燃烧调整对炉内三维温度场分布的影响
基于W火焰炉炉内三维温度场测量技术的燃烧优化控制技术研究
基于W火焰炉炉内三维温度场测量技术的燃烧优化控制技术研究发表时间：2016-08-29T10:19:05.347Z 来源：《电力设备》2016年第12期作者：叶峰[导读] 当前国家大力提倡绿色GDP，火力发电为高耗能行业，是我国“十一五”期间节能降耗重点行业之一。
叶峰（昆明丰德环保电力有限公司 650500）摘要：大型燃煤发电机组的炉内温度场监测对于燃烧工况诊断和燃烧控制具有重要意义。
本文通过对当前较为先进的几种炉内温度场在线测量技术的比较分析，并结合基于炉内三维温度场测量技术在W火焰炉上的应用从而为锅炉燃烧优化控制提供具体的参数，最终达到提高锅炉运行效率，保证锅炉安全的目的。
关键词：W火焰锅炉三维温度场光学辐射法测温激光法测温声波法测温实时监测炉内燃烧优化一、目的和意义当前国家大力提倡绿色GDP，火力发电为高耗能行业，是我国“十一五”期间节能降耗重点行业之一，国家环保总局对电厂征收不同比例的排污费用，标志着我国经济已从粗放型发展转变为集约型发展。
另外，由于我国电力用煤供应紧张，且煤质复杂多变，导致现阶段电厂的运行效率不是特别好，从一定程度上也加大了电厂的生产成本。
鉴于以上情况，结合我国电力系统的实际状况，如何降低成本，提高运行效率和可用率，降低排污费用将是各电厂参与竞争的必由之路。
当前我国电厂机组设备良好、可控性强、自动化水平高，在此基础上充分利用信息技术挖掘潜力，加强机组燃烧侧的优化控制，是实现火力发电厂节能降耗、减少污染最直接有效的方法。
从我国现已投运的机组情况看，W火焰炉普遍存在着结焦严重、灭火次数多、炉膛负压波动大、再热汽温低、NOX排放大等问题，在高参数、大容量的机组上体现得尤为严重。
大量研究表明，以上问题均与炉内的燃烧状况息息相关。
有效获取W火焰炉炉内温度场、分析建立炉内温度场信息与各工况下的最佳运行方式之间的关联性，从而有效利用实时的炉内温度场数据改善锅炉燃烧情况，对于提高锅炉效率、保障机组安全运行、减少污染物排放等具有重要意义。
试论300MW四角切圆燃烧锅炉燃烧调整与汽温调节
试论300MW四角切圆燃烧锅炉燃烧调整与汽温调节300MW四角切圆燃烧锅炉是一种常见的工业锅炉，广泛应用于热电厂等热能供应领域。
在日常运行中，燃烧调整和汽温调节是保证锅炉能够稳定、高效运行的关键。
燃烧调整是指根据锅炉的负荷变化，调整燃料供给量和空气进风量，以确保燃烧过程的稳定和高效。
在燃烧过程中，煤粉在炉膛中燃烧，释放出热能，同时产生一系列废气。
燃烧过程的主要目标是保证煤粉充分燃烧，减少煤粉在炉膛中的积聚，同时尽可能提高燃烧效率，减少废气排放。
在燃烧调整中，首先需要对煤粉颗粒大小进行控制。
煤粉颗粒大小会直接影响燃烧的速度和效率。
通常情况下，煤粉颗粒应该控制在一定的范围内，以保证最佳的燃烧效果。
需要根据实际负荷情况，调整煤粉供给量和空气进风量。
这需要准确地监测锅炉的负荷，以确定煤粉和空气的供给量。
还需要注意煤粉和空气的均匀分布，以避免局部燃烧过剩或不足。
燃烧调整还需要注意一些其他要素的控制，如煤粉的含水量、炉膛的温度分布等。
煤粉的含水量会直接影响燃烧的速度和效率，需要进行恰当的控制。
而温度分布的均匀性则会对燃烧过程的稳定性和效率产生重要影响，在调整中需要注意。
汽温调节是指根据锅炉的负荷和运行要求，调节锅炉的汽温，以满足使用者的需求。
锅炉的汽温是指从锅炉中出来的蒸汽的温度，它直接关系到锅炉的热效率和蒸汽的质量。
在汽温调节中，首先需要注意供水的温度和质量。
供水的温度和质量会直接影响锅炉的汽温，需要进行恰当的控制。
需要根据实际负荷情况，调整锅炉的负荷和汽温。
根据不同的负荷要求，可以通过改变燃料供给量、空气进风量和水循环量等手段，来调节锅炉的负荷和汽温。
