锅炉四角切圆燃烧调整与偏烧问题的分析
【摘要】采用四角切圆燃烧方式的锅炉，运行中容易发生气流偏斜而导致火焰贴墙，引起偏焼以及燃烧不稳定现象。本文分析了我厂180T/H锅炉偏烧的原因,介绍了如何通过燃烧调整使偏烧问题得以解决,可供同类型锅炉机组参考。 【关键词】偏烧，燃烧调整，燃烧器热负荷，助燃风，气流刚性 前 言
9#锅炉出现偏烧，炉膛最大温差达到100℃以上 ，长期偏烧，对水冷壁以及水循环不利，由于偏烧使水平烟道烟气温差加大，会导致过热器超温或者暴管，给正常的生产运行带来隐患。所以有必要根据设备的具体状况，全面分析造成锅炉偏烧的各种因素，制定出切实可行的措施抑制偏烧，减少烟气温差，提高锅炉运行的安全性及经济性。 1影响四角切圆燃烧的因素。
1.1邻角气流的撞击是气流偏斜的主要原因
射流自燃烧器喷出后，由于受到上游邻角气流的直接撞击，撞击点愈接近喷口，射流偏斜就愈大；撞击动量愈大，气流偏斜就愈严重。
1.2 射流两侧“补气”条件的影响
射流自喷出后仍然保持着高速流动，射流两侧的烟气被卷吸着一道前进，射流两侧的压力就随着降低，这时，炉膛其它地方的烟气就纷纷赶来补充，这种现象称为“补气”。如果射流两侧的补气条件不同，就会在射流两侧形成压差。向火面的一侧受到邻角气流的撞击，补气充裕，压力较高；而背火面的一侧补气条件差，压力较低。这样，射流两侧就形成了压力差，在压力差的作用下，射流被甚至迫使气流贴墙，引起偏烧。
1.3燃烧器的高宽比(hr/b)对射流弯曲变形影响较大
燃烧器的高宽比值愈大，射流形状愈宽而薄，其“刚性”就愈差，因而，射流愈容易弯曲变形。
在大容量锅炉上，由于燃料量显著增大，燃烧器的喷口通流面积也相应增大，所以喷口数量必然增多。为了避免气流变形和减小燃烧器区域水冷壁的热负荷，将燃烧器沿高度方向拉长，并把喷口沿高度分成2～3组，每组的高宽比不超过6，相邻两组喷口间留有空档，空档相当于一个压力平衡孔，用来平衡射流两侧的压力，防止射流向压力低的一侧弯曲变形。
当燃烧器多层布置时对旋涡直径的影响较大
上层气流不断的被卷吸到下层气流中，加上气流受热膨胀的影响，使气流容积流量增大，旋涡直径相应增大，一般可使实际切圆直径膨胀到假想切圆直径的7～8倍
1.4切圆直径的影响
炉内四股气流的相互作用，不仅影响到气流偏斜程度，也影响到假想切圆直径。而切圆直径又影响着气流贴墙、结渣情况和燃烧稳定性。此外，还影响着汽温调节和炉膛容积中火焰的充满程度。
当切圆直径较大时，上游邻角火焰向下游煤气气流的根部靠近，煤气的着火条件较好。这时炉内气流旋转强烈，气流扰动大，使后期燃烧阶段可燃物与空气流的混合加强，有利于完全燃烧。切圆直径过大，也会带来下述的问题：
(1) 火焰容易贴墙，引起偏烧；
(2) 着火过于靠近喷口，容易烧坏喷口；
(3) 火焰旋转强烈时，产生的旋转动量矩大，同时因为高温火焰的粘度很大，到达炉膛出处，残余旋转较大，这将使炉膛出口烟温分布不均匀程度加大，因而既容易引起较大的热偏差，可能引起过热器超温。
在大容量锅炉上为了减轻气流的残余旋转和气流偏斜，适当增加炉膛高度或采用燃烧器顶部消旋二次风，对减弱气流的残余旋转，减轻炉膛出口的热偏差有一定的作用，但还不可能完全消除。
当然，切圆直径也不能过小，否则容易出现对角气流对撞，火焰推迟，四角火焰的“自点燃”作用减弱，燃烧不稳定，燃烧不完全，炉膛出口烟温升高一系列不良现象，影响锅炉安全运行。或者给锅炉运行调节带来许多困难。
1.5流刚性的大小
气流刚性越大，越不容易偏斜，刚性越小，越容易偏斜。
2 9#锅炉偏烧的原因及措施
