火电厂600MW锅炉性能试验研究报告(6)

嘉兴发电有限责任公司3号锅炉性能试验研究报告

外二内二一次风喷口内二外二

图7 燃烧器水平轴向速度场图(距水冷壁距离，单位：mm)

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冷态试验中，用飘带测试了燃烧器的回流区几何形状。回流区的大小和位置对燃烧器的着火起着决定性的作用，确定回流区尺寸考虑的因素比较多，不同形式的燃烧器出口气流速度不同，很难预先得出要求的回流区大小的具体尺寸，只有根据实验来确定，热态时回流区尺寸一般是冷态的3~4倍。在调风盘开度、内二、外二次风叶片角度的试验中，回流区的形状如图8所示。冷态试验得出燃烧器的回流区大小和位置适当。回流区的起点距水冷壁约有600mm，水冷壁到燃烧器喷口又有400mm，这样燃烧器的着火点起点距燃烧器喷口达到1000mm左右，从而达到在燃烧条件下保护燃烧器喷口的目的。回流区的宽约为520mm，长约为1200mm，回流区长而宽，回流区越大，回流的烟气量越大，回流的烟气温度越高，因而着火就更稳定。从冷态测试回流区的结果得出，DRB-XCL型双调风旋流煤粉燃烧器具有良好燃烧稳定性，内二、外二次风旋转方向相同，依靠旋转的气流产生回流区，回流区可使从燃烧器燃烧后的高温烟气回到燃烧器的根部附近，使燃料在入炉后就能快速着火并保持稳定的燃烧。根据图7和图8分析，旋流燃烧器的空气动力特性中，有回流区存在，就一定有切向速度的存在，轴向速度和切向速度分配合理就可产生稳定的回流区，回流区的顶点也就是流场中切向速度的结束位置。冷态试验时，切向速度约在1800mm位置结束，从图8中得出一次风风量将内二、外二次风产生的回流区的起点推到距喷口约1000mm处左右。测试结果说明一次风速度、内二、外二次风轴向速度和切向速度设计合理。

5206001200外二内二一次风喷口内二外二400水冷壁

图8 燃烧器冷态回流区图

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燃烧器出口速度均匀性测试。试验时燃烧器调风盘开度及内二、外二次风角度位置见表10，燃烧器本身结构，一次风管布置，二次风风箱相对燃烧器位置，内二、外二次风叶片的加工精度，油枪位置等，这些因素都会使燃烧器出口速度不均匀，影响燃烧。流速测量偏差是测点气流速度与平均速度的差值和气流平均速度之比。用气流出口不均匀系数来表征旋流燃烧器不均匀的程度，出口气流不均匀系数是气流最大速度与最小速度的差值和气流平均速度值之比；测试运行中的30只燃烧器出口一次风、内二次风、 外二次风在0°、90°、180°、270°四个不同位置时的轴向速度、切向速度值，其中测试的前墙2、3层燃烧器的轴向速度、切向速度和偏差值见表11。一次风由于是直流，其偏差值相对小一些，其最大偏差值出现在3层A5燃烧器270°的位置上，最大值偏差为-31%；内二次风轴向速度最大偏差值是在二层F1燃烧器90°的测点上，偏差值是36.9%，切向速度位于F5燃烧器90°的地方，偏差为-90%。外二次风轴向速度最大偏差值是二层F1燃烧器0°的测点上，偏差值是-39%； 切向速度是F2燃烧器0°，偏差为75.2%。燃烧器出口速度均匀性的指标，常用不均匀系数表示，不均匀系数越大，出口速度均匀性越差。测试的30只燃烧器的不均匀系数见表12、表13，一次风、内二、外二次风相比，外二次风的均匀性最差，外二次风最突出的是切向速度，不均匀系数在每层都有大于1的值，其次是内二次风，一次风不均匀系数值相对最好。表14是比较了30只燃烧器的不均匀系数值，从表14得出，一次风在不带煤粉的情况下，相同磨煤机的一次风速比较均匀，后墙的B层和D层不均匀系数为0.08，均匀性最差是前墙下层，不均匀系数是0.14，前墙其它两层是0.11。同层燃烧器的内二次风和外二次风的轴向速度的不均匀系数相差不大，基本上在0.21～0.61之间变化，外二次风切向速度除后墙D层外，其它四组燃烧器的不均匀系数都是外二次风切向速度最大。

