超临界直流锅炉冷态空气动力场研究
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Ｌ Ｃ Ｓ的主要 组件 为 紧凑燃 尽风 （ Ｃ Ｆ 喷嘴 、 ＮＦ Ｃ Ｏ Ａ） 可
２ 冷 态 试 验 及 研 究 目的
炉 内动 力 场组 织 的好 坏 ， 接 影 响锅 炉 的燃烧 直
效率 及炉 膛 出 口烟 气 分 布情 况 ， 而 影 响 锅炉 的整 进 体性 能 ， 因此 ， 在开 展动力 场研究 前 对关键环 节进行
０ ３０ ） ７ ００
０ １０ ； ７ ０ ３
３河北国华定洲发电厂 ， 北 定州 ． 河
摘
要 ： 对 四角 切 圆 锅 炉 水 平 烟 道 上 普遍 存 在 烟温 偏 差 的情 况 ， 针 在河 北 国华 定 洲 发 电 厂新 建 锅 炉 开 展 了冷 态 空 气 动 力
场试 验 ， 点 研 究 炉 膛 出 口烟 气 流 速分 布情 况 。试 验 证 明 ， 过 调 整分 离燃 尽 风 （ Ｏ Ａ） 嘴 的 角 度 ， 有 效 改 变 炉 膛 出 重 通 ＳＦ 喷 能 口气 流 的分 布 ， 证 左 、 烟 气 流 速 均 匀 ， 满 足 锅 炉 正 常 运 行 的要 求 。 保 右 可
次风 喷 嘴偏 置 角 度 ，６ ； 次 风 速 度 ，６ ８ｍ／ ； ２ 。二 ５ ． ｓ 二
组所 采用 的 锅 炉 为 上 海 锅 炉 厂 生 产 的 Ｓ 一２ ５ ／ Ｇ １０ ２． ５ ４一Ｍ ７ ９ ６型超 临界 参数 变压运 行直 流炉 ， 四角 切
向燃 烧方式 、 次 中 间再 热 、 炉 膛平 衡 通 风 、 一 单 固态
行 实践 表 明 ， 在这 些 锅 炉 的水 平 烟 道上 普 遍 存 在 烟
温偏差 ， 致使 高温 过热 器 、 温再 热器 不断发 生超 温 高 爆 管事 故 ， 重威 胁 电站 的安全 、 严 经济 运行 。 多年来 ， 大 容 量 锅 炉 水 平 烟 道 中 烟 温 偏 差 对 （ 以下 简称 烟温偏 差 ） 行 了许 多 研 究 ， 进 烟温 偏 差有 所 改善 。然 而 ，由于 对烟 温偏差 产 生 的原 因认 识不
上 、 ２个 偏置 的 Ｃ Ｓ喷嘴 及 １个 直吹 喷 嘴 。在 主 下 Ｆ
风箱上 部设 有 ２层 Ｃ Ｏ Ａ喷嘴 ， 主风箱 下部设 有 ＣＦ 在
１ Ｕ Ａ喷 嘴 。在 主 风 箱 上 部 布 置 有 Ｓ Ｆ 燃 烧 层 Ｆ ＯＡ
器 ， 括 ５层 可 水 平 摆 动 的分 离 燃 尽 风 （ Ｏ Ａ） 包 Ｓ Ｆ 喷
第３ ３卷 第 ３期
２１ ０ １年 ３ 月
华 电技 术
Ｈｕ ｄａ ｃ ｏｏ ｙ ａ ｉｎ Ｔｅ ｈｎ ｌｇ
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ３ １３ ．
Ｍ ａ ． ０１ ｒ２ １
超 临 界 直 流 锅 炉 冷 态 空 气 动 力 场 研 究
汪潮 洋 崔 育奎 ，