通过上面得分析，结合我们车间的实际情况，再来探讨一下9#锅炉的偏烧问题。
我们车间7#,8#，9#锅炉燃烧系统有燃烧室，燃烧器，空气预热器组成，使用的燃料是高炉煤气，焦炉煤气。煤气由主管网送至炉膛四角四个（9#锅炉每个角有5个燃烧器）旋流式燃烧器喷入炉膛，煤气燃烧器各配风有送风机送出，经空气预热器，有锅炉两侧风道分别送入四角燃烧器喷入炉膛，空气和煤气充分混合燃烧。9#锅炉和7#，8#锅炉不同，四角高煤管道有一道手动阀，一道调节阀；7#，8#锅炉四角高煤管道有一道手动阀，一道电动阀。微机操作画面也不同，9#锅炉可以层调，也可以单个角调；7#,8#只能单个角调。并且由于燃烧器高宽比是和角度不可调节，布置好以后，切圆大小也就基本定了。现在可以从以下一个方面入手来调整偏少问题
2.1 在运行中要注意看火
一是通过现场看火门看火，观察各个燃烧器的燃烧着火，火焰颜，燃烧器是否烧坏，火焰射流大小以及偏斜情况；二是通过火焰监测器看火，这样可以看到整个炉膛的燃烧情况，各个角火焰的明亮程度，火焰在炉膛的充满程度。
从运行中来看，9#锅炉2#，3#角火焰亮度以及充满度明显要低于1#，4#角，在锅炉低负荷运行时更为明显。说明2#，3#角煤气量不够，射流强度不够。
2.2煤气及配风的调整
由于从燃烧器射出的气流是高炉煤气，焦炉煤气，助燃空汽的混合气体，所以在调整的时候不能只调煤气，还要相应的调整配风，在调煤气是，还要考虑到高煤，焦煤对气流偏斜的影响，使四角各个燃烧器的热负荷大致相等，各个燃烧器的射流刚性大致相等，使炉内气流速度场和温度场分布均匀。
在运行过程中可以通过参考煤气支管的压力以及四角风压，结合含氧量和炉膛负压来调整煤气及配风。运行中证明，开大2#，3#角的高煤及煤气和4#角上层助燃风，交关小1#，4#角的高煤及焦煤，尤其是投入2#，3#角三层焦煤，可以使温差控制在30℃以内。
2.3由于管道阀门故障引起各个燃烧器流量不同。
由于四角高煤调节阀，助燃空气调节阀，焦煤电动阀经常出现故障，导致指定阀位和实际开度不相符；高煤手动阀，焦煤手动阀开关不到位或者卡住，在这样的情况下，即使每个角煤气和助燃空气阀门开度都一样，实际每个角燃烧器喷出的煤气和助燃空气量是不同的，这就导致各个燃烧器射流强度不一样，强度大的射流就会撞击邻角火焰，使邻角火焰贴墙，这样就造成了火焰偏斜引起偏烧。
下面是9#锅炉负荷为90t/h时，四角高煤，焦煤，助燃空气操作画面截图，在这样的开度下 ，没有发生偏烧，调节时四角各阀门开度调好后尽量不要动，用支管控制就好，炉膛温差可以控制在30℃以内。这种状态调节时没有采用层调，而时采用单个角调，每一层的高炉煤气，焦炉煤气及助燃空气的4角阀门开度都不一样。
2.4 由于热工仪表出现偏差形成的“假偏烧”。
热工仪表在运行中损坏或者检修后测点插入炉墙深度不一致导致出现温差，需要更换仪表或者重新调整测点位置，使测量值恢复正常。
煤气燃烧器
助燃空气调节画面 高炉煤气调节画面
焦炉煤气调节画面 炉膛参数
3结语
9#锅炉在目前的状态下，可以开大2#，3#角高煤，焦煤；关小1#，4#角高煤，焦煤，关小1#角助燃风，开大4#角助燃风，可以有效的减小偏烧。由于影响偏烧的因素很多，并且随着锅炉负荷的变化各个因素作用的大小又有不同，所以调节偏烧需要结合运行工况慢慢调整。
4参考文献
[1] 范从振：《锅炉原理》，水利电力出版社。1986年5月 第一版
[2] 电站锅炉行业情报组：《锅炉燃烧技术》，上海锅炉厂研究所。1975年8月 第一版
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