燃烧器出口速度均匀性试验，得出外二次风的均匀性较差，由图9看出，外二次风叶片与内二次风叶片相比叶片间距较大，建议增加外二次风叶片数量，外二次风叶片由16片增加到30片或32片，以提高外二次风出口速度的均匀性。

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表10 燃烧器出口速度均匀性试验燃烧器调风盘开度及二次风叶片角度位置汇总表

前墙 层 燃烧器号 调风盘（mm） 后墙 E 外二(角度) 调风盘（mm） A 内二(角度) 内二(角度) 外二(角度) 1 2 3 3 4 5 6 1 2 2 3 4 5 6 1 2 1 3 4 5 6

180 180 170 170 185 185 35/35 36/36 36/36 36/36 36/36 35/38 F 62/62 64/62 63/62 63/63 63/63 64/65 180 180 170 170 185 185 36/36 35/35 35/35 36/36 36/36 36/36 B 63/64 61/63 63/63 62/62 62/63 65/65 调风盘（mm） 内二(角度) 外二(角度) 调风盘（mm） 内二(角度) 外二(角度) 180 180 180 172 190 185 36/36 36/36 36/36 36/35 36/36 36/36 C 66/65 66/66 66/67 64/64 64/64 64/64 180 180 170 160 185 185 39/39 38/38 38/38 38/38 37/37 38/38 D 73/73 71/71 71/71 70/70 72/72 74/74 调风盘（mm） 内二(角度) 外二(角度) 调风盘（mm） 内二(角度) 外二(角度) 180 188 170 172 190 190 36/36 36/36 36/36 36/35 36/36 44/36 22

63/63 63/63 64/63 63/64 66/66 56/64 180 180 170 170 190 190 36/36 36/36 37/35 35/35 35/36 39/40 66/67 63/63 66/68 63/63 68/68 68/68