（． １河北 省电力研究 院 ， 河北 石家庄 ０ ０ ２ ；． ５０ １２ 华北 电力大学 ， 河北 保定
河北 国华定 洲 发 电厂 二 期 工 程 ２Ｘ６ ０ＭＷ 机 ６
燃 烧器 的主要 设计 参数 （ Ｒ工况 ） 单个煤 粉 ＭＣ ： 喷嘴输 入 热量 ，０ ． ３ ８ ２×１ 。 Ｊ ｈ 炉 膛 宽 度 ×深 度 ， ０ ｋ／ ； １ １ ｍ×１ １ ｍｍ； 次风 喷嘴 偏置 角度 ，。 二 ８ ６ｍ ８ ８ ６ ８ 一 ４；
关键 词 ： 超临界直流锅炉 ； 向燃烧 ； 切 空气 动力场试验 ； 烟气流速 中图分类号 ： Ｍ ６ １２：Ｋ２ ９２ Ｔ ２ ． Ｔ ２ ． 文献标 志码 ： Ｂ 文章编号 ：６ ４—１５ （０ １０ ０ ０ ０ １７ ９ １ ２ １ ）３— ０ ８— ３
０ 引 言
目前 ， 国新 投 超 临 界 ６ ０ＭＷ 等 级 及 以上 机 我 ０ 组 的锅 炉有 相 当一 部 分采用 四角切 圆燃 烧技术 。运
度 ） ２ ． ／ ； 次 风 温 度 ， ６ ７℃ ； 次 风 率 ， ，５ ４ｍ ｓ 一 ７． 一
１．％ ； ８４ 燃烧 器一 次风 阻力 ， ． Ｐ ； 烧 器 二 次风 ０ ５ｋ ａ 燃
阻 力 ，． Ｐ 。 １ ０ ａ ｋ
是 减少挥 发分 氮 转化 成 Ｎ 主 要 方 法是 建 立 早 期 Ｏ， 着 火 和使 用 控 制 氧 量 的燃 料／ 气 分 段 燃 烧 技 术 。 空
嘴 。连 同煤 粉 喷 嘴 的周 界 风 ， 组 主燃 烧 器 和 Ｓ － 每 Ｏ Ｆ Ａ燃烧 器各 有二 次 风 挡ຫໍສະໝຸດ Baidu ２ ５组 ， 由电 动执 行 器 均 单独操 作 。为满 足 锅炉 汽 温 调节 的需 要 ， 主燃烧 器 喷嘴采 用摆 动 结 构 ， 内、 连 杆 组 成 １个 摆 动 系 由 外 统 ， １ 电动执 行 器 集 中带 动做 上 、 摆 动 ， 次 由 个 下 二 风喷 嘴 的摆 动 范 围为 ±３ 。 煤 粉 喷 嘴 的摆 动 范 围 ０， 为 － ０ 。 Ｏ Ａ燃 烧器 同样 由 １台 电动 执 行器 集 中 ４ 。Ｓ Ｆ － ２ 带动做 上 、 下摆动 ， Ｏ Ａ喷嘴 可 水平 摆 动 调 节炉 膛 ＳＦ
次 风 温 度 ， ４ ｏ 二 次 风 率 ， ５ ７ ； Ｏ Ａ，０ ； ３ ３Ｃ； ７． ％ Ｓ Ｆ ３％
Ｃ Ｏ Ａ，０ ； 界 风 ， ０ ； 次 风 速 度 （ 口速 Ｃ Ｆ １％ 周 １％ 一 喷
排渣 、 露 天 布 置 、 钢 构 架 、 半 全 Ⅱ形 布 置 。 采 用 低 Ｎ 同轴燃 烧 系统 Ｌ Ｃ Ｓ Ｌ ｗ Ｎ Ｃ ｎ ｅｔｃＦｒ Ｏ Ｎ Ｆ （ ｏ Ｏ ｏｃ ｎ ｉ ｉ ｒ — ｉｇＳｓ ｍ） ｎ ｙｔ 。低 Ｎ 煤粉燃 烧 系统设 计 的主要任 务 ｅ Ｏ
出 口烟温偏 差 ， 平摆 动范 围为 ±１ 。 水 ５。
足 ， 温偏差 至今 仍 是 电力 安 全 生 产 中存 在 的 主要 烟
