(CO)、烟气停留时间τ以及炉膛喉部平均温度T0的统计结果.从表中可以看出随着上二次风风速提高，烟气流速会明显增大，因此停留时间相应降低，将对后期SNCR脱销效率造成一定程度的不利影响.从出口CO的体积分数可以看出，上二次风风速提高一定程度上有利于烟气的充分混合，促进了燃料后期的燃尽，而风速增大与风速动量抵消两股因素相互制约，形成对喉部温度影响不确定的现象.4、结论(1)下二次的投运能对炉膛前、后墙炉拱区域起到较好的包覆作用，降低了炉壁温度，改善炉拱附近的还原性气氛，同时贴壁的扰流有利于吹扫炉拱的积灰，因此有利于改善炉拱结渣严重的问题.(2)炉膛上二次风对冲布置方式相对于错列布置方式有利于促进炉膛内气流的混合，提高炉膛的烟气充满度，提高烟气停留时间，同时降低炉膛出口CO体积分数，从而改善燃烧效率.(3)炉膛上二次风风速从45m/s提高到65m/s以后，适当高速的上二次风能能够加剧气流混合，使得炉膛气流分布更加饱满，温度分布更加均匀.但过高的二次风速不利于降低炉膛烟气停留时间，从而影响后期SNCR脱销效果.上述研究可为此类大型炉排炉的设计及优化提供理论参考，从而促进该焚烧设备技术的自主化和大型化发展，满足其日益增长的市场需求.由于现有研究对象还处于研发阶段，未能得到相应的试验数据，无法与模型计算结果进行对比.通过与现有焚烧炉运行标准进行对照，验证了设计方案的可行性.限于篇幅，本文未能深入讨论上、下二次风入射角度及位置等因素对炉膛燃烧的影响，进一步的优化研究可以考虑从以上角度展开.。
F二次风下倾对W型火焰锅炉燃烧影响的数值模拟研究
第42卷第9期2013年9月热力发电T H E R M A LP O W ER G E N E R A T l0NV oL42N o．9Sep．2013F二次凤下倾习W型火焰锅炉燃烧影响的数值馕拟研宓[摘要][关键词] [中图分类号] I D O l编号]刘彦丰1，席光辉1’2，石践21．华北电力大学能源与动力工程学院，河北保定0710032．贵州电力试验研究院，贵州贵阳550002针对福斯特惠勒(FW)技术W型火焰锅炉燃烧稳定性差、飞灰合碳量高、炉宽方向氧量存在偏差等问题，结合数值模拟对锅炉燃烧特性进行了分析与研究。
结果表明：F二次风下倾角度增大，其对一次风火焰的抬升作用会减小，一次风火焰下冲明显增加，燃烧器出口烟气回流区变大，烟气回流更加强烈，对一次风气流的着火稳燃性能有明显作用，但效率提高不明显；由于w型火焰锅炉的流场特性，随着F二次风下倾角度的增加，一次风与二次风的混合延迟且强度变小，炉膛宽度方向上中间与侧边的氧量偏差随之变大，F二次风沿炉宽方向的非均等布风不能缓解氧量偏差；F二次风下倾对火焰中心没有明显影响；切除侧边的4只燃烧器后一次风火焰下冲有明显加强，火焰中心下降明显。
W型火焰锅炉；燃烧特性；一次风；二次风；流场特性；数值模拟TK223．21[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2013)09—0038～07 10．3969／j．i ssn．1002—3364．2013．09．038N um er i cal s i m ul at i on on ef f ec t of F s e condar y a i r decl i nat i on onc om bust i on of a dow n-f i r ed boi l erL I U Y a nf en91。