300MW四角切圆燃烧锅炉的燃烧调整与汽温调节是保证锅炉稳定、高效运行的关键。
通过合理地调整燃料供给量、空气进风量和水循环量等要素，可以达到最佳的燃烧效果和蒸汽温度，从而提高锅炉的热效率和运行稳定性。
在实际运行中，需要进行科学的燃烧调整和汽温调节，以保证锅炉的正常、高效运行。
燃煤机组锅炉气温变化的影响因素以及运行调整概论
燃煤机组锅炉气温变化的影响因素以及运行调整概论摘要燃煤机组气温调整一直是发电厂的重要课题，明确气温变化原因进行针对性调整是抑制气温大幅度波动的重要手段。
关键词锅炉运行；气温影响；调整一般来讲，在锅炉的运行过程中，主蒸气温度和再热蒸气温度对气温的影响是最大的，同时也是对锅炉机组能够稳定运行的重要保障，首先，过热温度的气温控制主要是起到了对过热器出口蒸气温度的维持作用，并对过热器起到了一种保护的功能。
另外来说，过热蒸气温度是锅炉运行中气温系统循环中的温度最高点，如果温度过高会使过热器的内壁金属强度有所下降，从而很容易将过热器高段的内壁烧坏，影响锅炉的运行安全。
其次来说，如果过热器温度较低的话，则会使锅炉的运行效率大大下降。
据不完全统计数所据来看，锅炉气温每下降5度，则热经济性能就会降低百分之一，同时由于气温降低还会造成锅炉机轮尾部的蒸气设备温度升高，影响机组的正常安全运行。
1 锅炉气温影响的因素根據锅炉气温运行的复杂性及特性的不同，气温的影响因素分为几种不同的形式：1.1 给水温度的影响给水温度对锅炉气温的影响也是十分大的。
首先，当给水温度下降时（如：在高加的退出时），如果此时锅炉出力的温度变化保持不变的情况下，气温低的给水温度必然会导致锅炉运行所需燃料的增加，从而会使锅炉内壁的总辐射率与锅炉出口处的蒸气温度之差加大，随之辐射处的过热器出口气温也会增加。
另外，对于对流式过热器来讲，当过热器蒸气量以及传导设备温度所有增加时，势必会同时导致其出口处的气温增加。
同时，过热器蒸气量与传导设备的总温度值会使过热温度在短时间内快速升高。
这种温度值的快速升高要比锅炉自身的运行气温升高对锅炉的运行稳定性影响更大，并且会大大增加给水负荷。
另外，如果当给水温度升高时，锅炉的气温值则会下降，一般情况下来说，锅炉给水的温度每下降3摄氏度，过热器的温度就会随之升高1摄氏度[1]。
1.2 炉膛火焰中心位置的影响在锅炉运行时，随着炉膛内火焰位置的不断上升，会使炉膛出口处的蒸气温度不断上升。
浅谈锅炉运行燃烧优化调整技术
浅谈锅炉运行燃烧优化调整技术摘要：火力发电作为国内最稳定的电力输出，对我国经济建设起着相当关键的作用。
火电厂最主要的发电设备当属锅炉，只有对发电厂锅炉运行进行良好控制，才能更好地保证发电机组在电网中利于不败之地。
现结合某公司相关锅炉机组运行状况，对燃烧调整优化内容进行分析，给出相应调整建议，针对当前锅炉脱硝系统投入问题进一步研究探讨，探讨锅炉运行更加稳定、安全、环保的运行方式方法。
关键词：锅炉运行；调节问题；发电厂引言锅炉燃烧调整是锅炉运行中最基本、最频繁的一项调整，锅炉运行工况随外界工况变化要随时进行调整，因此燃烧稳定意味着锅炉运行稳定、机组运行稳定。
随着电力行业体制的不断改革，国家节能减排法律法规的不断完善，优化锅炉燃烧，保证锅炉安全经济运行，优化脱硝系统运行，保证NOx的合理排放，处理好脱硝与空预器堵灰问题的关系成为锅炉燃烧调整的重要课题。
及时对锅炉内部各种参数进行调整，从而使锅炉适应外界变化，并且保持在一个较为稳定的水平上，才能够保证稳定的电力输出。
一、锅炉燃烧系统运行优化调整目的燃烧调整的主要目的是使锅炉参数达到额定值，满足机组负荷要求。
保持稳定和正常的汽温汽压。
均衡给煤、给水，维持正常的水煤比。
保持良好的燃烧，减少热损失，提高锅炉效率。
及时调整锅炉运行工况，使机组在安全、经济的最佳工况下运行。
而为了使燃烧调整更具经济性、安全性、环保达标，燃烧调整优化成为必然。