问题 ， 有必要 总结 分 析 有 关研 究 成 果 ， 识 其规 律 ， 认 以便进 一步 改善 四角 切 圆燃 烧 时的烟 温偏差 。
１ 系统概 况
２ 冷 态 试 验 及 研 究 目的
炉 内动 力 场组 织 的好 坏 ， 接 影 响锅 炉 的燃烧 直
效率 及炉 膛 出 口烟 气 分 布情 况 ， 而 影 响 锅炉 的整 进 体性 能 ， 因此 ， 在开 展动力 场研究 前 对关键环 节进行
０ ３０ ） ７ ００
０ １０ ； ７ ０ ３
３河北国华定洲发电厂 ， 北 定州 ． 河
摘
要 ： 对 四角 切 圆 锅 炉 水 平 烟 道 上 普遍 存 在 烟温 偏 差 的情 况 ， 针 在河 北 国华 定 洲 发 电 厂新 建 锅 炉 开 展 了冷 态 空 气 动 力
场试 验 ， 点 研 究 炉 膛 出 口烟 气 流 速分 布情 况 。试 验 证 明 ， 过 调 整分 离燃 尽 风 （ Ｏ Ａ） 嘴 的 角 度 ， 有 效 改 变 炉 膛 出 重 通 ＳＦ 喷 能 口气 流 的分 布 ， 证 左 、 烟 气 流 速 均 匀 ， 满 足 锅 炉 正 常 运 行 的要 求 。 保 右 可
次风 喷 嘴偏 置 角 度 ，６ ； 次 风 速 度 ，６ ８ｍ／ ； ２ 。二 ５ ． ｓ 二
组所 采用 的 锅 炉 为 上 海 锅 炉 厂 生 产 的 Ｓ 一２ ５ ／ Ｇ １０ ２． ５ ４一Ｍ ７ ９ ６型超 临界 参数 变压运 行直 流炉 ， 四角 切
向燃 烧方式 、 次 中 间再 热 、 炉 膛平 衡 通 风 、 一 单 固态
行 实践 表 明 ， 在这 些 锅 炉 的水 平 烟 道上 普 遍 存 在 烟
温偏差 ， 致使 高温 过热 器 、 温再 热器 不断发 生超 温 高 爆 管事 故 ， 重威 胁 电站 的安全 、 严 经济 运行 。 多年来 ， 大 容 量 锅 炉 水 平 烟 道 中 烟 温 偏 差 对 （ 以下 简称 烟温偏 差 ） 行 了许 多 研 究 ， 进 烟温 偏 差有 所 改善 。然 而 ，由于 对烟 温偏差 产 生 的原 因认 识不
上 、 ２个 偏置 的 Ｃ Ｓ喷嘴 及 １个 直吹 喷 嘴 。在 主 下 Ｆ
风箱上 部设 有 ２层 Ｃ Ｏ Ａ喷嘴 ， 主风箱 下部设 有 ＣＦ 在
１ Ｕ Ａ喷 嘴 。在 主 风 箱 上 部 布 置 有 Ｓ Ｆ 燃 烧 层 Ｆ ＯＡ
器 ， 括 ５层 可 水 平 摆 动 的分 离 燃 尽 风 （ Ｏ Ａ） 包 Ｓ Ｆ 喷
第３ ３卷 第 ３期
２１ ０ １年 ３ 月
华 电技 术
Ｈｕ ｄａ ｃ ｏｏ ｙ ａ ｉｎ Ｔｅ ｈｎ ｌｇ
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ３ １３ ．
Ｍ ａ ． ０１ ｒ２ １
超 临 界 直 流 锅 炉 冷 态 空 气 动 力 场 研 究
汪潮 洋 崔 育奎 ，
（． １河北 省电力研究 院 ， 河北 石家庄 ０ ０ ２ ；． ５０ １２ 华北 电力大学 ， 河北 保定
