锅炉机组燃烧调节方式及其意义

锅炉机组燃烧调节方式及其意义

一、燃料量的调节

　　燃料量的调节是燃烧调节的重要一环。不同的燃烧设备和不同的燃料种类，燃料量的调节方法也各不相同。

　　1、对配有中间仓储式制粉系统的锅炉

　　中间储仓式制粉系统的特点之一是制粉系统运行工况变化与锅炉负荷并不存在直接的关系。当锅炉负荷（出力）发生变化时，需要调节进入炉内的燃料量，它通过投入（或停止）喷燃器只数或改变给粉机转数、调节给粉机下粉挡板开度来实现的。

　　当锅炉负荷变化较小时，只需改变给粉机转速就可以达到调节的目的；改变给粉机的转数是通过平型控制器的加减完成的。当锅炉负荷变化较大时，用改变给粉机的转数不能满足调节幅度的要求，则在不破坏内燃工况的前提下，可先以投、停给粉机只数进行调节，而后再调节给粉机转数，弥补调节幅度大的矛盾。若上述手段仍不能满足调节需要时，可用调节给粉机挡板开度的方法加以辅助调节。

　　投、停喷燃器（相应的给粉机）运行方式的调节，由于喷燃器布置方式和类型的不同，投运方式也不相同。当需投入备用的喷燃器和给粉机时，应先开启一次风门至所需开度，对一次风管进行吹扫；待风压正常时启动给粉机给粉，并开启喷燃器助燃的二次风，观察着火情况是否正常。反之，在停用喷燃器时，则先停给粉机并关闭二次风，一次风吹扫数分钟后再关闭，以防一次风管内煤分沉积。为防止停用的喷燃器受热烧坏，有时对其一、二次风门保持适当开度，以冷却喷口。

　　给粉机转数调节的范围不宜太大，若调至过高，则不但会因煤粉浓度过大堵塞一次风管，而且容易使给粉机超负荷和引起煤粉燃烧不完全。若转数调至过低，则在炉膛温度不太高的情况下，由于煤粉浓度不足，着火不稳，容易发生炉膛灭火。

　　单只增加给粉机转数时，应先将转数低的给粉机增加转数，使各给粉机出力力求均衡；减低给粉机转数时，应先减转数高的。

　　对于喷燃器布置在侧墙的锅炉，可先增加中间位置的喷燃器来粉，对四角布置的喷燃器锅炉，需要相对称的增加给粉机转数。

　　用投入或停止喷燃器运行的方法进行燃烧调节，尚需考虑对气温的影响。在气温偏低时，投用靠炉膛后侧墙的喷燃器或上排喷燃器。气温偏高时则停用靠炉膛后侧的喷燃器或上排喷燃器。

　　由于喷燃器结构类型不同，对于喷燃器的投停方式也很难作出具体规定，一般可参照下述原则：

　　（1）、投下排、停上排喷燃器，可降低火焰中心，利于燃尽。

　　（2）、四角布置的燃烧方式，宜分层停用或对角停用，不允许缺角运行。

　　（3）、投停喷燃器先以保证锅炉负荷、运行参数和锅炉安全为原则，而后考虑经济指标。

　　对喷燃器（或给粉机）来粉量的判断：

　　（1）、给粉量的多少可以从给粉机电流的大小来判断。给粉机电流大，则来粉多；电流小，则来粉少；如果电流过大来粉不多，应查找原因。[

（2）、来粉量的多少还可以从一次风压的指示判断，如风压表测点取在给粉机下粉管后，一次风压小时，则来给粉量大；一次风压大则来粉少。

　　（3）、从喷燃器看火孔处也可以直接观测来粉的多少。喷燃器出口的风粉混合物浓度大，则说明来粉多；风粉混合物中的煤粉稀淡，则来粉少；当来粉过多时，喷燃器出口处出现暗红色；过少，则有零星火星出现。

　　有时由煤粉仓死角处煤粉的堆积或煤粉自流等原因将给个别给粉机的给粉量调节带来一定的困难。此时，对 来粉量的调节将是一个细致而麻烦的工作。这就需要反复的开、停给粉机，或开关给粉机下粉挡板，用木锤敲打、振动给粉机上部空间，促使煤粉仓内沉积的煤粉进行流动或迫使流动较大的煤粉沉积下来。这种调节操作较为笨拙、繁重，但能达到调节要求。

　　2、燃油量的调节

　　燃油量的调节方法与燃油系统的型式和油喷嘴的雾化方式有关。对于油量的调节目前的燃油锅炉一般采用的是利用进油或回油进行调节的系统。

　　采用进油调节系统的调节方法是：当负荷变化时，通常利用改变进油压力来达到改变进油量的目的。当负荷降低较大时，则需大幅度降低进油压力，以便减少进油量。这样就会因油的压力低而影响进油的雾化质量。在这种情况下不可以盲目降低油压，而需采取停用部分油嘴的方法来满足降低负荷的需要。

