土耳其空气动力场试验方案正式版.docx
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土耳其空气动力场试验方案正式版
1锅炉基本参数
1.1型式及型号
本期工程装设两台600MW超（超）临界参数燃煤汽轮发电机组，锅炉为超临界参数变压直流炉、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。
型号为DG1827/25.4-Ⅱ4型。
1.2参数
锅炉主要参数表
名称
单位
BMCR
CAPABILITY
BRL
过热蒸汽流量
t/h
1827.07
1740.11
1685.54
过热器出口蒸汽压力
MPa（g）
25.4
25.28
25.21
过热器出口蒸汽温度
℃
571
571
571
再热蒸汽流量
t/h
1515.2
1447.2
1404.7
再热器进口蒸汽压力
MPa（g）
4.22
4.02
3.9
再热器出口蒸汽压力
MPa（g）
4
3.82
3.71
再热器进口蒸汽温度
℃
311
306
304
再热器出口蒸汽温度
℃
569
568
568
省煤器进口给水温度
℃
280
276
274
2设计燃料条件
2.1煤种煤质一览表
项目
符号
单位
设计煤质
校核煤质
低位发热值
Qnet,v,ar
MJ/kg
25791
23865
全水份
Mad
%
10
10
灰份
Aar
%
13.72
17.5
可燃基挥发份
Car
%
39
20.69
Ｃ
Har
%
66.06
62.8
Ｈ
Oar
%
3.66
3.2
Ｏ
Nar
%
4.16
4.3
N
St.ar
%
1.5
1
S
Vdaf
%
0.9
1.2
灰份
Aar
13.72
17.5
哈氏可磨系数
ＨＧＩ
72
65
变形温度DT
DT
℃
1300
1300
软化温度ST
ST
℃
1400
1400
流动温度FT
FT
℃
1450
1450
灰成分
SiO2
%
55
51.76
Al2O3
%
25
34.62
Fe2O3
%
6.5
6.05
CaO
%
5
1.92
TiO2
%
1.6
/
K2O
%
0.6
1.25
Na2O
%
0.3
1
MgO
%
1.5
1.38
SO3
%
3
0.9
Mn2O3
%
1.5
/
2.2点火和助燃用油油种
采用6号油，油质的特性数据见下表：
序号
项目
单位
指标
1
密度（15℃）
kg/m3
987~970
2
闪点（闭口）
℃
65~110
3
倾点
℃
15~25
4
粘度（50℃）
cSt
230～360
5
灰分
wt.%
0.08~0.02
6
沉淀物和水分
Vol.%
1.0~2.0
7
沉淀物（萃取法）
Vol.%
0.5
8
硫含量
wt.%
2.0～5.0
9
沥青质
wt.%
0.8～1.2
10
残碳
wt.%
11.0～13.0
11
碳
wt.%
85～86
12
氢
wt.%
10.0～11.0
13
氧和氮
wt.%
0.9～1.0
14
钒
mg/kg
45～60
15
镍
mg/kg
15～25
16
铝
mg/kg
4.6～6.0
17
钠
mg/kg
8.0～14.0
18
硅
mg/kg
3.0～5.0
19
高位发热量
kcal/kg
10120～10235
20
低位发热量
kcal/kg
9600～9700
3.烟、风系统主要设备及流程
3.1主要设备
锅炉配有2台成都电力机械厂生产的AN33（19）型静叶可调轴流式引风机、2台上海鼓风机厂有限公司生产的FAF25—12.5—1动叶可调轴流式送风机和2台上海鼓风机厂有限公司生产的PAF18-13.2-2动叶可调式一次风机。
3.1.1引风机设计参数如下:
型式AN33（19）静叶可调轴流式
台数（台）2
出力（m3/S）494.0（T.B）
全压（Pa）6435（T.B）
转向顺气流方向看叶轮逆时针旋转
工作转速（r/min）990
叶片调整范围-70°～+30°
轴功率（KW）2547（BMCR）
电机功率（KW）4000
出力调节方式进口导叶调节
冷却风机9-19NO.4.5A
3.1.2送风机参数如下：
型号FAF25—12.5—1动叶可调轴流式
台数（台）2
出力（m3/s）230.6（T.B）
全压（Pa）4241（T.B）
工作转速（r/min）990
出力调节方式导向挡板调节装置
导向叶片角度调节范围－25°～+15°
叶轮直径mm2512
电动机功率KW1200
3.1.3一次风机设计参数如下:
