锅炉燃烧调整试验方法

燃煤锅炉燃烧调整试验方法王双童2004．03燃烧调整试验的目的及意义锅炉的燃烧工况在很大程度上影响着锅炉设备和整个发电厂运行的经济性和安全性。

对于现代火力发电机组，锅炉热效率每提高1%将意味着整套机组效率提高0.3～0.4%，标准煤耗可下降3～4g/kWh。

燃烧工况调整适当——燃料燃烧完全、炉膛温度埸和热负荷分布均匀，是保证锅炉达到额定参数、避免结焦及设备烧损的必要条件；对于大容量高参数锅炉，则更是维持炉膛受热面的正常水动力工况，以期安全可靠运行所必不可少的。

对于现代电厂锅炉，由于设备的庞大和复杂性，燃烧系统的可调参数较多，它们对整个燃烧过程以及与之有关的其它过程的影响，已经不可能只凭表面现象和直观经验作出准确的判断。

因此，就需要有计划地改变某些可调参数及控制方式(即燃料供给方式及配风方式)，对燃烧工况做全面的测量。

然后将取得的结果进行科学分析，从经济性、安全性诸方面加以比较，才能确定出最佳的运行方式。

这样的试验、测量和分析研究工作，就是我们通常所称的锅炉燃烧调整试验。

通过较全面的燃烧调整试验。

也可以获得锅炉在最佳运行方式下的技术经济特性，包括燃料、空气、烟气及汽水工质的运行参数及锅炉效率、厂用电指标等。

这些技术经济特性是加强电厂的技术管理——掌握设备性能、制订运行规程、投入燃烧自动调整系统以及做好全厂经济调度所必需的。

通过燃烧调整试验，还可以使运行人员更好地了解设备运行性能，掌握燃烧过程的内在规律，使实践和理论知识更紧密地联系起来，从而在技术改造、安全经济运行方面发挥出更大的作用。

为考核机组检修效果，常在大修前后进行运行比较试验；为取得运行技术经济特性可在正常工况下进行单纯的热效率试验；针对机组运行中存在的特殊问题，为查明原因及研究解决对策而常需要进行某些专题试验；对新设计的锅炉进行鉴定试验。

试验——是指所进行的全部试验工作，它是由多次测验和辅助性试验，以及对所有测验结果的分析整理工作组成，属于同一调整项目的一组测验也可称为一个单项试验。

测验——为达到试验目的，在锅炉设备上按规定的程序，在一定的持续时间内，进行的一整套测量工作称为测验。

它是组成试验的独立单元，根据多次测验的结果才能构成一个完整的试验。

燃烧调整试验的设备对象锅炉燃烧调整试验所涉及的主要设备对象有：1、炉膛及其所属的燃烧设备：如煤粉燃烧器及其设备等；2、燃料供给设备：如给粉机，给煤机，煤闸门等。

对于带直吹式制粉系统的煤粉炉，锅炉燃烧试验的设备对象还必然包括制粉系统在内；对于带中间储仓式制粉系统的煤粉炉，制粉系统可以不包括在燃烧调整的设备范围之内，只要求制粉系统供给合格的煤粉。

3、空气供给系统：如风道，空气预热器，一、二次风机，喷口，分配器等，以及用外来热源加热的前置式空气预热器(热风器)，但不包括送风机。

4、锅炉烟道系统及其受热面部件，如烟气再循环系统。

但不包括除尘器及吸风机。

试验的组织在进行燃烧调整试验之前，通常应结合锅炉设备条件。

燃料及燃烧方式等情况，制订试验大纲。

试验大纲的内容一般包括：试验的任务和要求，锅炉设备状况的检查和校正要点，试验程序和测验次数计划表，测量项目及测点布置。

试验的技术准备工作要求，试验的安全措施，人员组织分工，培训计划和总进度等。

试验前的测量装置的准备按试验任务的要求，应将全部测量项目分成两类；第一类是为取得规定的主要运行技术特性所必须的，称为基本测量项目；第二类是为取得其它较次要的运行参数的，称为参考测量项目。