河北 国华定 洲 发 电厂 二 期 工 程 ２Ｘ６ ０ＭＷ 机 ６
燃 烧器 的主要 设计 参数 （ Ｒ工况 ） 单个煤 粉 ＭＣ ： 喷嘴输 入 热量 ，０ ． ３ ８ ２×１ 。 Ｊ ｈ 炉 膛 宽 度 ×深 度 ， ０ ｋ／ ； １ １ ｍ×１ １ ｍｍ； 次风 喷嘴 偏置 角度 ，。 二 ８ ６ｍ ８ ８ ６ ８ 一 ４；
关键 词 ： 超临界直流锅炉 ； 向燃烧 ； 切 空气 动力场试验 ； 烟气流速 中图分类号 ： Ｍ ６ １２：Ｋ２ ９２ Ｔ ２ ． Ｔ ２ ． 文献标 志码 ： Ｂ 文章编号 ：６ ４—１５ （０ １０ ０ ０ ０ １７ ９ １ ２ １ ）３— ０ ８— ３
０ 引 言
目前 ， 国新 投 超 临 界 ６ ０ＭＷ 等 级 及 以上 机 我 ０ 组 的锅 炉有 相 当一 部 分采用 四角切 圆燃 烧技术 。运
度 ） ２ ． ／ ； 次 风 温 度 ， ６ ７℃ ； 次 风 率 ， ，５ ４ｍ ｓ 一 ７． 一
１．％ ； ８４ 燃烧 器一 次风 阻力 ， ． Ｐ ； 烧 器 二 次风 ０ ５ｋ ａ 燃
阻 力 ，． Ｐ 。 １ ０ ａ ｋ
是 减少挥 发分 氮 转化 成 Ｎ 主 要 方 法是 建 立 早 期 Ｏ， 着 火 和使 用 控 制 氧 量 的燃 料／ 气 分 段 燃 烧 技 术 。 空
嘴 。连 同煤 粉 喷 嘴 的周 界 风 ， 组 主燃 烧 器 和 Ｓ － 每 Ｏ Ｆ Ａ燃烧 器各 有二 次 风 挡ຫໍສະໝຸດ Baidu ２ ５组 ， 由电 动执 行 器 均 单独操 作 。为满 足 锅炉 汽 温 调节 的需 要 ， 主燃烧 器 喷嘴采 用摆 动 结 构 ， 内、 连 杆 组 成 １个 摆 动 系 由 外 统 ， １ 电动执 行 器 集 中带 动做 上 、 摆 动 ， 次 由 个 下 二 风喷 嘴 的摆 动 范 围为 ±３ 。 煤 粉 喷 嘴 的摆 动 范 围 ０， 为 － ０ 。 Ｏ Ａ燃 烧器 同样 由 １台 电动 执 行器 集 中 ４ 。Ｓ Ｆ － ２ 带动做 上 、 下摆动 ， Ｏ Ａ喷嘴 可 水平 摆 动 调 节炉 膛 ＳＦ
次 风 温 度 ， ４ ｏ 二 次 风 率 ， ５ ７ ； Ｏ Ａ，０ ； ３ ３Ｃ； ７． ％ Ｓ Ｆ ３％
Ｃ Ｏ Ａ，０ ； 界 风 ， ０ ； 次 风 速 度 （ 口速 Ｃ Ｆ １％ 周 １％ 一 喷
排渣 、 露 天 布 置 、 钢 构 架 、 半 全 Ⅱ形 布 置 。 采 用 低 Ｎ 同轴燃 烧 系统 Ｌ Ｃ Ｓ Ｌ ｗ Ｎ Ｃ ｎ ｅｔｃＦｒ Ｏ Ｎ Ｆ （ ｏ Ｏ ｏｃ ｎ ｉ ｉ ｒ — ｉｇＳｓ ｍ） ｎ ｙｔ 。低 Ｎ 煤粉燃 烧 系统设 计 的主要任 务 ｅ Ｏ
出 口烟温偏 差 ， 平摆 动范 围为 ±１ 。 水 ５。
足 ， 温偏差 至今 仍 是 电力 安 全 生 产 中存 在 的 主要 烟
问题 ， 有必要 总结 分 析 有 关研 究 成 果 ， 识 其规 律 ， 认 以便进 一步 改善 四角 切 圆燃 烧 时的烟 温偏差 。
１ 系统概 况