1.经济性：锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水。
锅炉设计建造完毕以后，形式已固定，在能量转换过程中，如果我们能够通过外力控制好能量转换的全过程，减少能量损失，也就提高了能量的利用率，也就是通过燃烧调整减少不完全燃烧损失，在设备允许范围内提高适当提高锅炉初参数，从而提高锅炉热效率；锅炉效率提高了，减少了燃料成本的投入，经济效益也就提高了。
锅炉燃烧的好坏直接影响锅炉运行的经济性，燃烧过程的经济性要求合理的风、粉配合，一、二次风配比，还要保证适当高的炉膛温度。
炉内的温度分布及其影响因素
炉内的温度分布及其影响因素炉内的温度分布及其影响因素城市污泥的燃烧好坏可以直接从床内温度和悬浮空间温度分布情况看出，假定这些空间的温度分布具有良好的稳定性，则可以肯定城市污泥焚烧稳定。
实际上在这种工况下，污泥在各段的燃烧份额大致保持在一个固定的数值，城市污泥在炉内各部分的吸热及放热均维持在动平衡之中，从而保持炉内各段温度的稳定性。
3.1一、二次风量的影响试验中污泥的给料量不变，同时确保燃烧的总风量不变。
调整二次风阀门的开启度，改变二次风率，由于总风量恒定，二次风率改变的同时，一次风率随之改变。
由于二次风量的渐渐增加，加强了悬浮空间的扰动，使燃烧更强烈，提高了城市污泥的燃烬率。
二次风对城市污泥的燃烧有较大的影响。
这主要是由于污泥的挥发份较多，几乎到达50%，除一部分在沸腾段燃烧外，还有相当部分（近50%）在悬浮空间燃烧，而二次风又是在悬浮段被送进炉膛，与炉内未燃烬的烟气混合，发生强烈扰动，从而使得燃烧较为充分和完整，提高了悬浮空间的温度。
在不同二次风率的工况下，沸腾段温度变化不大，特别是下部床温变化更小。
按道理，二次风量加大，一次风量变小，流化速度降低，城市污泥在床内停留时间延长，床内污泥燃烧份额增加，床温应明显上升。
另一方面，流化速度降低，床内扰动程度降低，同时因一次风量的减少，使得床内的氧浓度也随之下降，这些因素均不利于污泥的充分燃烧，两者综合发挥作用，相互抵消，导致了床层温度变化不大这一结果。
3.2流化速度的影响保持城市污泥给料量一定，一、二次风量配比一定，调节总风量，以得到不同流化速度。
流化速度增加，增大了床层内细颗粒的夹带量，降低了污泥在床层内的停留时间，减少了床层内城市污泥的燃烧份额，同时大量的一次风进入床层内又吸收了较多的热量，这就导致了床层内的温度下降。
虽然流化速度增大有利于提高床层内燃料与氧气的混合和扰动程度，有利于床温的提高，但在流化速度增大到一定值后，升温的影响已小于降温的影响。
电厂锅炉燃烧调整对锅炉效率的影响
电厂锅炉燃烧调整对锅炉效率的影响电厂锅炉燃烧调整对锅炉效率的影响电厂锅炉是发电厂的核心设备之一，其燃烧调整对锅炉的效率有着重要的影响。
锅炉效率直接关系到发电厂的运行成本以及环境保护。
因此，合理调整锅炉燃烧是提高电厂运行效益的关键。
一、燃烧调整对锅炉效率的影响1. 燃烧调整对锅炉热效率的影响燃烧调整可以提高锅炉的热效率，通过调整燃料的供给量、进气量以及风速等参数，使燃料燃烧更加充分，热能利用更加高效。
燃烧调整可以减少无燃料出口的温度，提高锅炉的出口汽温，从而增加电厂的发电量。
此外，燃烧调整还可以降低锅炉的燃料消耗量，实现节能减排的目标。
2. 燃烧调整对锅炉安全性能的影响燃烧调整对锅炉的安全性能也有着重要的影响。
合理的燃烧调整可以避免锅炉的超温、危险及运行不稳定等问题，保障了锅炉的安全运行。
通过调整燃烧参数，可以避免锅炉的积灰、结焦等问题，减少了锅炉的故障率和维护成本。
二、燃烧调整的方法与技术1. 燃料供给量的调整合理调整燃料供给量是燃烧调整的基础，通过控制燃料的供给量，可以保证锅炉燃烧的稳定性和充分性。
在实际操作中，可采用给燃料供给系统增加比例积分控制，根据实际的燃烧情况进行调整，以达到最佳的燃烧效果。
2. 进气量的调整进气量是影响燃烧效果的重要参数之一。