X I G uanghui l¨．S H I Ji an21．School of E nergy and P ow er E ngi ne er i ng，N or t h C h i na E l ect r i c P ow er U ni ver s i t y，B a odi ng071003，C hi na2．G ui z ho u E l ect r i c P ow er Tes t i ng a nd R es e ar ch I n st i t ut e，G u i yan g550002，C hi naA bs t r a ct：T he i ss ues of po or com bus t i on s t abi l i t y，hi gh c ar bon c o nt e n t of f l y as h and oxy gen c o n—t ent bi as i n f ur na ce w i dt h di r ect i on occ ur r ed i n a Fos t er W heel er(FW)dow n—f i r e d boi l er．T hus，num er i cal s i m ul at i on w as cond uct ed t o a na l yze t he com bus t i on cha r act er i st i cs of t hi s boi l er．The r es ul t s s how e d t ha t，w i t h a n i nc r ea se i n F s eco ndar y a i r de cl i nat i on angl e，t he upl i f t i ng of t he s ee—ondar y a i r t o pr i m ar y ai r f l am e w as r e duc ed，t he under s hoot of t he pr i m ar y ai r f l am e i nc r e as ed si g—ni f i cant l y，t h e r ec i r cul at i on z o ne of t he f l ue gas at t he bur ner out l et got l ar g er，t he r e t ur n of t hef l ue ga s w as i nt ens i f i e d，w hi c h ha d a n obvi ous ef f ect on com bus t i on s t abi l i t y of t he pr i m ar y ai r butno t on t he ef f i c i ency enhancem ent．D ue t o t he f l ow f i el d cha r act er i st i cs of t hi s dow n—f i r ed boi l e r，w i t h t he i ncr eas i ng F s eco ndar y a i r de cl i nat i on angl e，t he m i xt ur e of t he pr i m ar y a i r and s eco ndar y ai r del a ye d and t he i nt ens i t y w eaken ed，and t he oxy gen c o nt e n t di f f er ence bet w e en t he i nt e r m edi—at e and s i de l ocat i on i n f ur na ce w i dt h di r ect i on i nc r ea s ed。
锅炉飞灰含碳量过高的分析及措施讨论
锅炉飞灰含碳量过高的分析及措施讨论摘要】飞灰含碳量是反映锅炉运行效率和经济性的重要指标，降低锅炉的飞灰含碳量，使其保持在合理范围内，对电厂的生产效益有着重要的意义。
本文对导致飞灰含碳量偏高的几个可能的影响要素进行了分析，为提高经济效益提供一定参考。
【关键词】锅炉，飞灰含碳量，分析，措施飞灰含碳量作为目前锅炉的重要运行指标之一，能够直接反映出电厂锅炉的燃烧效率高低，也和电厂的经济效益关系密切。
飞灰含碳量过高的危害总体来说主要有以下几个方面：1.增加煤耗，使锅炉效率明显下降，机组运行经济性恶化；2.因为飞灰含碳量高，会使飞灰的灰熔点降低，增加尾部烟道受热面结焦风险；3.造成锅炉受热面壁温超温，或者危及脱硝反应器等设备的正常运行，引发非计划停炉，影响正常生产。