型号PAF18-13.2-2
设计转数（r/min）1490
全压（Pa）16819
风量（m3/s）93.88
转向从电机端看逆时针
导向叶片角度调节范围－25°～+15°
电机功率（kW）1900
3.2系统主要流程
送风机将空气送往两台三分仓空预器，锅炉的热烟气将其热量传送给进入的空气，受热的一次风与部份冷一次风混合后进入磨煤机，然后进入布置在前后墙的煤粉燃烧器，受热的二次风进入燃烧器风箱，并通过各调节挡板而进入每个燃烧器二次风、三次风通道，同时部分二次风进入燃烧器上部的燃尽风喷口。
由燃料燃烧产生的热烟气将热传递给炉膛水冷壁和屏式过热器，继而穿过高温过热器、高温再热器进入后竖井包墙，后竖井包墙内的中隔墙将后竖井分成前、后两个平行烟道，前烟道内布置低温再热器，后烟道内布置低温过热器和省煤器。
烟气调节挡板布置在低温再热器和省煤器后，烟气流经调节挡板后分成两个烟道进入空预器，在预热器进口烟道上设有烟气关断挡板，可实现单台空预器运行。
烟气最后进入除尘器，脱硫系统流向烟囱，排向大气。
4燃烧设备
4.1煤粉燃烧器
采用前后墙对冲燃烧方式，燃烧器布置图见图1。
24只低NOx燃烧器前、后墙各三层布置在炉膛前后墙上，使沿炉膛宽度方向热负荷及烟气温度分布更均匀。
燃烧器上部布置有燃尽风（OFA）风口，8只燃尽风风口分别布置在前后墙上。
图1燃烧器布置图
图2燃烧器配风示意图
5试验目的
5.1通过冷态空气动力场试验，了解、并掌握锅炉燃烧器的流动特性。
5.2确定单个燃烧器的配风均匀程度、同层四个燃烧器及全炉膛24个燃烧器的配风均匀性。
5.3通过冷态试验来确定燃烧器的旋转方向、扩散角及回流区是否合理，一、二、三次风的混合情况、回流区的大小及变化情况等，确定最佳挡板开度及最佳配风，确保燃烧器在热态运行中着火稳定，不烧坏设备，减轻炉内结渣。
6试验项目
本次试验分四部进行。
具体如下：
6.1一次风调平
6.2选择同一层燃烧器中的两台燃烧器在其上进行一、二、三次风量测试。
6.2.1在燃烧器一、二次风合理配比的条件下，确定导致燃烧器“飞边”和回流区不闭合的二次风旋流强度调节挡板开度。
6.2.2在上述同样条件下，确定导致燃烧器无回流区的二次风旋流强度调节挡板开度。
6.2.3在上述同样条件下，确定燃烧器最佳扩散角和回流区的二次风旋流强度调节挡板开度。
6.2.4在最佳二次风旋流强度调节挡板开度下，进行一、二次风变风量试验。
6.3在最佳扩散角和回流区及最佳二次风旋流强度调节挡板开度下测量一、二、三次风流量使其达到最佳流量。
6.4将这台燃烧器的最佳调整结果推广到所有燃烧器，观察全炉膛的空气流动特性和一、二次风混合情况。
7试验原理
根据相似原理，锅炉冷态空气动力场试验应遵守以下原则：
7.1几何相似
由于冷态试验和热态运行是同一台锅炉，因此满足几何相似条件。
7.2保证空气流动状态进入自模区
锅炉稳定运行时，炉内的气流工况属于粘性流体不等温的稳定受迫运动，对流动过程起主要作用的是雷诺准则：
，它表明了流体惯性力与粘性力的比值。
在等温流动时，它决定了气流运动的阻力特性。
所谓气流运动状态进入自模化区，是指当
大于某定值后，惯性力起决定性因素，粘性力的影响可以忽略。
对于旋流燃烧器
≥1.8×105时即可进入自模化区。
燃烧器冷态一、二、三次风喷口达到自模化区的最小风速按下式计算：
（1）
式中：
——燃烧器喷口冷态自模化区的最小风速，m/s；
——空气动力粘度，温度20℃时取为15.2×10-6m2/s；
——雷诺数，取为1.8×105；
——一、二、三次风喷口当量直径，m。
7.3边界条件相似
边界条件相似是指热态条件下通过燃烧器进入炉内的各股气流动量比与冷态条件下各股气流的动量比相等，遵循下式：
（2）
其中：
冷态时一、二次风密度相等，即
。
由于热态一、二次风温较高，静压对流体密度影响较小，可以忽略。
则热态二次风的密度为：
（3）
考虑到煤粉浓度与空气之间的速度差的影响，热态一次风粉的密度为：
（4）
由此可以推导得出冷态试验的喷口风速比的计算公式，即：
（5）
其中：
——煤粉相对于一次风气流的滞后系数，通常取为0.8；
——一次风中煤粉的质量浓度，为0.534/kg。
、
——设计热态工况喷口一、二次风温，℃；
冷态燃烧器三次风速为
（6）
锅炉设计热态一次风温为72℃，二次风温、三次风温均为318℃，热态一次风速为
=22.7m/s，二次风速为
=29m/s，三次风速为
=38.64m/s。
取冷态时二次风速
=15m/s，按公式（5）计算的冷态一次风速
