dg液态排渣锅炉生物质燃烧机的探讨

液态排渣锅炉生物质燃烧机的探讨
    生物质燃烧机（或喷燃器）是埚炉的主要燃烧设备。液态排渣锅炉的生物质燃烧机不仅影响燃烧
室燃料的燃烧情现，而且直接影响灰渣的熔化和燃烧室的堆灰和炉底析铁等情现．因
此，要求液态悱渣锅炉的生物质燃烧机应保证：
    (1)煤粉稳定和迅速地善火燃烧；
    (2)煤粉能在很小的窒问内燃尽，拜有足够高的燃烧效率（接近或**过98qo）；
    (3)未烧尽的煤粉粒不允许从火焰中分离出来，井应将较粗的煤粉粒导向适当的地
点燃烧；
    (4)火焰能很好地充满墼个燃烧室，而且不允许有火焰rr刷水冶壁的现象发生。
    气粉混合物离开生物质燃烧机喷口后应立即点燃，着火十分稳定，火焰不发生厥动现象I
气粉混合物燃烧越迅速，越稳定，则火焰温度越高。这对液态排渣锅炉安全经济运行是
较为重要的因素。
    目前，液态排渣锅炉～般都采用角置直流式生物质燃烧机。五0二厂现有的五台(1～4
号炉为130／时中温中压锅炉，5号炉为220fr屯／时高温高压锅炉)液态排渣锅炉也采用了
角筐流式生物质燃烧机。现根据该厂锅炉的运行情现，对装在液态排渣锅炉一匕的角餐直流式燃
烧器提出～些问题进行探讨。
    该厂锅炉采用的生物质燃烧机结构尺寸和布置见表1，图1、2。
    一、空气动力埸
    1．  从冶窒气动为埸试验（见表2、3）可以看出，实际燃烧切园直径大于假想切
园直径？而且变形大，呈椭园形。
    |圈角布冠f10生物质燃烧机气流由炉角喷出  喷出的气流卷吸两侧的气体，当两侧的气体被
卷走后，其压力便降低，由远离炉角的气体流来补充。由于燃烧室的深宽此不为1 (1
--- 4号炉1. 11，5号炉1.43)  生物质燃烧机又布置在两侧墙（见图1），因此，气流两侧的
几何图状不同，角度不等。角度小C一侧补气条件困难，结果气流两侧产生压力差。在
压力差的作用下，迫使气流向角度小的-坝0俪斜。压力差挞大，气流偏斜程度越大。但
是，燃J烧器喷出f々气流具有相当大扮动能，好象悬臂梁弯曲时呈现出“刚性”一样，以
抵抗这种编斜。
    气流丘勺“刚性”与整组生物质燃烧机的高宽此有很大e. r_关系。1-4号炉墼组生物质燃烧机高宽
此Eh／b—8.s，喷出的气流为一瘦长薄片，  “附陛”差；5号炉墼组生物质燃烧机高宽比
Zh/b—5，喷出的气流比较粗壮，  “冈IJJ陛”好。因此，1-4号炉燃烧切园变形大。
呈椭园形，在燃烧室中心形成的微风区此5号炉大。
    13生物质燃烧机结构尺寸及有关数据
表1
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┃  序号  ┃    名    称                  ┃单位    ┃  1～4号炉      ┃  5号炉             ┃
┣━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━┫
┃    1   ┃  主火嘴宽                    ┃  毫米  ┃ 280            ┃ 430                ┃
┃   2    ┃  主火嘴高                    ┃  毫米  ┃ 230            ┃ 275                ┃
┃   3    ┃  主火嘴截面积                ┃  米2   ┃0.0644          ┃0.118               ┃
┃   4    ┃  三次风嘴宽                  ┃  毫米  ┃ 280            ┃ 430                ┃
┃   5    ┃  三次风嘴高                  ┃  毫米  ┃ 200            ┃ 270                ┃
┃   6    ┃  三灰风嘴面积                ┃  米2   ┃0.0476          ┃0.116               ┃
┃   7    ┃  主火嘴间距离                ┃  毫米  ┃ 140            ┃ 100                ┃
┃   8    ┃  三次风l臀与上二次凤嘴间距离 ┃  毫米  ┃ 650            ┃    372. 5          ┃
┃   9    ┃  整组燃饶器宽b               ┃  毫米  ┃ 280            ┃ 430                ┃
┃ 10     ┃  整组生物质燃烧机高∑h             ┃  毫米  ┃2375            ┃2125                ┃
┃ 11     ┃  整组生物质燃烧机高宽比∑hlb       ┃        ┃                ┃  ,  5              ┃
┃ 12     ┃  下三次风嘴中心距渣栏**部    ┃  毫米  ┃1600            ┃1600                ┃
┃ 13     ┃  假想切园痘径                ┃  毫米  ┃1000            ┃1200                ┃
┃ 14     ┃  火嘴倾角                    ┃  度    ┃                ┃                    ┃
┃        ┃  三次风l鹦                   ┃        ┃    一5         ┃ -5                 ┃
┃        ┃  上二灰风嘴                  ┃        ┃-4              ┃                    ┃
┃        ┃  上一次风嘴                  ┃        ┃-2              ┃    一2             ┃
