基于激光技术对燃烧器进行校正的试验研究

一些采用切圆燃烧方式的电厂，使用燃烧器测试、调整方法存在不足，在工程上应用不便。文章提出煤粉燃烧新的切圆概念，采用自动激光丈量技术，结合燃烧器的实际结构，通过大镀锅炉检验的实践，总结出一套实用的燃烧器校正丈量技术，对锅炉燃烧器的安装、检验、调试、改造具有重要作用。 
引言 
目前，由于进炉煤质变化较大等原因，锅炉燃烧稳定性变差。一些锅炉多次发生灭火事故。通过对大量试验、运行数据资料进行调查分析后，发现煤粉锅炉除了存在煤质变化的情况外。还存在燃烧火焰成型不理想的题目，主要表现为：煤粉气流着火间隔不公道，炉膛温度不均匀，局部结焦、超温、磨损、高温腐蚀等。同时，由于气流紊乱，一些锅炉在运行中还存在掉粉的题目，影响了锅炉运行的安全性和经济性。 
1.燃烧器检查与分析 
煤粉锅炉燃烧方式一般分为：切圆燃烧、对冲、W火焰。在实际运行时，发现一些锅炉的燃烧存在题目。如火焰偏斜、飞灰含碳量增加、高温腐蚀等，这主要由锅炉设计，制造质量，安装质量，煤质变化，运行方式。长期运行后喷口变形等题目造成。 
由于锅炉燃烧对煤质特性的变化十分敏感，必须采取相应的强化燃烧措施，对原燃烧器结构进行精确的校正和适应性改造，甚至增加适量的卫燃带。同时，须对锅炉运行调整进行深化试验研究。进步锅炉对煤质的适应性，保证锅炉设备生产运行的安全性。 
就锅炉关键设备燃烧器而言，需要严格按技术要求完成其设计、生产、安装和调试。但是，通过大量电厂锅炉燃烧器实际检查发现： 
(1)同组燃烧器各喷口水平、垂直方向的角度与设计相比存在差异。 
(2)对切圆燃烧锅炉假想切圆检查时，同组燃烧器的切圆都偏大或偏小。 
(3)燃烧器存在明显的磨损现象，这可能是：燃烧器设计缺陷，喷口与导粉管存在偏斜。 
(4)燃烧器存在明显的烧损现象，可能是煤质变化太大、风粉配比调节不公道，使煤粉着火间隔发生变化而导致燃烧器烧损。 
2.燃烧切圆现象研究 
通常说的燃烧器切圆是指设计的假想切圆(几何切圆)，但是，这个概念并不能对锅炉煤粉火焰的燃烧、成型进行完全描述。研究发现：对切圆燃烧方式的锅炉而言，存在以下几个切圆的关键概念：(1)燃烧器的几何切圆，由锅炉厂设计决定(依据煤质、炉型等)；(2)燃烧器的动力切圆，由管道阻力、试验调整决定(锅炉处于冷态时进行处理)；(3)燃烧器的化学燃烧切圆，由煤粉的热力、化学燃烧特性、试验调整决定(由煤粉浓度、风速、温度等决定，锅炉处于热态时进行处理)。假如这3个切圆重合，燃烧就会按设计的方式进行。但是，实际锅炉的燃烧状况并不是这样，3个切圆的中心和边沿有时甚至偏差很大，严重影响锅炉的燃烧工况，造成结焦、爆管、超温、高温腐蚀、飞灰可燃物高等题目。 
燃烧器切圆题目是燃烧的基础题目，假如在冷态上不能将(几何、动力)切圆进行有效控制，在热态时，通过有限的燃烧调整不可能将化学燃烧切圆(热力)、火焰中心调整好。因此，电厂必须在冷态下调整燃烧器，保证燃烧器几何切圆正常，然后通过冷态试验、热态试验，将锅炉的燃烧状态调整到公道的状态。 
3.切圆的调整方法研究 
经试验发现：从几何的角度而言。燃烧气流的轨迹对火焰的成形十分重要，关系到着火、燃烧、燃烬、排放、传热等过程。纯气流的轨迹与加进煤粉气流的轨迹动量存在差异，气流的射程和扩散变化较大。 
3.1激光丈量和校准切圆 
气流几何轨迹的丈量十分重要.本文采用激光仪代替原来的拉线方法对燃烧器进行校正。原来的拉线方法工作量大、误差大、工期长，现在电厂一般都不采用。采用激光丈量技术对气流的几何轨迹进行丈量，可以清楚地观察气流的轨迹，调整切圆。