=18.4/s，按公式（6）计算冷态时三次风速
=20.0m/s。
即当燃烧器喷口冷态一次风速为18.4/s、二次风速为15m/s、三次风速为20m/s时，满足燃烧器冷、热态一、二、三次风动量比相等的原则，并且一、二、三次风也能保证气流进入自模化状态。
8试验内容及方法
8.1一次风速调平
在进行冷态模化试验前，分别对每台磨煤机出口各一次风管进行一次风速的测量，并通过调节可调缩孔来调整各一次风管的风速，使同一台磨煤机供粉的各燃烧器风粉分布均匀。
用标准测速管测量每根一次风管内一次风动压、静压，并用经过校验的标准T型热电偶测量风温。
通过下式计算一次风风速和风量。
m/s
m3/h
式中：
——测速管系数；
——风道截面积，m2；
——气流平均动压，Pa；
——气流密度，kg/m3；
式中：
——标准状态下气体密度，kg/m3；
——气体温度，℃；
——当地大气压，Pa；
——管内气体静压，Pa。
管道风速偏差计算方法：
式中：
——管道风速的偏差，%；
——风速最高（或最低）的第i根管风速，m/s；
——各管风速的平均值，m/s。
保持磨煤机通风量和温度不变，如各管内风速偏差过大，则根据测量结果对可调缩孔进行调节，将每台磨出口的一次风管风速控制在合理的范围内，直至
<5%。
8.2单个旋流燃烧器动力场试验
利用冷态空气动力场测量器具（风车），在距离燃烧器出口0.5D、1D、1.5D、2D、3D（D为燃烧器出口的标称直径）处，且与燃烧器轴线垂直的平面上布置多个风车。
按一定的方式投入燃烧器的一、二、三次风后，记录各风轮的串动方向，绘出射流的扩散角度和回流区情况。
8.2.1变三次风旋流挡板试验
（1）送、引风机和一次风机均投入运行。
（2）分别控制需要的一、二、三次风风速，二次风旋流器开度保持在前面确定的最佳开度。
（3）保持一、二、三次风风速不变，改变三次风旋流器开度，确定产生“飞边”时燃烧器的三次风旋流器开度。
用热线风速仪测量燃烧器出口0.5D、1D、1.5D、2D和3D的风速。
（4）保持一、二、三次风风速不变，改变三次风旋流器开度，确定无内回流区时燃烧器的三次风旋流器开度。
用热线风速仪测量燃烧器出口0.5D、1D、1.5D、2D和3D的风速。
（5）保持一、二、三次风风速不变，改变三次风旋流器开度，测量扩散角、回流区长度和直径，确定合理的扩散角和回流区大小，此时三次风旋流器开度最佳，并用热线风速仪测量燃烧器出口0.5D、1D、1.5D、2D和3D的风速。
8.2.2变一次风率试验
（1）送、引风机和一次风机均投入运行，控制总风量不变。
（2）将燃烧器二、三次风旋流器调至最佳开度，分别控制需要的一、二、三次风风速。
（3）保持总风量不变，改变一次风率，测量扩散角、回流区长度和直径，确定合理的扩散角和回流区大小，用热线风速仪测量燃烧器出口0.5D、1D、1.5D、2D和3D的风速。
9试验条件及要求
9.1送、引风机和一次风机试运结束，所有风烟及制粉系统各风门挡板开关灵活，电动远操及手动灵活，挡板开关方向及开度指示正确。
各风机运行稳定。
9.2试验前送、引风机和一次风机均投入运行，吹扫炉膛及烟、风道1～2小时，以便将烟风道内的杂物清理干净。
9.3控制室内所有风烟系统的热控及电气仪表经过检验并指示正确。
9.4炉内及炉外安装照明且光线充足，炉膛内铺设平台的位置距离燃烧器底部约300~400mm，四周距离水冷壁平面在150mm左右，平台大小与炉膛横截面相当，平台要牢固、稳定，便于试验人员在平台上进行测量工作，确保炉内人员安全。
9.5试验所需的测点及风车全部安装完毕，风车支架固定。
9.6试验期间要求炉内、炉外通讯联络畅通。
10试验仪器
靠背管、U型管、乳胶管、风车、飘带、风速仪等。
11安全措施
11.1搭设试验平台，应牢固结实，并应安装好照明以保证试验人员的安全。
11.2从人孔门处进入炉膛搭设的架子合理、方便，能使炉膛内、外联系畅通。
11.3清除炉内高空悬挂的临时性物件，以防止伤害试验人员。
11.4试验人员无权启停电厂的任何设备，应由电厂运行人员进行操作。
11.5所有试验人员进入现场必须穿工作服、工作鞋，戴安全帽，必要时戴防护镜和口罩。
11.6炉膛负压保持在-30～-50Pa，避免过大或过小。
11.7风机不过电流。
11.8试验期间若出现事故，试验人员应停止试验，马上撤离现场，运行人员按照有关运行规程处理。
附风车加工图
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