合理地调整进气量可以使燃烧更加充分，提高锅炉的热效率。
通过控制进气风机的转速和风门的开度等参数，可以达到最佳的进气量调整效果。
3. 风速的调整风速是影响锅炉燃烧调整的重要参数之一。
通过调整风门的开度和风机的转速，可以实现风速的调整。
合理的风速可以保证燃料的充分燃烧，同时还可以避免锅炉燃烧过程中的火焰膨胀、火焰不稳定等问题。
4. 燃烧系统的优化除了以上参数的调整，还可以通过对锅炉燃烧系统的优化来提高锅炉的效率。
例如，采用先进的燃烧器技术和燃烧控制系统，可以实现更加精准和稳定的燃烧调整。
此外，利用先进的燃烧诊断系统，可以实时监测和分析燃烧情况，提供更加准确的燃烧调整方案。
热态燃烧调整试验
运行必须注意的问题： 运行必须注意的问题：
• 喷燃器一、二、三次风的出口风速（量）； 喷燃器一、 三次风的出口风速（ • 各喷燃器之间的负荷分配和运行方式，炉膛 各喷燃器之间的负荷分配和运行方式， 的风量即过剩空气系数、燃料量； 的风量即过剩空气系数、燃料量； • 煤粉细度等参数的调节，使其达到最佳值。 煤粉细度等参数的调节，使其达到最佳值。
影响因素： 影响因素：
2 、 影响排烟容积大小的因素有： 炉膛过量空气 影响排烟容积大小的因素有 ： 系数α 系数α1，炉膛及烟道的漏风以及燃煤水分的高 越大、漏风越严重，燃煤水分越高， 低。若α1越大、漏风越严重，燃煤水分越高， 则排烟容积越大， 损失也就越大。 则排烟容积越大，q2损失也就越大。 要减少排烟热损失， 要减少排烟热损失 ， 应保持合理的较低的锅 炉排烟温度，维持炉膛最佳的过量空气系数， 炉排烟温度 ， 维持炉膛最佳的过量空气系数 ， 尽量减少炉膛漏风， 尽量减少炉膛漏风 ， 经常保持受热面的清洁 及时地吹灰、清除焦渣等） （及时地吹灰、清除焦渣等）。
对q4的分析
1．燃烧方式 2．燃料性质 3．燃烧设备的结构 4．运行工况及运行调整
q2的分析
影响q 影响 2 的主要因素是排烟温度和 排烟容积。 显然， 排烟温度越高、 排烟容积 。 显然 ， 排烟温度越高 、 排烟容积越大， 排烟热损失q 越大。 排烟容积越大 ， 排烟热损失 2 越大 。 一般排烟温度每增高15～ 20℃ ， 会 一般排烟温度每增高 ～ ℃ 增加约1%。 使q2增加约 。
热态燃烧调整试验
锅炉燃烧工况的好坏对锅炉机 组和整个发电厂运行的经济性和安 全性有很大的影响。 全性有很大的影响 。 燃烧调节的任 务是： 适应外界负荷的需要， 务是 ： 适应外界负荷的需要 ， 在满 足必需的蒸汽数量和合格的蒸汽质 量的前提下， 量的前提下 ， 保证锅炉运行的安全 性和经济性。 性和经济性。
轧钢加热炉中燃烧工艺参数对温度均匀性的影响及优化
轧钢加热炉中燃烧工艺参数对温度均匀性的影响及优化在钢铁生产的巨轮上，轧钢加热炉如同一位精准的“温控大师”，其内的温度均衡之舞关乎着钢材品质的每一个细节。
然而，这位大师的舞步是否流畅、优雅，全赖于燃烧工艺参数这一“指挥棒”的巧妙运用。
本文将深入剖析这些参数如何影响炉温的均匀性，并探讨如何优化它们以达到最佳的生产效果。
首先，我们必须认识到，燃烧工艺参数与炉温均匀性之间的关系，犹如园丁与花朵之间的微妙联系。
园丁浇水、施肥的每一个决定，都会影响花朵的生长和绽放。
同样，燃烧工艺参数的调整，也会直接影响到炉温的分布和变化。
例如，燃料的流量和压力、空气的过剩系数以及燃烧器的位置和形状等，都是决定炉温均匀性的关键因素。
在这些参数中，燃料的流量和压力无疑是最为重要的。
它们就如同汽车的油门和刹车，控制着燃烧的强度和速度。
如果流量过大或压力过高，就会导致局部区域温度过高，形成“热点”；反之，则可能产生“冷点”。
这种不均匀的温度分布，不仅会影响钢材的内部结构和性能，还可能导致能源的浪费和环境的污染。
空气的过剩系数也是不可忽视的因素。
