嘉兴发电有限责任公司3号锅炉性能试验研究报告
开度、内二、外二次风叶片角度的试验中，冷态试验得出燃烧器的回流区大小和位置适当，有利于燃烧着火的稳定性；一次风风量占总风量的20~25%，内二次风占总二次风量的40~50%，内二和一次风形成低氧燃烧区，该燃烧区空气过量系数为0.6~0.75，能够达到抑制和降低NOx的作用；调风盘开度试验得出，调风盘在170~190mm范围内，调风盘开度大，火焰扩散角略有增加，开度的增加会使内二次风的轴向和切向速度同时提高，过多的提高内二次风量，不利于稳定燃烧和降低NOx，调风盘开度在170~190mm之间时，内二次风量变化不大，因此运行时调风盘开度可基本上控制在170~190mm；内二次风叶片角度试验。在30°时，切向速度的数值大于轴向速度；在35°度时，切向和轴向速度相等；在40°度时，轴向速度略大于切向速度；外二次风叶片角度试验。外二次风叶片在60°度时，热态轴向速度只有24.2m/s，较设计值低了约3m/s，在68°度时，轴向速度为27.19m/s。则外二次风叶片角度为68°，是较适宜的角度值；燃烧器出口速度均匀性测试。一次风、内二次风、外二次风相比，外二次风的均匀性最差，外二次风最突出的是切向速度；嘉兴发电厂3号锅炉利用烟道挡板是能够达到通过改变烟气量来调节汽温的目的，从而达到调节再热器汽温的目的。
根据冷态燃烧器测试结果， 嘉兴发电厂3号锅炉双调风旋流煤粉燃烧器存在两点不足，内二、外二次风喷口速度没有达到设计值；特别是外二次风轴向速度较低，因此，使外二次风的刚度下降，导致燃烧后期混合不好，造成未燃尽碳热损失和产生CO的气体热损失增加；燃烧器出口速度均匀性试验，外二次风的切向速度不均匀，会使燃烧后的火焰扩散角变化较大，影响燃烧效果，建议增加外二次风的叶片数量，外二次风叶片由16片增加到30片或32片。
4.锅炉设备运行特性试验研究
4.1燃烧器运行特性试验
DRB-XCL型双调风旋流煤粉燃烧器有双层强化着火的调风机构，大风箱的二次风分两股进入到内二和外二次风燃烧器喷口，内二次风作引燃煤粉用，外二次风则主要用来补充煤粉燃尽所需的空气，内二、外二次风不同的速度使煤粉和空气很好地混合，达到使煤粉完全燃烧。内二、外二次风旋转方向相同，依靠旋转气流产生一个回流区，将炉内高温烟气吸到煤粉着火区，点燃煤粉。
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4.1.1燃烧器调风盘开度试验
根据冷态调风盘开度试验结果，在热态条件下，调风盘开度在170~190mm，内二次风出口轴向速度为18~20m/s，切向速度为17~19 m/s，外二次风出口轴向速度为25~27m/s，切向速度为13~15m/s。调风盘开度试验的煤质分析见表16，从表16分析，不同调风盘开度下的试验煤种工业分析、元素分析及高位发热值等基本相等，因此调风盘开度试验所燃用的煤种基本上为同一煤种。燃烧器调风盘开度试验结果见表17。调风盘开度试验，实质是调节内二和外二次风风量试验，调风盘开度大，内二和外二次风的风量越大，但因集控控制风量是根据省煤器出口氧量，而将送风机电流设在自动调节状态，所以在调风盘试验中，调风盘在170~190mm之间调节，空气过量系数在1.14~1.16之间变化。从图12和图13中得出调风盘开度加大使未燃尽碳热损失降低，干烟气热损失增加，锅炉热效率升高，锅炉热效率由94.08%升到94.22%变化，见图14。调风盘由170mm调到190mm的位置，风箱内的二次风流入燃烧器的流通面积加大，局部阻力损失减小，使二次风在燃烧器喷口的气流刚度增强，二次风能和煤粉颗粒很好地混合燃烧，最终未燃尽碳热损失降低，固体颗粒的进一步燃烧又使烟气温度升高。调风盘主要影响锅炉热效率中的未燃尽碳热损失和干烟气热损失两项。热态试验与冷态试验相比，增加了调风盘开度在155mm的试验。调风盘开度在155mm试验，调风盘由170~190mm降到155mm，使二次风量下降，省煤器出口氧量为1.5~1.7%，氧量的减小，锅炉热效率中产生CO的气体热损失明显增加，烟气中一氧化碳含量升高到10000 ppm以上，即烟气中一氧化碳含量超过了1%，从调风盘试验中得出调风盘的最小开度为170mm。
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表16 调风盘试验煤质分析表
调风盘开度（mm） 项目 名称 符号 单位 170 180 190 全水分 Mt ％ 17.44 16.85 15.16 工业分析 挥发分 Vdaf ％ 34.97 35.96 36.46 灰分 Aar ％ 5.6 5.37 9.38 碳 Car ％ 61.92 62.15 60.92 氢 Har ％ 3.6 3.63 3.68 元素分析 硫 St,ar ％ 0.38 0.41 0.44 氧 Oar ％ 10.36 10.87 9.71 氮 Nar ％ 0.7 0.72 0.71 低位发热值 发热量 高位发热值 Qnet.ar MJ/kg 23.32 23.52 23.11 Qgr.ar MJ/kg 24.66 24.66 24.22
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表17 燃烧器调风盘开度试验结果表
调风盘开度（mm） 项目 符号 单位 170 省煤器后空气过量系数 未燃尽碳热损失 干烟气热损失 燃料中水分引起的热损失 氢燃烧生成水分热损失 空气中水分热损失 产生CO的气体热损失 锅炉表面的辐射和对流热损失 不可测量热损失 磨煤机运转发热量 总损失 锅炉热效率 NOx 折算后NOx SO2 α Luc LG Lmf LH LmA Lco LB LuN L*r L ηid mg/Nm mg/Nm
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33180 1.14 0.3652 4.1350 0.1209 0.2328 0.0770 0.6140 0.1700 0.3 -0.118 5.90 94.10 481 420 517 190 1.15 0.2203 4.1996 0.1108 0.2403 0.0775 0.5748 0.1700 0.3 -0.118 5.78 94.22 547 483 436 % % % % % % % % % % % 1.16 0.5922 3.9709 0.1262 0.2328 0.0766 0.5675 0.1700 0.3 -0.118 5.92 94.08 492 434 445 嘉兴发电有限责任公司3号锅炉性能试验研究报告
0.70.6未燃尽碳热损失(%)0.50.40.30.20.10170mm180mm调风盘开度190mm图12 不同调风盘开度下未燃尽碳热损失图
4.254.24.15干烟气热损失（%）
4.14.0543.953.93.85170mm180mm190mm调风盘开度图13 不同调风盘开度下干烟气热损失图
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