┃        ┃  中二次风嘴                  ┃        ┃   0            ┃    0               ┃
┃        ┃  下一次风嘴                  ┃        ┃+2              ┃ +2                 ┃
┃        ┃  下=次风I嘴                  ┃        ┃ +4             ┃ +4                 ┃
┃ 15     ┃  一次凤管直径                ┃毫米    ┃    小325 X 10  ┃  书377 x 10        ┃
┃ 16     ┃  一次凤管截面积              ┃米2     ┃0.0756          ┃0.105               ┃
┃        ┃                              ┃毫米    ┃550  600        ┃ )300               ┃
┃ 17     ┃  透风机出口风压              ┃水柱    ┃                ┃                    ┃
┃        ┃                              ┃毫米    ┃                ┃                    ┃
┃ 18     ┃  空气预热器出口风压          ┃        ┃     --, 3 0 C} ┃        --, 2 tj 0  ┃
┃        ┃                              ┃水f/-   ┃                ┃                    ┃
┃        ┃                              ┃毫米    ┃                ┃                    ┃
┃ 19     ┃  一次风总凤压                ┃        ┃220 -260        ┃160- 210            ┃
┃        ┃                              ┃水桩    ┃                ┃                    ┃
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    燃烧室内微风区较大，造成“无用”空间较大，主气流偏于四壁或直接冲刷前后
墙。温度区域不在燃烧室的几何中心，而在主气流区域．这对于渣口布置在炉底中心的
态液排渣锅炉来说，是不利于排渣的。1975年了月在4号炉实测上0温度值，就说明了燃
烧室中温度较高区域不在几何中心，而在主气流区域（见图3、表4）。
    生物质燃烧机喷出的气流冲刷前后墙的现象，在1～4号炉中是此较严重的，5号炉则比
较好。
    14    1～4号炉燃烧切园逆时针旋转，1、2号角喷出的气流冲刷后墙接近3号角处，
3、4号角喷出的气流7中刷前墙接近1号角处。5号炉的燃烧切园顺时针旋转，  、2
号角喷出的气流贴前墙接近4号角处、3、4号角喷出的气流贴后墙接近2号角处。当
燃烧带不完整，或炉膛温度较低时（例如低负荷运行时），气流贴边处（或冲剧处）由
于碰撞，部分未燃尽（或者根本没有燃烧）的煤粉被分离下来，这是炉角产生堆灰和锅
炉产生析敛的根本原因之一。
    在过去的实践中，燃烧室堆灰和生物质燃烧机结焦现象此鞍严重，1～4号炉基本出现在
1、3号角，5号炉出现在2、4角。
    2．  三次风{嘴与上二次凤嘴的问距，1  -4号炉为650毫米，5号炉为372。5毫米。
前者大，形成较大的无用旋风区，并对“掉粉”现象产生较大的影响。
4号炉冶态空气动力埸特性
表2
80H-d2]时
130吨/时
微风区
  椭园
  椭园
长轴
  （米）
  4.0
  6．O
l、2号角气流I  3、4号角气流
  严重贴后墙    严重贴前墙
严重贴后墙冲刷}严重贴前墙冲刷
  ·  （洼：1～4号炉冶态空气动力埸特性基本相同；80吨／时无制粉系统运行；
130吨／时两组制粉系统运行。）
5号炉冶态空气动力特性
表3
┏━━━━━━━━━━━┳━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━┓
┃、＼  名称            ┃        ┃长轴      ┃短轴      ┃              ┃              ┃
┃                      ┃微风区  ┃          ┃          ┃1、2粤角气流  ┃3、4号角气流  ┃
┃模拟宦                ┃        ┃  （米）  ┃  （米）  ┃              ┃              ┃
┣━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━┫
┃    120吨/时          ┃椭园    ┃4.0       ┃ 2.7      ┃    贴前墙    ┃    贴后墙    ┃
┃（乙组制粉系统运行）  ┃        ┃          ┃          ┃              ┃              ┃
┃    120吨／时         ┃椭园    ┃ 3.8      ┃ 2.6      ┃    贴前墙    ┃    贴后墙    ┃
┃（双组制粉系统运行）  ┃        ┃          ┃          ┃              ┃              ┃
┃    200Ⅱ屯／时       ┃椭园    ┃ 2.8      ┃ 2.2      ┃  明显贴前墙  ┃  明显贴后墙  ┃