　　采用回油进行调节的系统则是控制回油量来调节进入炉膛的油量，其回油形式有内回油和外回油两种。内回油系统对负荷的适应性较强，能适应70%的负荷变化。但是，再低负荷时，由于喷嘴处轴向流速降低而切向速度不变，造成雾化角相应的变大，容易导致喷燃器扩孔处结渣或烧坏。外回油系统虽然负荷变化时雾化角可基本不变，但低负荷雾化质量将会下降，而且这种喷嘴加工要求较高，故目前国内很少采用。

　　二、锅炉风量的调节

　　当外界负荷变化需要调节锅炉出力时，，随着燃料量的改变，对锅炉的风量也需做相应的调解。

　　在实际运行中，从运行的经济方面来看，在一定的范围内，随着炉内过剩空气系数的增加，可以改变燃料与空气的接触和混合，有利于完全燃烧，使化学未完全燃烧损失和机械未完全燃烧损失降低。但是，当过剩空气系数过大时，则炉膛温度的降低和燃烧时间的缩短（由于烟气流速加快），可能使不完全燃烧损失反而有所增加。而排烟带走的热损失则总是随着过剩空气系数的增大而增加，所以当过剩空气过大时，总的热损失就要增加。

　　此外，随着炉内过剩空气系数的增大，使烟气容积也相应增大，烟气流速也提高，因而使送、引风机的耗电量也增加。

　　从锅炉的安全方面来看，若炉内过剩空气系数过小，则会使燃料燃烧不完全，造成烟气中含有较多的一氧化碳等可燃气体，降低了灰分的溶点因而引起水冷壁结渣。这将会导致锅炉运行恶化，严重时会被迫停炉。在燃油锅炉中若风量不足，将会引起二次燃烧。

　　由于飞灰对受热面的磨损量与烟气流速三次方成正比，所以当过剩空气系数过大时，将使受热面管子和引风机叶片的磨损加剧，影响设备的使用寿命。此外，过剩空气系数增大时，由于过剩氧量的相应增加，将使燃料中的硫分易于形成三氧化硫，烟气露点温度响应提高，从而使尾部烟道的空气预热器遭到腐蚀。

　　总之，风量过大或过小都会给锅炉的安全经济运行带来不良的影响。

　　锅炉的风量控制是通过送风机进口导向挡板调节的。经调节后送风机送出的风量，经过一、二次风的配合调节才能更好的满足燃烧的需求。一、二次风的风量分配应根据它们所起的作用进行调节。一次风量应满足进入炉膛风粉混合物挥发分燃烧及固体焦碳质点的氧化需要。

二次风量不仅满足燃烧的需要，而且补充一次风末段空气量不足，更重要的是使二次风能与刚刚进入炉膛的可燃物混合，这需要有较高的二次风风速，以便在高温火焰中起到搅拌混合的作用。混合得越好，则燃烧得越快越完全。

　　一、二次风还可调节由于煤粉管道或喷燃器的阻力不同而造成的各喷燃器风量的偏差，以及由于煤粉管道或喷燃器中燃料浓度偏差所需求的风量。此外，炉膛内火焰的偏斜、烟气温度的偏差，火焰中心的位置等均需利用风量的调节加以调整。

　　三、 喷燃器出口风速及风率的调节

　　1、调节的目的及配风条件

　　保持适当的喷燃器出口一、二、三次风的出口速度和风率是建立正常的炉内空气动力场和稳定燃烧的必要条件。

　　一次风速过高会推迟着火的时间；过低则会烧损喷燃器出口管，并可能造成一次风管内煤粉沉积一直阻塞管道。二次风速过高或过低都可能破坏气流与燃料的正常混合、搅拌，从而降低燃烧的稳定性和经济性。

　　喷燃器出口断面的尺寸及流速决定了一、二、三次风量的百分率。风率的变化也将对燃烧工况有着很大的影响，当一次风率过大时，为达到风粉混合物着火温度所需的吸热量就要多，因而达到着火所需的时间就延长。这对挥发分低的燃煤着火很不利，如一次风温较低就更为不利。对挥发分较高的燃煤由于着火容易，着火后要保证挥发分的及时燃尽故需要有较高的一次风率。

　　2、喷燃器出口风速及风率的调节方法

　　（1）  四角布置的直流喷燃器调节

　　四角布置的直流喷燃器是根据燃煤质量对燃烧的要求，其结构布置形式很多。一般情况燃用烟煤，褐煤的喷燃器多采用较高的一次风率及风速，而且一、二次风喷口距离较近，以便煤粉着火后及时与燃烧所需的空气相混合，以使燃烧完全。对于燃用低挥发分煤种的喷燃器，为了便于一次风粉混合物的着火，除了采用较低的一次风率和喷出速度之外，还将一、二次风不过早混合，另外也常采用一次风集中布置方案以便保证燃烧的稳定。直流式喷燃器一、二次风的风口常做成可以上下摆动的，用来调节燃烧中心位置，便于对煤种的适应及对过热气温调节的需要。

