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摘要：在火力发电厂锅炉的运营过程中，采用水平浓淡燃烧器可以有效的提升浓侧的煤粉浓度，有利于低负荷稳燃。同时在浓、淡煤粉间设垂直钝体，使浓淡一次风之间形成特定夹角，既可起到卷吸高温烟气的作用，也可推迟浓淡一次风的混合，形成水平浓淡分级燃烧，减少NOx的生成。淡煤粉处于被火侧，可提高水冷壁附近的氧化性气氛，有利防止水冷壁的结渣和高温腐蚀。本文主要对其实际的应用进行分析。
关键词：水平浓淡；煤粉浓度；燃烧稳定性
前言：某发电公司的日常生产过程中，采用亚临界压力、自然循环、单炉膛四角切圆式、一次中间再热、平衡通风、固态排渣汽包锅炉。锅炉采用紧身封闭π型布置、固态排渣、全钢架悬吊结构。炉膛上部布置有墙式再热器、分隔屏、后屏过热器、后屏再热器。在生产过程中，锅炉长期处于低负荷运行，现有燃烧系统在不投油的前提下无法满足电力生产深度调峰要求。
1水平浓淡燃烧器原理
1.1稳定燃烧理论
1.1.1煤粉浓淡对着火的影响
将煤粉气流加热到着火温度，主要是依靠着火热来实现。通过对加热煤粉颗粒、空气提升到着火温度，并对煤粉当中水分进行充分的蒸发以及过热需要吸收的热量进行计算。可以得到以下公式：
Qzh=（VCa+Cf）（Ti-To）+Mt[2510+Cw(Ti-100)]/100+qp
在该公式当中，Qzh表示为着火热，V则便是为在单位的重量煤粉燃料相对的一次风量。其中煤粉的实际浓度用Co来表示，因此可以得到C0=1/V。同时在上述的表达式当中，在反应的过程中煤粉浓度的变化，对其着火温度所产生的影响Ti，也就是说在第二大项当中存在着不变量，因此产生的着火热Qzh在变化的过程中，只会受到单位重量下的煤粉燃料的一次风量的影响。同时，在煤粉的浓度降低的过程中也会使得V降低，进而导致在单位重量下，煤粉燃料在实现着火温度的热量将会降低，为此也就是说提升了煤粉气流的实际浓度，就会降低着火热。
1.1.2粉煤浓度对于着火时间的影响
对于一个独立的炉膛而言，在将局部的煤粉浓度进行改变后，会导致辐射传热量产生一定的变化，但是对流传热量不会产生明显的影响。为此，可以说在煤粉浓度提升之后，不会导致煤粉气流吸收的热量出现明显的变化。而煤粉浓度增加导致单位重量煤粉气流着火热降低，会让煤粉气流在更短的时间内达到着火温度。由此可以得出相应的结论，在提升煤粉浓度之后，能够对气流的加热条件产生强化作用，提升加热的速率，让其在达到着火温度所需要的单位时间有所降低，因此在一定的范围中，还能够使着火的距离有所缩短。
1.1.3粉煤浓度对于着火温度的影响
在反应的过程中，在着火热工况以及空气温度，甚至粉煤细度等诸多条件都一致的情况下，需要对粉煤空气混合物当中的着火温度，以及煤粉初始浓度之间的关系进行分析和研究。
1.1.4粉煤浓度对于火焰传播速度的影响
根据实验分析表明，煤粉的火焰传播研究当中，一旦煤粉的浓度出现过大或者过少的情况，就会导致无法有效的进行传播，对于特定的煤种，在一定的燃烧工况当中具有的火焰传播界限分析中，能够在一定的浓度范围下达到传播速度的最大值。在实验当中，煤粉颗粒的大小对火焰的传播速度会产生重要影响，直径越小的粉煤，其产生的火焰传播速度也就越快，从而也让煤粉的实际浓度会向着极限的方向进行发展。
由于在不同的煤质以及煤粉的平均粒径有着不同的情况，因此其产生的火焰传播速度峰值也不尽相同，使得在不同的煤粉浓度下，会让空气质量系数保持在1以下，同时产生的最大火焰传播速度，会比煤粉气流偏离化学当量的区域要高。
1.1.5煤粉浓度对火焰温度的影响
在进行试验的过程中，本文主要采用了1MW拟态试验。首先对一次风煤粉气流进行煤粉浓度的浓淡分离，之后再对其进行浓缩煤粉燃烧器进行相应的燃烧实验分析，将其浓侧煤粉浓度以及同单侧煤粉浓度的比值，用Re来表示，使其处于2：1左右。提升了煤粉气流位置的着火点火焰温度后，其火焰行程上每个温测点检测的数据都所提升。
2水平浓淡燃烧器设计
在本文的设计过程中，并不会对原本的燃烧器出力进行改变，燃烧器周边的水冷壁管保持原样。在炉外进行水平浓淡分离器的安装，浓淡分离的相关装置设置在一次风燃烧器直筒内部，将原本的一次风喷口加装钝体。燃烧器布置如下图1所示。这样的设计下，可以有效的提升燃烧器的使用周期，在低负荷稳定燃烧能力加强。同时在喷口由于耐高温钢材的使用，在高热负载下不易发生过热变形或者烧损。
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图1燃烧器布置示意图
2.1增强低负荷的稳燃能力
在一次风管靠近一次风燃烧器的位置上，安装导流装置，利用弯头处的离心力，来实现浓淡的分离。使得将浓煤粉的浓度可以在一次风的作用下，全部聚集到弯头的背部，这样就可以让淡煤粉的浓度可以在一次风弯头内侧通过。由于靠近炉膛中心着火的煤粉有着较高的浓度值，为此需要的着火热就相对较小，在浓侧的煤粉首先着火，进而可以让淡侧的煤粉被引燃，这样可以保障在低负荷的状态中有稳定的燃烧。
在每层的燃烧器喷口处进行水平钝体的喷口设置，在回流区当中可以直接面向烟气，为此能及时的对高温烟气进行补充，进而提升回流区的实际温度，以此来实现稳定低负荷的稳定燃烧。
2.2防止结焦以及高温腐蚀和燃烧器的烧损
水平浓淡分离，会提高靠近水冷壁区域的氧化性气氛，有利防止水冷壁的结渣和高温腐蚀。为保障燃烧器在高负荷以及优质煤燃烧的过程中，不会对钝体及喷口造成损坏，需要运行人员合理控制一次风粉速度，在避免一次风速过高导致着火推迟飞灰升高的前提下，实现对燃烧强度的控制。
总结
综上所述，在对水平浓淡燃烧器在火力发电厂的应用分析过程中，针对现阶段出现的各种问题进行针对性的优化，能够保障设备的各项性能充分的发挥出应有的作用，进而提升火力发电厂的效率。
参考文献
[1]姜文婷,崔成云.不同结构水平浓淡燃烧器对四角切圆锅炉炉内流动的影响[J/OL].电站系统工程:1-3[2020-07-07].
[2]刘文山.水平浓淡燃烧器技术控制煤粉流向技术在130t/h燃煤锅炉中的应用[J].无线互联科技,2019,16(09):151-152.