1 飞灰含碳量过高的分析1.1锅炉配风影响一次风压过高时，一次风风速太快，不利于煤粉点燃，较大颗粒的煤粉有可能不能燃烧完全，这样就会使飞灰含碳量升高。
而当一次风压过低，影响制粉系统出力，有可能堵塞粉管，还可能使火焰距离喷燃器过近造成喷燃器的损坏。
适当提高一次风温度，使煤粉的初始温度升高，这样有利于煤粉的完全燃烧，反之则会增大煤粉不完全燃烧的可能性，造成飞灰含碳量升高。
锅炉二次风的配风原则是要使炉膛内建立合理的空气动力场，使煤粉与空气进行充分的混合，提高燃烧效率，有利于飞灰含碳量的降低。
1.2 过剩空气系数影响过剩空气系数太大，会使锅炉排烟热损失增加，降低了炉膛温度，不利于煤的燃烧。
过剩空气系数太小，锅炉燃烧室缺少氧气，煤燃烧不完全，会增大飞灰含碳量。
根据当前环保政策对氮氧化物排放的要求，锅炉均采用了低氮燃烧法和催化还原法（即SCR）脱硝。
而低氮燃烧的主要机理就是减小过剩空气系数，从而降低炉内烟气含氧量，抑制氮氧化物的产生，这就与降低飞灰含碳量的要求产生了冲突。
所以，我们需要确定一个空气过剩系数的最佳范围，能够保证环保指标达标，以及飞灰含碳量降低，同时还能使排烟热损失尽可能小。
配风对前后墙对冲锅炉燃烧的影响98
配风对前后墙对冲锅炉燃烧的影响摘要：煤粉锅炉的配风方式对燃烧的安全性和经济性有着直接的影响，本文主要根据前后墙对冲锅炉配风方式和对燃烧率影响，以及针对配风中出现的问题进行分析，指出了锅炉燃烧中二次风量调整的重要性，并给出了指导性的建议。
关键词：二次风助燃风氧量调整火焰中心配风一、前言京能（锡林郭勒）发电有限公司一期工程2×660MW级超超临界燃煤火力发电机组，锅炉设计煤种为锡林郭勒盟五间房矿区西一矿褐煤，校核煤种为褐煤。
锅炉采用中速磨直吹式制粉系统，前后墙对冲燃烧方式，配有35只HPAX-X型煤粉燃烧器分别布置在锅炉的前后墙上，其中前墙三层，后墙四层，每层各5只燃烧器。
锅炉燃烧系统由HPAX-X型低NOx双调风旋流燃烧器、OFA喷口、前后墙分隔仓风箱等组成。
利用分级送风方式，将主燃烧器的一部分燃烧空气分流至OFA喷口，可进一步降低NOx的排放。
来自送风机的二次风被送入三分仓回转式空气预热器，加热后经二次风道进入设置在螺旋炉膛前后墙的分隔大风箱，通过燃烧器和OFA喷口送入炉膛。
来自一次风机的空气分为两部分，一部分经空气预热器加热成为热一次风，另一部分为调温风（用于控制磨煤机的出口温度）。
调温风与热一次风混合后进入磨煤机，从磨煤机出来的煤粉气流经煤粉管道和燃烧器喷入炉膛，煤粉在炉膛内燃烧放热产生热烟气。
从炉膛出来的热烟气在尾部竖井灰斗混合后经两个尾部烟道引入左右各一的回转式空气预热器，其中约85%的烟气进入空气预热器冷却后进入引风机，其余约15%的烟气进入空预器旁路换热器系统，被冷却的烟气与空预器出口的烟气合并后一起进入引风机。
二、锅炉配风对燃烧调整的作用锅炉的一、二次风量是经过轴流式风机动叶进行调整的，锅炉只有经过一、二次风的合理的配合调节才能更好地满足燃烧的需要，但是一、二次风的风量不是随意进行分配的，应根据它们所起的作用进行适当调节。
1、一次风调节作用其中热一次风主要完成锅炉风粉充分混合和携粉干燥作用，同时在炉膛有利于第一阶段析出燃料的挥发分和初期固体焦炭质点的氧化需要；冷一次风主要作为制粉系统调温风，控制制粉系统出口风粉混合物温度不宜过高，以免提前在制粉系统及输粉管道内着火燃烧。
二三次风对旋风炉燃烧的影响
二三次风对旋风炉的影响及调整锅炉车间二三次风对旋风炉的影响及调整锅炉的燃烧调整本质上就是风、粉的配比调整，合理的风、粉配比是煤粉完全燃烧的重要保证。
WGZ－7.5/5.3－2型立式旋风炉的配风包括一次风、二次风、三次风，一次风向前置炉内输送煤粉，其配风原则是满足燃煤中挥发分燃烧所必需的风量，同时保证一次风管不堵塞。
作为煤粉燃烧的主要配风二次风、制粉乏气三次风对锅炉的经济燃烧、安全运行起着至关重要的作用。
