[发明专利]一种切向燃烧摆动喷嘴附加进风的运行评估方法

说明书

技术领域

本发明属于锅炉煤粉燃烧器的运行监测和诊断领域，尤其涉及一种切向燃烧摆动喷嘴附加进风的运行评估方法。

背景技术

在煤粉燃烧的不同阶段送入适量的空气是燃烧设计、控制和优化的有效手段，因此，切向燃煤锅炉在炉膛不同高度布置了功能各异的空气和燃料喷嘴，通常包括一次风、辅助二次风、周界风、紧凑燃尽风、分离燃尽风以及最底层的“火下风”等，通过这些喷嘴的有组织的配风，使炉内保持合理的风粉分布，以提高煤粉燃尽度，降低氮氧化物生成，并满足汽温调节需要。

与有组织燃烧配风相比，炉膛内还有一定数量的漏风和冷却风等附加进风，在运行中，这些无组织进风必须控制在一定范围内，才能合理、有效地进行有组织配风；无组织附加进风量过大，会改变炉内风粉分布，使主燃烧区和燃尽区等局部区域的过剩空气量偏离设计状态，从而引起锅炉NOx排放量升高；在相同燃烧用风量的情况下，无组织风量过大还会使喷嘴的有组织配风量减少，因此，喷嘴风速降低，二次风穿透能力减弱，影响炉内风粉混合，导致煤粉燃烧效率降低，蒸汽温度升高，减温水量增大等问题；因此，寻找和消除炉膛过量的无组织进风，对于优化锅炉燃烧有较为重要意义。

炉膛无组织进风一般是通过看火孔、人孔门或检查孔进入炉膛；另外，为调节再热汽温以及消除炉膛出口气流残余旋转，切向燃烧喷嘴通常设计成垂直或水平摆动方式，风道和喷嘴之间有一定的缝隙，风箱中的热风通过这些缝隙进入炉内，形成喷嘴的附加进风；虽然附加进风客观上起到冷却喷嘴和风道的作用，但缝隙过大也会对喷嘴的有组织配风带来不利影响。目前，燃烧器喷嘴的风量分配是通过调节相应风道上的挡板开度以及保持适当的风箱-炉膛出口差压来实现，一些切向燃煤锅炉运行中风箱-炉膛出口差压偏离设计值较多，锅炉低负荷时甚至不能建立合理的风箱-炉膛出口差压，这表明，炉内实际配风偏离了设计状态；其中，无组织附加进风量过大是重要的原因之一。

现代大容量锅炉炉膛严密性良好，通过人孔门和看火孔等处的漏风通常在5％以下；而切向燃烧摆动喷嘴附加进风量与泄漏缝隙大小有关，它受安装质量影响，并随着运行磨损而变大，目前，还未见对摆动喷嘴附加进风量进行测量或评估的报道，而切向燃烧摆动喷嘴附加进风运行评估对于炉内燃烧诊断和优化以及喷嘴安装质量评价有较为重要意义。

发明内容

为解决现有技术的缺陷，本发明具体公开了一种切向燃烧摆动喷嘴附加进风的运行评估方法，该方法根据锅炉实际运行参数，并利用锅炉冷态试验时测定的二次风挡板和炉膛的阻力系数，确定摆动喷嘴附加进风量和附加进风系数，特别适用于采用直吹式制粉系统的低NOx切向燃煤锅炉。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种切向燃烧摆动喷嘴附加进风的运行评估方法，包括以下步骤：

(1)采集入炉煤样和灰渣样，分别进行元素成分和可燃物含量的化验；得到煤的元素成分分析和灰渣平均含碳量，根据化验数据，计算单位入炉煤燃烧所需要的理论空气量；

(2)确定炉膛出口的过剩空气系数和锅炉入炉煤流量，根据锅炉入炉煤流量、单位入炉煤燃烧所需要的理论空气量和炉膛出口的过剩空气系数，得到炉膛总进风量；

(3)确定进入锅炉的总一次风流量；根据炉膛总进风量和总一次风流量，得到进入炉膛的总二次风流量；

(4)根据磨煤机出口一次风温度和压力、二次风箱入口热风温度和压力，分别计算一次风密度和二次风密度，并得到一、二次风的平均密度；

(5)根据总一次风流量、总二次风流量以及一、二次风的平均密度，计算一、二次风喷嘴的平均速度；

(6)记录锅炉运行表盘上的风箱-炉膛出口压差，利用锅炉冷态试验时测定的炉膛阻力系数，并结合一、二次风的平均密度和一、二次风的平均速度，计算二次风箱到二次风喷嘴出口的压降；

(7)记录锅炉运行表盘上的所有二次风挡板开度，并根据锅炉冷态试验时测定的二次风挡板的阻力系数随开度的变化曲线，得到二次风挡板的阻力系数；

(8)根据二次风箱到二次风喷嘴出口的压降、二次风挡板的阻力系数以及二次风密度，得到各个二次风喷嘴风速；

(9)根据各个二次风喷嘴的风速、面积以及二次风密度，得到通过各个二次风喷嘴的空气流量，并计算通过二次风喷嘴进入炉膛的总风量；