[发明专利]调节喷口截面积保证风速不变的方法

说明书

技术领域

本发明调节喷口截面积保证风速不变的方法，涉及锅炉技术领域；特别涉及电站锅炉技术领域；具体涉及调节喷口截面积保证风速不变的方法技术领域。

背景技术

对于电站锅炉来说，国外和国内的状况完全不同：①、国外的煤品固定、煤质状况好且质量稳定，当锅炉设计好以后所烧的煤是固定不变的；②、国内的煤品不固定、煤质状况差且质量不稳定，当锅炉设计好以后所烧的煤是经常变化的。无论是国外和国内的锅炉，目前都存在着共同的不足、缺陷与弊端：目前生产和使用的煤粉锅炉设计好以后，其各次风喷口的面积是不能改变的，即以喷口面积不能改变的状态下进行配风送粉燃烧；从而便出现了设计与实际工况不吻合的问题；具体的说就是，设计是理论性的理想设计、工况的实际情况却千变万化，设计与实际不吻合；尤其目前特别要求要对锅炉进行调峰降负荷的操作，所述设计与实际工况不吻合的状况便更加突出。所述的调峰降负荷，是在降负荷运行时保证主风箱压力不变而关闭或关小风箱送风的风门来达到降负荷运行的目的，由于关闭或关小了风门，便使通过风门后的风量变小，这样，在喷口面积不变的情况下，便使进入炉膛的风速降低。由于电站煤粉锅炉的燃烧是煤粉热化学反应，所以在反应过程中需要充分的空气中的氧气，并要求有一定的混合能量、以使煤粉颗粒表面能和空气中的氧气充分接触、以达到充分燃烧。降负荷运行过程中，由于关小风门而使进入炉膛内的空气流动速度减小、空气与煤粉的混合成度降低、影响了煤粉燃烧，从而使燃烧工况恶化且造成锅炉不稳定。上述的不足、缺陷与弊端，对于国内的锅炉来说，由于煤品不固定、煤质状况差、煤质不稳定，则显现的尤为突出。

煤粉燃烧是多相燃烧，燃烧反应主要在煤粉表面进行。燃烧反应速度主要取决于煤粉的化学反应速度和氧气扩散到煤粉表面的扩散速度。因而，要做到完全燃烧，除保证足够高的炉温和供应充足而又合适的空气外，还必须使煤粉和空气充分扰动混合，及时将空气输送到煤粉的燃烧表面去，煤粉和空气接触才能发生燃烧反应。要做到这一点，就要求燃烧器的结构特性优良，一、二次风配合良好，并有良好的炉内空气动力场。煤粉和空气不但要在着火、燃烧阶段充分混合，而且在燃尽阶段也要加强扰动混合。因为在燃尽阶段中，可燃质和氧的数量已经很少，而且煤粉表面可能被一层灰分包裹着，妨碍空气与煤粉可燃质的接触，所以此时加强扰动混合，可破坏煤粉表面的灰层，增加煤粉和空气的接触机会，有利于燃烧完全。炉内空气动力场的扰动混合条件，就要求保证风速，怎样才能保证风速呢？只有调节喷口的截面积、从而才能保证风速不会发生变化、保证应有的风速、使空气与煤粉可燃质始终保持良好的接触状态。

我国电站锅炉以燃烧动力煤为主，动力煤相对化工煤热值低、灰分大，挥发分不稳定；同时多数电厂的燃烧煤种以汽车煤为主，煤源多，煤种复杂；且电厂掺煤设备相对简单，无法保证两种以上煤种掺配后煤质工业分析的稳定性，上述原因导致各地区的电站锅炉燃烧的实际入炉煤种相对锅炉设计的理想煤种偏差较大。这样，负荷不同，风量不同，喷口的出口截面积不变，出口风的速度无法满足设计值的要求。这种粗放型的燃烧器喷口设计，喷口出口面积不变，不同负荷下风量不同，不同煤种的风量不同，喷口出口面积无法调整，喷口出口流速便无法保证。

本发明针对电站锅炉调峰和目前国内低氮氧化物改造，为改变喷口配风的现状，以使电厂锅炉能够满足调峰配风要求的实际状况，解决已有公知技术及现状存在的不足、缺陷与弊端，特研究开发以调节喷口截面积、适时调整且保证风速不变的方法，以满足煤粉的充分燃烧。可调喷口截面积的配风方法，既可实现就地操作、又可远方操作、还可分层操作，可极大的提高锅炉的配风准确性，为锅炉煤粉充分燃烧、稳定燃烧起到很好的作用。

锅炉燃烧的关键设备是燃烧器，锅炉燃烧过程要组织的好，除从燃烧机理和热力条件加以保证、使煤粉气流能迅速着火和稳定燃烧外，还要使煤粉与空气均匀地混合，即燃料与氧化剂要及时接触，而且接触良好，才能使燃烧猛烈，燃烧强度大，并能以最小的过量空气系数达到完全燃烧，提高燃烧效率，保证锅炉的安全、经济运行。在煤粉炉中，这一切都与燃烧器的结构、布置及其流体动力特性有关，即要有性能良好并能合理组织炉内气流的燃烧器。因此，燃烧器是煤粉锅炉的主要燃烧设备，其作用是保证燃料和燃烧用空气在进入炉膛时能充分混合、及时着火和稳定燃烧。本发明就是对燃烧器的喷口由固定的无法调节改变为适时的科学调节、以实现始终保持良好的燃烧工况。