它就像音乐中的节拍器，控制着燃烧的节奏和强度。
如果过剩系数过大，就意味着有过多的冷空气被吸入炉内，这不仅会降低炉温，还会增加燃料的消耗；反之，如果过小，就会影响燃烧的完全性和稳定性，导致炉温波动和污染物排放的增加。
至于燃烧器的位置和形状，它们就如同舞台上的灯光和布景，决定着光线的聚焦和分布。
如果燃烧器位置不当或形状不合理，就会导致火焰不能均匀地覆盖炉膛，形成局部高温或低温区域。
这不仅会影响炉温的均匀性，还可能对炉体造成损害。
那么，如何才能优化这些参数，使轧钢加热炉成为真正的“温控大师”呢？这就需要我们运用科学的方法和技术手段进行精细的调控和优化。
例如，我们可以采用先进的控制系统和传感器技术来实时监测和调节燃料的流量和压力；我们也可以根据炉膛的实际情况和生产需求来合理设定空气的过剩系数；我们还可以通过仿真模拟和实验研究来优化燃烧器的位置和形状。
锅炉燃烧调整
锅炉燃烧调整一、燃烧调整的目的和任务锅炉燃烧工况的好坏，不但直接影响锅炉本身的运行工况和参数变化，而且对整个机组运行的安全、经济均将有着极大的影响，因此无论正常运行或是启停过程，均应合理组织燃烧，以确保燃烧工况稳定、良好。
锅炉燃烧调整的任务是：l、保证锅炉参数稳定在规定范围并产生足够数量的合格蒸汽以满足外界负荷的需要；2、保证锅炉运行安全可靠；3、尽量减少不完全燃烧损失，以提高锅炉运行的经济性；4、使NOxSOx及锅炉各项排放指标控制在允许范围内。
燃烧工况稳定、良好，是保证锅炉安全可靠运行的必要条件。
燃烧过程不稳定不但将引起蒸汽参数发生波动，而且还将引起未燃烬可燃物在尾部受热面的沉积，以致给尾部烟道带来再燃烧的威胁。
炉膛温度过低不但影响燃料的着火和正常燃烧，还容易造成炉膛熄火。
炉膛温度过高、燃烧室内火焰充满程度差或火焰中心偏斜等，将引起水冷壁局部结渣，或由于热负荷分布不均匀而使水冷壁和过热器、再热器等受热面的热偏差增大，严重时甚至造成局部管壁超温或过热器爆管事故。
燃烧工况的稳定和良好是提高机组运行经济性的可靠保证。
只有燃烧稳定了，才能确保锅炉其它运行工况的稳定；只有锅炉运行工况稳定了，才能保持蒸汽的高参数运行。
此外，锅炉燃烧工况的稳定、良好，是采用低氧燃烧的先决条件，采用低氧燃烧，对降低排烟热损失、提高锅炉热效率，减少NOx和SOx的生成都是极为有效的。
提高燃烧的经济性，就要求保持合理的风、粉配合，一、二次风配比，送、吸风配合和保持适当高的炉膛温度。
合理的风、粉配合就是要保持炉膛内最佳的过剩空气系数；合理的二、二次风配比就是要保证着火迅速，燃烧完全；合理的送、吸风配合就是要保持适当的炉膛负压。
无论在稳定工况或变工况下运行时，只要这些配合、比例调节得当，就可以减少燃烧损失，提高锅炉效率。
对于现代火力发电机组，锅炉效率每提高l％，整个机组效率将提高约0．3—0．4％，标准煤耗可下降3—4g/(kW•h)。
660mw哈锅炉膛温度场
660MW哈锅炉膛温度场1. 简介660MW哈锅炉是一种大型火力发电锅炉，其膛温度场是指锅炉燃烧室内不同位置处的温度分布情况。
膛温度场的稳定和合理分布对于锅炉的运行安全和效率具有重要影响。
本文将详细介绍660MW哈锅炉膛温度场的特点、影响因素以及优化方法。
2. 膛温度场特点660MW哈锅炉膛温度场的特点主要包括以下几个方面：2.1 温度分布不均匀由于锅炉内燃烧过程的非线性特性，膛温度场在空间上存在明显的不均匀性。
通常情况下，炉膛上部温度较高，而下部温度较低。
这种不均匀的温度分布会导致炉膛内部温度过高或过低，从而影响锅炉的热效率和安全运行。
2.2 温度波动较大锅炉运行过程中，燃烧的不稳定性和负荷变化等因素会导致膛温度场的波动。
温度波动过大会影响燃烧的稳定性和锅炉的寿命，同时也会增加烟气中的氮氧化物排放。
2.3 温度峰值位置易移动锅炉运行过程中，温度峰值位置会随着燃烧条件和负荷变化而发生移动。
