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行业知识

大容量生物质燃烧机制造的发展趋势

大容量生物质燃烧机制造的发展趋势

    1957年西德电力工业中燃油的比重只占12%.而1970年已上升到50%。1956年单只生物质燃烧机热功率仅为5 , 0~7.O×10n大卡/时(燃油量为500-.700斤/时)。这一年第一次制造了热功率为10.0×10n大卡/时(燃7由量为1000公斤/时)的油生物质燃烧机,采用带有轴向和径向旋流叶片的扩散器。在当时,这种发展被认为是冒进的。

  从1956年以后液体和气体燃料生物质燃烧机才开始大规模地发展。60年代前半期单只生物质燃烧机热功率已经达到30×108大卡/时,后期提高到50×100大专|铽。

    由于目前掌握了油、气的燃烧技术,使得热水锅炉和蒸汽锅炉制造得更加经济。因热水锅炉和蒸汽锅炉制造向大容量直线地发展,就要求燃烧技术和生物质燃烧机结构相应地迅速发展,以便使整台锅炉装置具有较高的经济性。同时也要求提高燃烧装置的自动化程度。

    目前热功率为75×l06大卡/时的f由、气燃烧嚣的生产数量不多。热值Hu9600大卡/时的液体燃料折算成燃油量等于8000公斤/时,天然气热值Hu8400大卡/时,则耗气量为9000米3/时。

    现在蒸发量为1000吨/时和2000吨/时锅炉已经提到议事日程上来,今后每台锅炉蒸发量要超过2000吨/时。从美国和苏联锅炉制造情况来看,单机容量为3000吨/时锅炉几年前就已得出运行结果

    随着锅炉单机容量的提高,相应地也要提高单只生物质燃烧机的容量,这两者是相互联系的。其目的在于尽可能使每台锅炉采川最少数量的生物质燃烧机。研究表明,随着单只生物质燃烧机容量的提高,对平流扩散器与旋流扩散器作了比较,认为平流扩散器在火焰形状及火焰的形成方面有其优点。平流扩散器的火焰成细长束状,而旋流扩散器的火焰形状是宽的。目前液体和气体燃料的大型生质燃烧机,制造部门采用燃烧空气的平流引入方式。    图2所示为火焰长度及其宽度的相互关系。燃烧器容量为5000 -,14000公斤/时,过量空气n-1. 025.,含氧量为0.5%。图中曲线是指燃油时火焰长度及其宽度的相互关系值。当采用天然气作燃料时,采用相当于燃油时火焰长度的;的经验数值。气体和液体燃料的火焰宽度是相同的。这仅指气或{由单独燃烧,而不是指混合燃烧而言,也就是说,这两种燃料一起燃烧而各负担生物质燃烧机热功率的一部分。

  生物质燃烧机容量、数量、尺寸及其合理布置均与炉膛尺寸、生物质燃烧机结构以及对生物质燃烧机的燃烧要求有关。图3清楚地给出生物质燃烧机布置的相互位置。当前墙燃烧时生物质燃烧机数量要此炉底燃烧时多。前墙燃烧时炉膛深度被看作没计生物质燃烧机最大容量的标尺,与此相应的是,炉底燃烧时炉膛高度可作为燃尽的路程。这就是说,炉底燃烧时可以显著地增大生物质燃烧机容量。上述情况再次清楚地说明了,热功率为80、一140×100大卡/时的大容量生物质燃烧机大多数用于炉顶或炉底燃烧的锅炉。

    进一步研究表明,生物质燃烧机可以在高的过量空气和空气不足情况下作良好的运行,这就是说,火焰并没有熄灭而光电管没有短路。当过量空气n一5.0和空气不足n-0.5对,能够达到燃烧的稳定性。此外,对于平流生物质燃烧机,还有一点要说明的,这就是为了在最佳燃烧工况时(用低的过量空气能达到完全燃烧)获得高的调节比,曾制造了文丘利式平流。

  至今所采用的“旋流叶片”构件——如切m和径向叶片——在本型式生物质燃烧机的结构中基本L是不采用了。引入的燃烧空气不象一般常用的各种扩散器结构那样分成一次和二次空气通道。

  燃烧空气沿生物质燃烧机轴向是直线流动的,而不是旋流的。空气流径环形通道引入生物质燃烧机扩口。空气进口环形通道用环形调节阀米关闭和开启,这就可能在同一风箱内配置多只生物质燃烧机时,使生物质燃烧机中不同的阻力得到均衡。