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表11 前墙2、3层燃烧器出口速度均匀性测试结果表

层 项目 A1 A2 A3 A4 A5 A6 燃烧器号 单位 0° 90° 180° 270° 0° 90° 180° 270° 0° 90° 180° 270° 0° 90° 180° 270° 0° 90° 180° 270° 0° 90° 180° 角度 轴向速度 m/s 10.3 10.5 8.4 一次风 偏差 % 13.9 16.2 -7.1 7.3 -16 -10 5.09 20.6 1.77 8 8.3 7.8 10.6 -21 5.09 3.98 -19 9.8 8.9 5.7 7.4 -14 8.6 -19 3.98 23.9 2.88 7.3 9.2 8.9 8.4 -29 -2.7 30.5 -1.5 10.4 9 6.6 9 -31 7.6 -12 13.8 3.98 11.5 33.1 35 8.4 -2.8 10.9 2.88 10 15.7 4.2 -56 16.1 31 4.5 -33 -27 10.4 20.4 11.5 21.1 14 13.9 7.4 10.4 8.64 9.50 12.29 6.70 270° 10.1 -6.9 6 -34 12.7 32 9.7 -20 6.5 10.5 10.85 9.13 9.62 12.11 5.88 轴向速度 m/s 9.3 7.6 轴速偏差 % 7.64 -12 内二次风 3 切向速度 m/s 11.7 10.7 7.2 切速偏差 % 23.2 12.6 -24 轴向速度 m/s 12.6 10.6 8.9 轴速偏差 % 2.52 -14 外二次风 切向速度 m/s 8.8 6.2 切速偏差 % 31.3 -7.5 层 项目 4.2 -37 5.3 -21 5.3 10.8 10 9.8 8.1 10.3 6.5 -3 5.6 -16 3 4.7 4.3 -36 8.1 8.2 6.1 4.3 -36 6.8 1.49 5.7 -15 6.8 1.49 -21 61.2 49.3 46.3 20.9 53.7 -55 -30 20.9 22.4 -9 -28 9.8 11.5 12.4 10.2 3.16 21.1 30.5 7.37 10.2 10 12.4 -17 16 11.5 10.3 10.4 9.2 4.6 9.6 4.4 13.6 4.6 10.2 7.6 21.1 8.42 9.47 -9.5 11.1 12.6 11.6 -9.7 2.52 -5.6 9.6 -22 -3.2 -52 1.05 -54 9 11.7 12.7 14.2 43.2 -52 7.37 -20 11.7 12.1 13.6 14.7 -4.8 -1.5 10.7 19.6 45.3 -100 14.7 13.9 13.1 12.5 8.1 9.5 10.9 9.2 7.1 9.5 9.4 7.3 7.3 9.4 11.2 9.3 6.4 8.8 11.8 8.9 6.2 9.4 12.2 9.3 平均值 270° 6.6 9.04 -7.4 -3.9 -9.7 22.7 13.4 3.01 -34 -16 6.48 3.01 -2.8 20.4 4.17 -24 4.17 -19 0.9 30.2 -27 -4.8 3.34 15.5 13.1 6.59 1.71 F1 F2 F3 F4 F5 F6 燃烧器号 单位 0° 90° 180° 270° 0° 90° 180° 270° 0° 90° 180° 270° 0° 90° 180° 270° 0° 90° 180° 270° 0° 90° 180° 角度 轴向速度 m/s 9.9 11.2 11.9 9.6 10.2 11.3 11.7 -12 11.7 -6 4.15 7.83 7 8.9 10.1 10 9.7 10.9 11.1 9.8 11.2 13.4 10.2 -6 9.3 8.9 11.7 13.4 10.4 9.8 -9.7 7.9 -13 12 24.7 11.8 -2.6 8.1 37.8 10.1 -6.9 6.9 -24 5.2 -46 12.8 5.7 3.5 -40 11.4 5.07 7.9 -13 11 14.3 12.6 4.05 3.2 -46 12.4 14.3 9.1 -0.3 -100 10 -17 0.8 -86 一次风 偏差 % -8.8 3.23 9.68 -7.8 -11 0.46 2.3 6.2 10.6 9.8 10 -9.7 3.23 23.5 10.1 9.8 7 -18 7.83 23.5 -4.1 7.5 8.8 10 8.9 轴向速度 m/s 12.4 12.5 10.8 轴速偏差 % 35.8 36.9 18.3 内二次风 切向速度 m/s 9.3 10.3 9.8 2 切速偏差 % -3.3 7.07 1.87 轴向速度 m/s 7.4 11.4 13.9 轴速偏差 % -39 -5.9 14.8 外二次风 切向速度 m/s 2.5 8 7.9 8.7 10.3 10.9 7.3 48 75.2 85.4 24.1 7.7 31 3.5 6 5.9 6.1 7.1 3.7 3.1 -47 7.1 3.8 6.3 3.2 切速偏差 % -57 36.1 34.4 -40 2.04 0.34 3.74 20.7 -37 20.7 -35 7.14 -46 10 9.5 10.6 13.9 11.2 10.5 11 7.4 12 5.4 12.8 5.7 14.2 1 11.6 4.2 3.95 -1.2 10.2 44.5 10 12.7 12.2 8.7 -17 4.87 0.74 -28 16.4 9.15 14.3 -23 11.3 10.8 12.2 13 24.7 -44 33.1 -41 10.2 13.8 11.7 -16 16.1 47.6 -90 20.6 -56 11.8 16.1 14.2 16.3 -2.6 32.9 17.3 34.6 28.1 -23 -2.5 10.6 -32 16.1 7.34 9.53 10.6 7.34 -23 1.86 -18 -3.6 9.53 -2.5 -6.7 -11 0.74 7.35 14 -3.4 32.9

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