这种温度峰值位置的移动会导致锅炉的热负荷分布不均匀，从而影响热交换效果和锅炉的热效率。
3. 影响因素660MW哈锅炉膛温度场的形成和分布受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：3.1 燃烧条件燃烧条件是影响膛温度场的主要因素之一。
燃烧过程中燃料的供给、空气的调节以及燃烧器的设计等因素都会对膛温度场产生影响。
合理的燃烧条件可以使膛温度场分布更加均匀稳定。
3.2 炉膛结构炉膛结构对膛温度场的形成和分布起着重要作用。
合理设计的炉膛结构可以使热量分布更加均匀，减少温度峰值位置的移动。
3.3 烟气流动烟气流动对膛温度场的形成和分布也有一定影响。
烟气流动的速度和方向会对膛温度场的分布产生影响。
合理调节烟气流动可以改善膛温度场的均匀性。
4. 优化方法为了改善660MW哈锅炉膛温度场的不均匀性和波动性，可以采取以下优化方法：4.1 燃烧器调整通过调整燃烧器的结构和参数，优化燃烧过程，使燃料和空气的混合更加均匀，燃烧更加稳定。
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燃烧调整对炉内三维温度场分布的影响郑超凡,罗自学,周怀春(华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北武汉 430074) [摘 要] 在一台300MW 锅炉上采用12个火焰图像探测器和三维温度场监控系统进行了燃烧调整对炉内三维温度场分布影响的实验研究,结果表明:300MW 和220MW 的高温区域的温度相差约300K;总风量和层间燃料量的调整试验直接影响炉内沿高度方向的温度场分布。
[关键词] 燃烧调整;三维温度场;风煤配比 [中图分类号]T K221 [文献标识码]A [文章编号]100623986(2005)0320026203R esearch on the Influence of Boiler Combustion R egulation onThree Dimensional T emperature FieldZH EN G Chao 2fan ,L UO Zi 2xue ,ZHOU Huai 2chun(S tate Key L aboratory of Coal Combustion ,H uaz hong Universit y of Science and Technology ,W uhan 430074,China )[Abstract]The paper deals wit h t he influence of boiler combustion regulation on 32dimensional tem 2perat ure field.A 300MW boiler is tested wit h real 2time t hree dimensional temperat ure field monito 2ring technology.The research concludes t hat average temperat ure of high load is higher t han t hat of t he low one and t he temperat ure difference between 300MW and 220MW is about 300K.Besides dur 2ing each regulation in t he layer of burners and air quantity t here exist s a stat us which has t he highest 32dimensional temperat ure.[K ey w ords]combustion regulation ;t hree dimensional temperat ure field ;dist ribution of f uel and air 锅炉炉内三维温度场分布能最直接反映出炉膛的燃烧状况。