按反平衡法进行试验时，基本测量项目如下：1、燃料的元素分析；2、入炉燃料采样及工业分析；3、煤粉细度；4、飞灰和炉渣采样，及其可燃物含量的测定；5、排烟温度；6、炉膛出口(过热器后)的空气过剩系数；7、排烟成分(O2或CO2，有时也包括CO，H2，CH4)的分析。

当按正平衡法进行试验时，基本测量项目尚应增加：8、入炉燃料量；9、锅炉的给水流量或蒸汽流量，排污水及减温水流量；10、给水及蒸汽温度；11、蒸汽压力。

当试验有其它特殊任务时，基本测量项目将随之增减。

试验期间煤质及锅炉主要参数的允许波动范围应用基水分(W y)：链条炉或抛煤炉不超过±1%；煤粉炉不超过±2%。

如W y>15%，允许偏差可适当放宽。

应用基灰分(A y)：当A y<15%时不超过±1%；当A y=15～30%时不超过±2%；当A y>30%时不超过±3%。

应用基低位发热量(Q Dy)：±600kJ/kg。

除了特别指定煤种的试验外，一般试验期间规定的煤种应与锅炉经常使用的相同。

锅炉负荷±5%；一般指锅炉蒸发量（即主蒸汽量）；汽压：高压锅炉±0.1MPa；中、低压锅炉±0.05 MPa；汽温±5℃；空气过剩系数±0.05。

测量间隔时间测验期间凡温度、压力、流量测量项目及锅炉控制盘上其它必要仪表的记录间隔不应超过15分钟，而其中的基本测量项目则不应超过10分钟。

利用连续取样分析的方法测定烟气成分时，其取样分析的间隔时间不应超过10分钟。

使用流量孔板（经标定后的）测量蒸汽或给水流量时，记录时间不应超过5分钟。

测验中如利用可移动的皮托管按逐点测法进行空气或烟气流量测定时，测量次数不应少于二次。

试验取得的运行特性通过锅炉燃烧调整试验，主要可取得下列运行技术经济特性：1、确定燃煤对燃烧设备最适宜的可调参数(如煤粉细度——对于煤粉炉)。

求出各该参数对燃烧经济性的影响。

2、在不同负荷下，燃料及空气的安全合理的供给方式(如燃烧器的投停、倾角、可调缩孔的位置等——对于煤粉炉)。

求出空气过剩系数及一、二次风率的变化对燃烧经济性的影响；3、不同负荷下炉膛的工况特性，如热强度、温度埸、结焦情况等；4、不同负荷下各级受热面前后的工质特性，如烟气温度、负压成分，受热工质(蒸汽、空气)的温度、压力特性等；5、不同负荷下锅炉主蒸汽及再热蒸汽参数的变化特性，如汽压、汽温及其调节特性；6、不同负荷下汽水系统的压降和风、烟通道的阻力特性；7、锅炉在不同负荷下的各项热损失及效率指标，锅炉的经济负荷范围；8、锅炉及其辅助设备的汽耗、耗电率特性，以及在不同负荷下的自用电、自用热及煤耗指标。

此外，通过辅助性的漏风测定试验，可以取得炉膛及烟道的漏风系数。

对于试验任务要求取得的各项技术特性与负荷或其它有关工况参数之间的关系，应尽量利用曲线图的形式表达，以期清楚明确，便于分析。

应将综表上符合工况条件的所有各该项试验数据以清晰的符号点入坐标系。

曲线应尽量与所有的点相接近，并且在临近的区域内曲线两侧的点数应接近相等。

除有特殊缘故外，曲线的斜率不应有突然的变化。

曲线的形状应符合各该参数的变化规律，如有违背而查不出原因，则说明试验质量差。

此时应考虑进行补充试验。

曲线图内应注明工况条件及其它有关参数的变动范围，各种符号的意义亦应标明。

试验报告为了总结经验，积累资料，不断提高运行人员的操作水平和适应经验交流的需要，在调整试验完毕后，应编写出试验技术报告。

试验技术报告要力求简短明了，说明问题。

其书写程序一般如下：内容提要；序言——说明试验的目的、方法和过程；锅炉设备的主要技术特性和燃料特性；设备的运行情况及历史情况；运行方式的调整改进及其效果；试验取得的运行技术经济特性；分析和评价；结论和建议，推荐的运行方式；试验结果综合表及曲线图表；测量技术及仪表的补充说明附件；其它附件。