  环形调节阀的设计考虑到生物质燃烧机端盖或文丘利外壳能够密封,调节阀的移动不会引起漏风,这就是说,假定在一只炉膛内装有多只生物质燃烧机,当一只生物质燃烧机停止工作时,不会产生漏气现象。在这种工7兄下运行时通过油枪上供给冷却用蒸汽,使扩散器内部零件不会因热辐射的影响而损坏。

  气流导向伞采用铲型的叶片。流经导向伞的那一部分空气就在那里得到一个轻度的旋转,这样可燃料辐射图10生物质燃烧机出口处火焰的流线图以加强火炬根部燃料质点和空气的混合。图10所示为生物质燃烧机出口处火焰的流线图。绕过气流导向伞周界的燃烧空气是不旋流的,而是沿轴向流动的。

    在炉膛设计时,为了既迅速又合理地来确定正确的生物质燃烧机尺寸,规定了25种系列的平流扩散器,其友热量范围从5~140×106火卡/时。图11所示为大型生物质燃烧机尺寸的比较表,其容量为5000~14000公斤/时。当设计平流扩散器采用纯f由或汕一气混合燃娆时,油是从安置在生物质燃烧机轴线上的油枪喷八,而气是从许多单只喷枪分散引入,而从集气环或轴向集气管来向这些喷枪供气

为大容量气一油混合生物质燃烧机。这种双层平流扩散器能够在燃烧空气压力很低时保持大的调节比。一次和二次空气分两个通道引入。在燃烧器的调节范围内,二次空气通过外环形调节阀自动地关小,以保证一次空气引入时具有良好的空气动力工况,而达到良好的混合、着火和燃烧。第二只均衡不同阻力的作用。

  天然气生物质燃烧机喷枪顶部上的排气孔布置成使一部分天然气流向生物质燃烧机中心线上,剩余部分天然气要布置得使所有喷气枪从整体来看造成一个同方向

的旋流。

    图12双层平流扩散器具有大的调节比的气一油混合生物质燃烧机1-油枪;2--气流导向伞;3-天然气喷嘴;4--环形调节阀(气动):5  气电点火器;0 -油枪;7-气流导向伞;8 -UV光电管;9-环形调节阀(手动);  10-只串联光电管:11---次空气:12-_次空气;13 -环形调节阀;14-传动机构

  还要提到的是,当燃烧装置要用燃气轮机排气或新鲜空气交替运行时,采用按图12所示的双层平流扩散器是有效的。目前燃气一蒸汽联合装置中经常采用这种燃烧装置。燃气轮机排气在大多数情况下含16 v17%0。(按体积计)和温度为400。C。当用燃气轮机排气工作时,因排气体积大,它从平流扩散器一次和二次空气口引入。

    当燃气轮机停止工作,而蒸汽锅炉用新鲜空气运行时,空气输送外环被关闭,而新鲜空气用内部通道已能满足。这就是说,用燃气轮机的排气或用新鲜空气能在允许的调节范围内进行工作。

    总的来讲,目前制造部门已缢达到能制造大容量气体和液体燃烧装置的技术水平。这是1956年初没有预见到的。气一{由在低的过量空气下燃烧的经验表咀了这种燃烧装置具有很多优点,也指出了经济地利用燃料的前景。

    在将来是否还要进一步增大生物质燃烧机容量(如超过14000公斤/时).目前还未作预测。根据研究结果表明容量为14000公斤/时油生物质燃烧机完全可以达到混合和燃烧,其运行是可靠的。

  本文包括在选择和设计生物质燃烧机时,确定一二次风的流通截面积,生物质燃烧机开口计算所必须的概念,以及主生物质燃烧机和乏气生物质燃烧机在炉墙上的布置和燃烧室断面和容积计算的推荐。生物质燃烧机的计算和确定燃烧室的主要特性qv、qF、qL密切联系起来是推荐的特点。因此,工作的最终结果不仅是生物质燃烧机结构、数量和布置的选择,而且还由燃烧条件,燃烧器的功率和生物质燃烧机的布置确定了炉膛尺寸。这样考虑问题比迄今为止还只是根据一个参数qv来求得炉膛尺寸要更精确。旋流器及其阻力计算将附带给出。

    基本概念

    导则的适用范围和推荐的燃烷器型式

    设计最佳结构和确定最隹工况的推荐方法适用丁旋流式4煤粉生物质燃烧机,被采用在固态或液态除渣、,『式成、峰开式炉膛,燃用无烟煤屑、半无烟煤或贫煤。

    4注:最好避免“紊流式”这一术语,因为在锅炉的燃烧装置中任何一种结构的生物质燃烧机,无论是直流的或旋流的,它的一、二次风,都是在紊流工况下工作的。


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点击次数:  更新时间:2017-03-15 14:45:07  【打印此页】  【关闭