　　由于四角布置直流喷燃器的结构布置特性较大，风速的选择和调节范围也较广，一般可用下述方法进行对一、二次风出口速度的调解：

　　改变一、二次风率百分比；②改变各层喷燃器的风量分配，例如可以改变相应上下两层喷燃器的一次风量及风速，或改变上中下各层二次风的风量及风速。在一般情况下，减少下排的二次风量，增加上排的二次风量，可使火焰中心下移；反之可使火焰中心抬高。③对具有可调节的二次风挡板的直流喷燃器，可用改变风速挡板位置来调节风速。

　　判断风速和风率是否适宜的标准，首先是燃烧的稳定性，炉膛温度的合理性，以及对过热汽温的影响；其次是比较经济指标。

　　四、 炉膛负压的控制和引风的调节

　　1、监视和控制炉膛风压是反映燃烧工况是否稳定及判断事故的重要参数。

　　炉膛负压维持过大，会增加炉膛和烟道的漏风，引起燃烧恶化，并导致灭火。反之，若炉膛风压变正，则高温火焰及烟灰就要向外冒，不但会影响卫生，烧坏设备，还会造成人身事故。

　　当炉内燃烧工况发生变化或炉内受热面发生漏泄、爆破时必将立即引起炉膛风压发生变化。运行实际表明，当锅炉的燃烧系统发生异常情况或故障时，最先反映出来的就是炉膛风压的变化。例如锅炉灭火，从仪表盘上首先反映出的现象是炉膛风压表的指示急剧波动并向负摆到底，然后才是水位、蒸气流量等指示的变化。当炉膛受热面发生爆破时，其负压表指示向正摆到头。

　　所以锅炉运行中必须监视好炉膛负压，并按照不同的变化情况做出正确的判断，据此再及时地进行必要的调节和处理。[

2、炉膛风压和烟道负压的变化

　　在锅炉运行中，燃烧所产生的烟气需经引风机及时的排入大气中。如果排出炉膛的烟气量等于燃烧产生的烟气量，则进出炉膛的物质保持平衡，则炉膛风压就要发生变化。倒如，在吸风量未增加时，增时送风量，就会使炉膛出现正压。

　　运行中即使在送、引风调节挡板开度保持不变的情况下，由于燃烧工况总有小量的变动，故炉膛风压也总是脉动的，反映在炉膛风压表上就是其指针经常在控制的左右轻微晃动。

　　当燃烧不稳时，炉膛风压将产生强列的脉动，炉膛风压表的指针也相应作大幅度的剧烈晃动。此种现象的出现，往往是灭火的预兆。这时，必须加强监视表计变化和检查炉内燃烧情况，分析原因，并及时地进行适当的调整和处理。

　　在烟气流经烟道及各受热面时，将会有各种阻力产生，这些阻力是由引风机的压头来克服的；同时，由于受热面和烟道是处于引风机的进口侧，因此，沿着烟气流程烟道内的负压是逐渐增大的。

　　烟气流动时产生的阻力大小与阻力系数、烟气重度成正比，并与烟气流速的平方成正比。因此，沿着烟气流程烟道内的负压是逐渐增大的。

　　烟气流动时产生的阻力大小与阻力系数、烟气重度成正比，并与烟气流速的平方成正比。因此，当锅炉负荷、燃料和风量发生改变时，随着烟气流速的改变，负压也相应的改变。故在不同负荷下，锅炉各部分烟道内的烟气压力是不相同的。锅炉负荷增加，烟道各部分负压也相应增大；反之，各部分负压则相应减小。

　　当受热面管束发生结渣、积灰以至于局部堵塞时，由于通道减小，烟气流速增加，使烟气流经该部分管束产生的阻力较大，于是出口负压值及其压差就相应要增大。

　　因此，监视烟道工况，不仅需对各处烟温，而且还需对烟道各处的负压变化情况，给予必要的注意。

　　在正常情况下，炉膛风压和各部分烟道的负压都有大致的变化范围。因此，运行中如发现它们的指示值有不正常的变化时，即应进行分析，检查原因，以便及时处理。

　　3、 引风机的调节

　　炉膛风压表测点通常是设置在炉膛上部靠近炉顶的出口处。对于负压燃烧锅炉，正常运行时要求负压保持20—30Pa。为了保持锅炉正常负压，就需对引风进行调节。

　　引风的调节方法，目前基本上也是通过电动传动装置用改变引风机进口挡板的开度来调节。

　　对于引风机的运行方式需根据锅炉负荷的大小和风机的工作特性来考虑它的合理性。为了保证人身安全，当运行人员在进行除灰、吹灰、清理焦渣或观察炉内燃烧情况时，炉膛负压应保持较正常值高一些。