在试验技术报告内应对基本测量项目使用的测量方法及主要的仪表加以说明，并附有测点布置图。

试给技术报告内应将主要试验研究对象(如炉膛、燃烧器、二、三次风喷口等)的结构尺寸绘图说明。

对所推荐的。

尤其是经过改进的设备，更应附有具体结构图纸，以便于其它单位参考。

炉膛空气动力埸试验所谓炉膛空气动力场主要指的是燃烧设备及炉膛内的空气（包括空气携带的燃料）以及燃烧产物的流动方向和速度值的分布状况。

锅炉运行的安全性、可靠性和经济性与炉膛空气动力场的好坏有着密切的关系。

一般分冷态和热态。

良好的炉膛空气动力工况主要表现如下：1、从燃烧中心区有足够的热烟气回流至一次风粉混合物射流根部，使燃料喷入炉膛后能迅速受热着火，且保持稳定的着火前沿。

2、燃料和空气的分布适宜，燃料着火后能得到充分的空气供应，并达到均匀的扩散混合，以利迅速燃烬。

3、炉膛内应有良好的火焰充满度，并形成区域适中的燃烧中心。

这就要求炉膛内气流无偏斜，不冲刷炉壁，避免停滞区和无益的涡流区；各燃烧射流也不应发生剧烈的干扰和冲撞。

在拟订冷态试验方案时，对各种工况应首先参照热态工况或炉膛及燃烧器的自模化区界限Re数确定适宜的送风量，然后按动压比相等的原则分配诸燃烧器的一、二、三次风量，以期分别满足炉膛及燃烧器出口射流的模化要求。

通过态空气动力场试验，可以直观地检查炉内气流的分布、扩散、扰动、混合等现象是否良好。

当锅炉的燃烧工况不正常时，空气动力场试验结果常可以帮助分析发现一些问题，从而有助于设备及运行操作的改进。

然而，如上所述，它并不能完全如实地重现热态的空气动力工况，即难免有某种程度的失真虚假现象。

故冷态试验结果一般只能做为燃烧调整的参考和辅助手段。

冷态试验前须注意做好以下的准备工作：1、在进行冷态试验前，应检查测定燃烧器及一、二、三次风喷口出口的结构状态和尺寸、标高位置、安装角度等，必要时应进行校正或更换。

炉膛内应无大块焦渣，检查和校正各风门挡板的实际开度与开度指示的一致性和风门挡板的严密性，检查和校正原有的风压表计。

2、试验前应启动送吸风机及排粉机，吹扫炉膛及烟、风道1～2小时。

3、为进行试验而敷设的脚手架应能满足观测的需要和保证试验人员的安全，且须尽量不影响气流工况。

4、试验所需照明一般在炉膛上部装置四盏100～500W照明灯，其亮度即可满足观察、测量和记录的需要。

5、在冷态试验前应尽量了解和掌握锅炉的燃烧工况、设备调节性能、挡板的操作范围、炉膛的风平衡及风压、速度等参数。

结合燃烧调整试验的目的和模化条件制订冷态试验的技术方案和程序。

6、炉内外的工作人员应密切配合，可用对讲机直接联络。

7、试验进行中应投入送、吸风机，必要时还须投入排粉机以保持规定的风量、风压。

炉膛负压不宜过大，以免敞开的孔漏风影响气流。

注意送、吸风机等的电动机电流，尽量不超过额定值。

所有烟道的人孔、窥视孔及冷灰斗等都应关严。

8、试验时风量的测定方法一般用动压管。

试验观测要点：对于四角布置的直流燃烧器：1、射流的射程，以及沿轴线速度衰减情况；2、四角射流所形成的切圆大小和位置；3、射流偏离燃烧器几何中心线的情况；4、一、二次风混合特性，如一、二次风气流离喷口的混合距离，以及各射流的相对偏离程度。

5、喷口倾角变化对射流混合距离及其相对偏离程度的影响等。