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四角切圓,到底該切多大個圓
2019-1-29 9:49:12

前言

四角切向燃燒方式以其燃燒充分、爐膛內熱負荷分布均勻、煤種適應性好等優點在我國火電站中被廣泛采用。

該種燃燒方式, 其爐內空氣動力場不僅影響燃煤氣流的著火, 而且直接關係到爐壁結渣、爐膛出口煙溫偏差及爐膛內煙氣充滿程度等問題。


實際切圓直徑是指爐膛橫截麵上對稱十字中心線上的最大切向速度位置點相連形成圓的平均直徑。


一般使用實際切圓直徑來衡量爐內旋轉氣流的充滿程度, 判斷氣流貼壁、衝牆等情況。

一、對結渣的影響

爐膛壁麵結渣是一種普遍現象, 它會使爐內傳熱熱阻增加、傳熱惡化, 甚至引發事故, 影響鍋爐安全運行。


結渣過程是一個複雜的物理化學過程和流體動力學過程, 其與爐內空氣動力場的組織又有著密切的關係。


實際切圓直徑是表征爐內空氣動力場的一個重要參數, 因此, 要合理的組織好爐內空氣動力場, 必要條件是選擇恰當的爐內實際切圓直徑, 使燃燒中心適中。


如山東某台670t/h 燃燒無煙煤的鍋爐, 運行後結渣嚴重, 冷態實驗發現, 爐內實際切圓直徑偏大, 後將實際切圓直徑減小, 運行表明較好地解決了結渣問題。


研究表明, 在實際燃燒過程中, 從燃燒器噴出的氣流總是在某種程度上偏離設計方向, 因此, 爐內的實際切圓直徑總是大於假想切圓直徑。由於這種偏離, 使得氣流容易貼壁而引起結渣。

 

從圖1 中可以看出, 徑向速度越大時氣流衝牆的可能性越大。當切圓直徑較大(d =800mm)

時, 徑向速度在某些區域向著壁麵:切圓直徑較小(d =430mm)時, 徑向速度全部向著爐膛中心。


因此, 適當減小設計假想切圓直徑, 將會使一次風衝牆的可能性減小, 從而減小結渣趨勢。

 

二、對煙速煙溫偏差的影響

煙速煙溫偏差的產生主要是由於爐膛內的混合旋轉上升氣流在爐膛出口處仍然存在較大的煙氣殘餘旋轉。

所以, 減小煙速煙溫偏差的關鍵是減小爐膛出口處煙氣殘餘旋轉。若切圓直徑越大從而使爐膛出口煙氣殘餘旋轉增加, 增大了煙溫煙速偏差。

三、對著火和燃燒穩定性的影響

四角切向燃燒鍋爐是利用上遊鄰角火焰點燃下遊煤粉氣流的, 所以實際切圓的大小對煤粉的著火有著較大的影響, 尤其是在燃燒器橫截麵上。

四、影響爐內實際切圓尺度的因素

爐內氣流的實際切圓直徑主要決定於設計假想切圓直徑和射流的偏轉程度。造成爐內氣流偏斜的原因有很多種, 主要是:


(1)爐內的旋轉氣流所產生的橫向推力會迫使燃燒器噴口出來的射流偏斜。


(2)從燃燒器噴口出來的射流對周圍氣體(在爐內是高溫煙氣)有卷吸作用, 造成射流偏斜。


(3)直流燃燒器的本射結構特性對射流也有一定的影響。


可以看出影響實際切圓直徑的參數主要反映在燃燒器結構及運行因素上。

 

 



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