一、二次风的调整及影响旋风炉的燃烧主要是在前置炉内进行的，前置炉内有一种稳定的高速旋转火焰流，火焰充满整个燃烧室空间。
煤粉被一次风切向带入叶片式喷燃器送入炉内，吸收炉内辐射热和烟气回流热量，挥发分析出着火并点燃固定碳，固定碳燃烧需要大量的氧气，此时二次风切向进入，提供了充足的氧气，并使煤粉和空气作强烈的螺旋运动，较细的煤粉在炉内进行悬浮燃烧，而大部分燃料颗粒甩向旋风筒内壁灼热熔渣膜上燃烧，煤粉与气流之间有很高的相对速度，因而燃烧十分强烈。
立式旋风炉的二次风速可达到70－80米/秒，高速的二次风不仅形成了风粉强烈的扰动，提高扩散速度和燃烧速度，而且高速的炉内旋转使煤粉在炉内停留燃烧时间加长，更利于煤粉的燃烬。
二次风对称布置于前置炉两侧，每侧风口分三层布置，中间有隔板，每层有可调节的风速挡板。
二次风上沿距喷燃器出口距离武锅为1360mm，鞍锅为998mm。
二次风温为360℃以上，高时可达400℃以上。
（一）、二次风的影响1、二次风量二次风是锅炉燃烧的主配风，占前置炉风比80%，二次风量即过量空气系数必须适中才能保证煤粉的充分完全燃烧，风量过大、过小都影响到锅炉的经济与安全。
二次风的配风是根据锅炉负荷、给粉量多少来调节的，合理的风粉配比，前置炉内火色明亮呈金黄色，火色稳定，火焰中无明显星点，火焰充满度好。
若二次风量过大，火焰炽白刺眼，严重时火焰暗红不稳。
过大的二次风量会使前置炉炉温下降，燃烧强度减弱，燃烬度下降，机械不完全损失增大；同时烟气容积增大，排烟热损失增大，引风机电耗上升。
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二次风配风方式对锅炉燃烧优化的影响李石湘(湖南湘潭电厂,湖南湘潭411102)摘 要 结合工作实际,分析了锅炉燃烧工况存在的问题,指出锅炉运行调整中二次风调整的重要性及需要注意的问题,得出了对运行调整具有指导意义的结论。
关键词 锅炉 燃烧调整 二次风 配风方式0 前 言 湘潭电厂1,2号机组锅炉型号为H G1025 18.22540 5402WM10,其燃烧器是在引进CE技术的基础上进行改进设计的,在燃用无烟煤及劣质贫煤上有其独到之处,经近几年的运行经验表明,其着火稳定性、低负荷稳燃、飞灰的燃尽度等性能均表现突出,是燃烧性能比较好的锅炉产品。
但是,现场经验表明,锅炉在运行中,冷灰斗的掉粉对锅炉的配风十分敏感,也就是说:锅炉的配风变化对炉膛中的托粉作用有很大的影响。
特别在低负荷情况下,这种影响更加突出,如不注意,则对机组的煤耗率影响很大,由于一般锅炉的炉渣损失未纳入小指标体系作动态考核,故这种影响往往还不易察觉。
为此,该厂对燃烧器的运行特性进行了分析调整,调整前后机组的供电煤耗率至少下降了3g k W·h以上,取得了明显的效益。
1 调整前的运行情况 图1为调整前锅炉低负荷运行的典型配风图,其长度是表示该风门的开度百分数。
综合分析其特点是:锅炉二次风箱风压过低;二次风小风门开度小,总二次风量过小;二次风速低,刚性差;而周界风、A,B层的腰部风开度未控制。
使得燃烧器配风不合理。
同时,锅炉的一次风量相对较大,锅炉负荷从高降到低,一次风压不变,完全由二次风变化来调节锅炉出口氧量。
图1 调整前锅炉运行配风方式1.1 炉的风量配置不理想,一次风率严重偏大:按风机的性能曲线分析,在300MW负荷下,炉的一次风率约为38%,远大于设计值。
特别是在低负荷下,习惯的操作办法是不减一次风量,而主要减小送风机的风量,即减小送风机动叶开度,同时还关小各二次风小风门,使得送入炉膛的二次风既无刚度,又无足够的风量(例如在180～200MW负荷时习惯上是维持送风机出口风压1kPa左右,二次风箱风压力200～400Pa,这时二次风的实际风速过低,明显地不利于燃烧的稳定)。
同时,由于炉膛出口氧量往往维持一定值,即使燃烧未发生稳定性问题,但由于较弱的二次风不能有效地扩散到燃烧区中心,这部分的二次风中的氧量相当于未起作用,形成一种虚假的过量空气系数,可能在燃烧中心区造成还原性气氛,不利于保证燃烧效率。
