煤粉锅炉燃烧器的设计与改进

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1、煤粉锅炉燃烧器的设计与改进摘要：以35t/h煤粉锅炉燃烧器的设计为例，阐述了在整个燃烧器选型设计过程屮应注意和避免的H题及凡改进7/法,对广大工程技术人员在开发设计过程中有一定的借鉴作用。关键词:煤粉；炉；燃烧器；四角喷燃。丽目我闺煤的储量巳超过7000亿吨，是主要的-次性源。随卷燃烧技术的不断完善，屮小型煤粉锅炉得到了发展和推广应用，特别是在热电厂及集屮供热行业。煤粉锅炉主要包括制粉系统、燃烧系统、锅炉受热面等主耍部分，而燃烧器没计是否合理关系到整个锅炉能否正常运行。卜面对燃烧器设计作一简单介绍。1锅炉概

2、述南阳赞誉机械设备有限公司的35t/h固态排渣煤粉炉由我公司设计及制造，为AG—35/3.82—M中温中压自然循环阿态排濟煤粉锅炉，结构示意见图1。其特点包括：(1)锅炉为中.锅筒自然循环结构，采用“it形布S,前吊后支，膜式壁炉膛。(2)燃烧器为直流式煤粉燃烧器，布置型式为叫角喷燃、切圆燃烧，同态排濟，平衡通风；制粉系统为钢球磨屮间储仓式，乏气送粉。(3)点火方式为轻汕点火。2锅炉燃烧器设计2.1锅炉设计煤种为混合烟煤，其化学分析和工业分析数据见表1。1—•锅筒2—炉室3—燃烧器4--排疮口5—商、低温过

3、热器6—商、低温竹煤器7—髙、低温空气预热器2.2燃烧器基本参数根据农1所给煤质数据，汁算并确足燃烧器难本设计依据如下：计算燃料消耗量：=6665.2kg/h总燃料消耗量：=6871.4kg/h炉膛过量空气系数：=1.2理论空气it:=4.621m3/kg(标态)一次风温：6CTC二次賜:315°C表1混合烟煤化学分析和工业分析数据名称符号单位数据碳cv%44.14ir%3.7氣oy%9.2Ny%0.69硫Sy%0.67灰%25.28水w%16.32同有水分Y%挥发分V%43.34低位发热值Q1kj7kg1

4、6747可扔系数1.2灰变形温度hoC1200灰软化温度hX1260灰熔化温度hX,13002.3燃烧器设计原则2.3.1燃烧器型式的选择煤粉燃烧器分旋流式和冉流式两种：旋流式燃烧器煤粉气流的若火，主要是®旋转射流屮心形成.的冋流区，卷吸高温烟气实现着火，每个燃烧器形成的火焰具冇相对独立性。特点是:旱期混合强烈，P期混合较弱，射流的射程短，适用丁燃用髙挥发分煤种锅炉。a流式燃烧器射流的射程较长，在炉内按一假想圆飢织燃烧，其燃烧区形成一个稳定的旋转人火球。各个角的煤粉气流喷人炉内受到上游匕燃尚媪旋转火焰的点燃

5、而迅速达到燃烧温度，W此着火条件以好，煤种的适应性强，儿乎可燃用各种固体燃料。由于近年來对危害人体健康的NO和N02(统称为x)的排放日益笊视，必须在燃烧器设计和燃烧组织中考虑从可能降低K0.的生成。试验表明，直流燃烧器组织切圆燃烧吋炉内温度场的分布比旋流式燃烧器均匀，K0/I•:成过就比较少。基于以上原因并同时考虑到煤种的适应性问题，本燃烧器选川直流式。2.3.2燃烧器应具有的工作特性包拈：①飢织&好的空气动力场；②运行稳定n;靠，具有一定的调节范围，同吋对煤种有较好的适应性；③一次风喷口煤粉分布均匀

6、，一二次风配比合适；④风的流动阻力尽量减小。2.3.3燃烧器的布置形式本锅炉燃烧器为网允切阀布置，如图2所示。其屮，炉内假想闕直椏应满足：DjX=(O.O5〜0.12)B式屮L)jx——切阅直径，mmB一炉膛断面平均宽度，mm炉内假想圆直径Djx足四角喷燃燃烧的一个重要参数。切圆的直径越大，最大切向速度和岛温区越靠近炉墙和燃烧器，萵温旋转的火焰和气流越容易直接冲刷炉墙，引起结渣和燃烧器烧坏。相反如ili切训直径选择过小，炉膛充满度不好，髙温火焰集中在炉膛中心,则整个炉膛断面的温度分布不均，不利于着火。在该锅

7、炉屮B=4240mm,计算得到I)jx=212-508mm,选用的假想切M直径为450mm。2.3.4适当的燃烧器高宽比h/6燃烧器高宽比/z/6是反应气流抗偏转能力的重要结构特征参数。A/6越大，其刚性越差即越容易偏转。该燃烧器h=l190mm,b=210mmo2.4燃烧器设计参数及结构我们设计的直流燃烧器结构如图3所示，设计参数见衣2。表2燃烧器设计参数风比/%风温"C风速/(m.s-1)单只喷11截曲/n?一次风29.5160200.0231二次风66.3231538.80.0315B-B1一上二次风

8、喷口2—上一•次风喷口3—中二次风喷1:14一下一次风喷口5—下二次风喷口6—二次风道调风门7——次风道图3改造前单只燃烧器唢口图2锅炉及燃烧器实际运行情况及问题分析这台35t/h煤粉锅炉在调试阶段时，发现煤粉气流在离燃烧器喷口较近的地A就开始扩散、着火，形成的火W又人又散，经过较短的吋间，在炉室四角的一次风风口.1:部形成鹅尖焦。经冷态试验，实测切岡直径为850mm。问题分析.•苜先分析煤的灰熔点，所用燃料的灰