研究炉内燃烧三维温度场,是为了探寻炉膛空间温度的分布规律,并可进一步揭示锅炉热力系统传热传质的规律,为指导燃烧运行、燃烧优化调整和负荷控制提供指导。
在燃烧调整中,炉内的平均温度水平以及沿高度方向上的平均温度水平的变化规律直接反映了炉内的燃烧状况和燃烧调整的优劣。
通过对不同燃烧工况下的三维温度场的实验分析,揭示其变化规律,同时为指导燃烧运行、燃烧优化调整和负荷控制提供指导。
1 试验研究系统及其原理简介 本文在一台300MW 的锅炉上进行了炉内三维温度场可视化及燃烧调整的试验研究。
该炉为亚临界压力一次中间再热控制循环汽包炉,采用单炉膛π型、露天布置、大罩壳、外护板全钢架悬吊结构。
[收稿日期] 2005202220[作者简介] 郑超凡(1980-),男,湖北汉川人,硕士研究生。
炉膛宽度为14022mm ,深度为12330mm ,宽深比为1∶1.14的近似正方形炉膛截面。
可视化系统实验装置示意图和CCD 安装位置与燃烧器布置示意图如图1所示。
图1 三维温度场可视化监测系统结构和燃烧器布置示意图 系统所监视的炉膛燃烧空间为冷灰斗以上、折焰角以下的区域,这部分的炉膛尺寸为14.0m ×12.3m ×25.0m 。
沿i ,j ,k 坐标方向将该区域划分・62・第29卷第3期2005年6月 湖 北 电 力 Vol.29No.3J un.2005为10×10×18的网格,即空间单元为1800个,壁面单元776个,沿炉膛横截面方向和高度方向的网格均为等距划分。
12个CCD摄像机分6层安装在炉膛角上,每层两支,对角布置,相邻两层交错布置。
其中第一层位于A粉管下部,即安装于最下层燃烧器的下部;第二层位于C粉管层面;第三层位于E 粉管上部,即安装于最上层燃烧器稍上。
CCD摄像机及镜头用专门的冷却风系统提供空气进行冷却吹灰。
视频分割器将来自12个CCD摄像机的12路视频信号合成为一路视频信号,经过图像采集卡送入到工控机中,用一台工控机经过图像处理、辐射传递计算和温度分布求解标准计算方法,进行实时的炉膛三维温度场的重建及可视化显示[1,2]。
用另一台工控机对现场的模拟量、开关量进行处理,同时完成与DCS双向数据传输和处理,以此进行燃烧诊断,提供操作指导信息[3]。
2 实验结果及分析2.1 变负荷试验的炉内三维温度场变化图2为炉内总体平均温度与负荷的变化关系曲线。
在变负荷调整过程中,随着负荷增加炉内总体平均温度上升,反之,炉内总体平均温度降低。
图2 炉内总体平均温度与负荷的平均温度变化曲线 图3为从300MW和220MW负荷下沿炉膛高度方向上的每一层的平均温度变化,图4分别给出了300MW、270MW和240MW负荷下的炉膛三维温度场分布。
从中可以明显看出,高负荷下沿高度方向上每一层的平均温度均高于低负荷,300 MW和220MW的高温区域的温差约300K。
炉膛内的温度从冷灰斗至燃烧器区域逐渐增加,直至燃烧器上部约2～3m的位置达到最大值,之后温度又逐渐减小,呈现出中间高、上下低的分布,与理论分析的结果吻合。
2.2 总风量改变对炉内温度场的影响通过调节A侧送风机和B侧送风机的阀门开度来进行总风量的调整,同时保持总燃料量不变,具图3 不同负荷下沿炉膛高度方向的平均温度变化关系曲线图4 不同负荷下三维温度场分布体试验工况见表1。
表1 试验调节过程当日试验时间A侧开度/%B侧开度/% 18:3862.162.918:4860.859.618:5758.857.519:1756.855.919:3055.054.019:4762.161.9 图5为试验时间段的沿高度方向的平均温度变化曲线。