按照燃烧理论,此时二次风的配置宜保证重点,对某一高度的·73·第23卷 2003年第2期湖 南 电 力经验与探讨二次风可重点保证其有足够的刚度,以扩散到火焰中心,及时补充燃烧所需要的氧量,而有些二次风则可适当关小,保证其风嘴冷却作用即可。
总之,按照劣质煤的燃烧原则,一次风基本保证挥发份燃烧所需要的氧量,在煤粉气流稳定着火后,二次风再适时掺入。
1.2 风的托粉作用未受到足够重视:从捞渣机处观察可以看出,粉状灰尘仍比较多。
按目前的操作习惯,二次风往往是平均分配,甚至不管负荷大小,更为严重的是,为了维持很小的二次风箱风压,往往采取关小二次风门的措施,所以在低负荷时最下层燃烧器下部二次风也与其它二次风一样很小,其托粉作用不大。
1.3 从前不久发生的锅炉灭火事件可知,在煤质差到一定程度时,还存在燃烧稳定性问题,故炉内动力场的组织需要多加注意,而制粉系统的运行组合由于三次风的原因对炉内流场是有一定影响的,一般建议在2台磨煤机运行时宜以1号、3号磨煤机组合或2号、4号磨煤机组合。
反映在总的运行指标上,当锅炉煤质变差时,特别是在此低负荷下机组的正平衡煤耗直线上升。
2 二次风配风方式的调整2.1 按照不同的二次风在燃烧中的作用对其进行合理的调整:首先,突出下二次风的托粉作用,确定F 层二次风的风门开度为85%以上;二次风风箱的风压保证在500Pa 以上。
在此基础上A F 层风门也开大到45%左右。
此外,锅炉燃烧器的最下一层无执行机构的二次风门全部置于全开位置。
2.2 为挽回二次风的托粉能力不足的影响,一般还使A 层的给粉机转速比其它层的低30%左右,以降低炉膛下部的煤粉浓度,这样做的效果很明显。
2.3 各周界风、腰部风均关小至10%以下。
从双通道燃烧器的回流区温度变化趋势知,随腰部风的变化,回流区的温度变化十分敏感。
这样提高了煤粉气流的着火稳定性,使煤粉气流着火提前,同时在总过量空气系数适当的前题下,提高二次风箱风压,以保证二次风的足够动量。
2.4 对于燃烬风,即EE 2,EE 1,加上辅助风EE ,考虑到低负荷下总风量不大,不必让3层都开得很大,以开1层为主,其它2层关小,以保证其足够的风速,真正起到燃烬风的作用。
2.5 其它二次风,按锅炉冷态试验所确定的缩腰配风原则适当开启,总的炉膛出口氧量则维持在4%～5%左右。
2.6 实施上述调整后,锅炉低负荷下的正平衡煤耗率明显下降,在此基础上,对锅炉满负荷下的运行也确定了调整原则:a .锅炉的空预器出口一次风压维持在2.0～2.3kPa 之间;b .二次风箱风压维持在0.6～0.7kPa 之间;c .上、下二次风小风门开度均开足,中间的二次风略小一些,呈弱缩腰配风;d .各周界风、腰部风视锅炉炉膛温度、结焦情况、双通道火嘴回流区温度等因素而确定开度。
一般开度不超过50%;e .炉膛出口氧量维持在3%左右。
3 关于下二次风的托粉效果 锅炉按上述配风原则运行,在煤质较好时,即燃煤的低位发热量在21000kJ kg 及以上,无论锅炉负荷高低,从捞渣机处观察炉渣中煤粉量很少,可见托粉效果是理想的。
在锅炉煤质较差时,即低位发热量在19000～21000kJ kg 时,负荷不高的情况下(低于250MW ),捞渣机处煤粉量无明显增多现象。
此时二次风的托粉能力也是可以接受的;但当煤质差,负荷又高时,二次风的托粉能力就不够了,捞渣机处的煤粉量明显增加。
特别是当煤的低位热值低于18000kJ kg 时,高负荷下的托粉十分困难,这也是这种燃烧器的缺陷。
4 调整效果分析 锅炉的调整工作从2002年4月底开始,以下为2002年和2001年的4～6月的指标分析(参见表1)。
4.1 调整后的5月份指标,相对于4月份,其发电煤耗降低了3g k W ·h ;供电煤耗降低了2g k W ·h ,当不计燃油的因素(把当月的耗油量平摊到供电煤耗中)时,并考虑5月份总发电量比4月份少1.6～1.1亿k W ·h 的情况,供电煤耗实际降低3g k W ·h 。