┃（双组制粉系统运行）  ┃        ┃          ┃          ┃              ┃              ┃
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  通过分析得出，影响空气动力埸的主要因素是整组生物质燃烧机的高宽此，燃烧室的深宽
此和燃l烧器的布遥位置。根据该厂的实际情现，为了得到比较合理的空气动力埸，要求：
    (1)燃烧室的深宽比应接近1或等于1；
    (2)整组生物质燃烧机的高宽上匕约为5;
    (3)生物质燃烧机不应布置在两侧墙，而应布置在炉角上；
    (4)三次风嘴和上二次风I胄的闯距以不**过400毫米为宜。
    154号炉燃烧区域实测温度值    表4
┏━━━━━━━━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━┓
┃＼                      ┃          ┃          ┃            ┃          ┃
┃                        ┃    127*4 ┃    131.0 ┃    148 ..0 ┃    148.3 ┃
┃  浈JJ                  ┃          ┃          ┃            ┃          ┃
┣━━━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫
┃    #1                  ┃  15 63   ┃15 70     ┃15 94       ┃15 48     ┃
┃    #2                  ┃  13 93   ┃1440      ┃1504        ┃1515      ┃
┃    #3                  ┃1577      ┃1570      ┃1615        ┃15 85     ┃
┃    #4                  ┃1412      ┃14 38     ┃1415        ┃1555      ┃
┣━━━━━━┳━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫
┃    #5      ┃          ┃          ┃          ┃            ┃          ┃
┃    ／’、  ┃  1.5米   ┃15 30     ┃15 20     ┃1605        ┃15 65     ┃
┃    人      ┃  2.0米   ┃15 34     ┃1576      ┃15 85       ┃1615      ┃
┃    孔      ┃          ┃          ┃          ┃            ┃          ┃
┃    门      ┃  2.5米   ┃15 32     ┃15 60     ┃15 54       ┃16 25     ┃
┣━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫
┃#6看        ┃  1.5米   ┃15 33     ┃15 60     ┃16 54       ┃1685      ┃
┃右火        ┃  2．O米  ┃1530      ┃15 70     ┃1604        ┃16 35     ┃
┃侧孔        ┃  2.5米   ┃1529      ┃1540      ┃1534        ┃1565      ┃
┃、—／      ┃          ┃          ┃          ┃            ┃          ┃
┣━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫
┃#T一        ┃  1.5米   ┃1536      ┃1603      ┃16 34       ┃1605      ┃
┃  左火      ┃  2．O米  ┃15 35     ┃15 78     ┃1614        ┃16 00     ┃
┃  侧孔      ┃  2.5米   ┃15 36     ┃15 82     ┃16 04       ┃1500      ┃
┗━━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━┛
    （注：各负荷下试验时为双组靓粉系统运行）
  1．  生物质燃烧机的结构尺寸；
  2．  运行操作。
  从表1看出，1～4号炉主火嘴的出口截面积为0.0644平方米，此一次风管截面积
小0.0112平方米，气粉混合物在一灰风管中的流速小于火嘴出口速度。在运行中，满足
了主火嘴出口速度的设计值，一次风管中就易于产生“堵粉”现象。为了保汪输粉安
垒，只好开大透风机入口调节档板，关小二次风门，提高途风机幽口凤压运行，以满足
一次凤压。其后果是：
  (1)送风机耗电量增加。
  (2)改变了一、二次风比例，卸一次风的比例增加，二次风的比例减少。为了保证
下排二次风速，上、中排二次风速很小，特别是上排二次凤仅有少量的冶却风，造成
一、二次风气流分离，上、中排二次风离开喷口后印偏离主气流贴墙。
    (3)一次风比例的增加，导致一次风速增大，高负荷时机械不完全燃烧热损qt儡大
    而5号炉主火嘴出口截面积为0.  118平方米，此一次风管截面积大0.013平方米，因
此，阻力较小，即使维持较低的一灰风压运行，一次风管内也不会产生“堵粉”现象。
    为此，从运行经济性的角度出发，主火嘴出口截面积可大于一灰风管妩截面积，或
者至少相等。降低风压运行，减少风机用电量也是合理的。
    生物质燃烧机
生物质颗粒燃烧机
木片燃烧机
木粉燃烧机
锯末燃烧机
燃烧机