从中可以看出:在18:38～19:10的调节过程中每一层的平均温度均表现为上升趋势,在19: 10～19:37过程调整中,每一层平均温度开始慢慢下降,然后随着挡板开度的恢复又慢慢上升。
这说明最初的减风量使得当前风煤比更加合理,煤粉燃烧更加充分,同时可以减少冷风带走的热量。
但是随着总风量的不断减少,而总燃煤量保持不变,导致风煤配比不合理,使得燃烧不充分,未燃烬度增加,烟气含氧量增加,从而使炉内整体温度水平下降。
从调节过程中可以找到一个理论的最佳风量值,使得炉内燃烧状况达到最佳,炉内的温度水平也达到最佳。
2.3 层间燃料量调整对炉内温度场的影响在进行层间燃料量调整试验时,调节运行的4台磨中的任意2台磨的给煤量,保持总燃料量不变。
我们选定两个典型试验工况来说明层间燃料量调整对炉内温度场的影响。
具体试验内容见表2。
・72・Vol.29No.3 J un.2005 湖 北 电 力 第29卷第3期2005年6月图5 总风量调整试验沿高度方向每层的平均温度变化曲线表2 典型试验工况表试验试验内容一B -15% E +15%二B +30% E -30% 图6分别给出了试验一和试验二过程中沿高度方向各层的平均温度变化曲线。
试验一 试验二图6 层间燃料量调整试验沿高度方向每层的平均温度变化曲线 在试验一中,由于B 层燃料量减少,直接导致位于下部的第一层到第八层的平均温度下降,相对低温的煤粉气流在上升过程中由于辐射作用又使得上层的温度场下降,E 层虽然增加了相同的燃料量,但是由于煤粉在炉膛内停留时间短,因此还不能抵消由于B 层燃料量减少对上层的温度场的影响,从而使整体温度场水平下降。
在试验二中,当B 层燃料量不断增加的时候,整体温度场水平呈现先上升后下降的过程,而E 层减少燃料量对炉膛整体温度场影响不大,因为下层增加的燃料量在炉内停留时间长,因此在不断上升的过程中能够更加完全燃烧,同时能够抵消E 层减少燃料量的影响,使炉内温度水平升高。
但是由于燃料量增加过多导致风煤配比不合理,使燃煤不能完全燃烧,从而导致后来的温度场下降。
3 结论 本文在一台300MW 锅炉上采用12个火焰图像探测器和三维温度场监控系统进行了燃烧调整对炉内三维温度场分布影响的实验研究,试验结果表明:1、炉内三维温度场的平均温度变化直接反映了炉膛燃烧状况的变化,300MW 和220MW 的温度场水平相差约300K 。
2、总风量和层间燃料量的调整直接影响炉内沿高度方向的温度场分布。
当总给煤量不变进行总风量调整的时候,温度场水平呈现先上升后下降的过程;当下层燃烧器增加给煤量,上层燃烧器减少给煤量同时保持总燃料量不变的时候,整体温度场水平呈现先上升后下降的过程。
因此在总燃料量不变的情况下进行总风量或层间燃料量调整时,存在一个温度水平最高的燃烧工况,能为燃烧优化和调整提供重要的指导信息。
[参考文献][1] 周怀春,等.炉膛火焰温度场图像处理试验研究[J ].中国电机工程学报.1995,15(5):295-300.[2] Zhou HC ,Han SD ,Sheng F ,et al.Visualization ofthree 2dimensional temperature distributions in a large 2scale f urnace via regularized reconstruction from radi 2ative energy images :numerical studies[J ].Journal ofQuantitative Spectroscopy and Radiative Transfer.2002,72,3612383.[3] 曾 佳,娄 春,程 强,等.大型电站锅炉炉内三维燃烧温度场可视化实验研究[J ].工程热物理学报.2004,25(3):5232526.・82・第29卷第3期2005年6月 湖 北 电 力 Vol.29No.3J un.2005。