而从环境温度、平均负荷、循环水温度等外部条件看,5月份的条件不如4月份的好,按理煤耗应该升高。
因此,是由于进行了燃烧调整而使得实际煤耗下降。
4.2 2002年5月份的指标与2001年5月份比较:发电煤耗相等,均为327g k W ·h ;但供电煤耗高·83·经验与探讨湖 南 电 力第23卷 2003年第2期表1 2001年与2002年4～6月份指标对照表4月5月6月年度200120022001200220012002厂用电率 %5.685.425.415.825.85.87发电煤耗 g ·(k W ·h )-1324330327327332327供电煤耗 g ·(k W ·h )-1343349345347352347低位发热量 kJ ·kg -1214352206121218217112113221051空预器进风温度 ℃22.8018.6930.0524.532.5927.11排烟温度 ℃125.5122.64128.67125.21129.85126.79氧量 %5.34.594.324.354.294.69飞灰可燃物 %3.02.514.12.933.853.95平均负荷 MW 212.7205.15248.3198.4225.3195.86循环水进口温度 ℃17.517.6822.8322.6123.5424.47排汽温度 ℃37.838.142.7739.8241.941.61注:1)2002年6月的数据统计到24日止。
2)2002年6月的供电煤耗347是由于2号机停机的影响,实际上应该为349(即1号机的当月值)。
了2g k W ·h ,主要原因是平均负荷低而引起厂用电率高。
4.3 2002年6月与2001年5月份相比,煤耗有所升高,主要原因是有一段时间的煤质变化很大,调整工作未能适应其变化,确实煤质变化的影响也不是可以通过调整完全消除的。
如果弃除煤质变化的影响,则月煤耗为347g k W ·h 左右,与上月持平。
4.4 2002年6月与2001年6月比,则供电煤耗明显降低,按349g k W ·h 计算,降低了3g k W ·h 。
而2002年平均负荷则比2001年低了近3万k W ,按资料,应当影响煤耗升高达3.6g k W ·h 左右,由此可见,煤耗的下降趋势是十分明显的。
5 结 论 在锅炉运行调整中,调整二次风量对提高的经济性、降低供电煤耗有着重要的作用。
(收稿日期:2002209226) (上接第33页)∠101、水平5Λm ∠135,振动问题得到解决。
4.4 滚动轴承质量问题引起振动的诊断。
1995年,11号引风机大修后试运;转速741r m in ,通频振动115Λm ,基频振动44Λm ,幅值发生周期性变化。
通过测试分析认为有故障,停机检查发现大修中更换的1号滚动轴承(见图4),承力内圈裂纹宽约2mm ,更换后顺利开出,振动值在17Λm 以下。
4.5 叶轮轮毂松动引发振动。
1995年9月,12号引风机运行中振动突然增大,现场测试振动值为108Λm ,随即进行动平衡试验,发现振动幅值随动平衡加重位置出现“追随”现象,即转子加上试加重量后,按计算求得平衡重量以试加重为起点,难以追上应加重的方位。
停机进入风道检查,发现叶轮轮毂松动(见图4)。
紧固处理后,取下所加试加重量,启动试验顺利,振动值在20Λm 以下。
4.6 叶轮轮毂设计尺寸不符引起振动。
2001年7月,9号引风机大修后启动试运,当时测量各瓦振动值在20Λm 以下,但几分钟后发现振动波动很大,幅值从20～90Λm 随机变化。
分析认为是叶轮串动引起,停机检查发现叶轮宽度不合格,厂家设计尺寸不对,造成轮毂不能自锁,进行点焊加固再次启动运行正常。
5 结 论 由于机组振动状态最能反映主机的性能水平,主机绝大多数故障的出现,一般均能引起振动状态的改变,现代故障诊断是由于实施主动(视情)维修策略和建立监控系统的需要而发展起来的。
系统投入应用能防止故障的传播和灾难性事故的发生,其前提条件是要具有在线实时可靠检测和诊断故障的能力。