激光筆在燃燒器角度測量中的應(yīng)用

劉云華

(重慶發(fā)電廠，重慶400053)

1 切圓角度對鍋爐燃燒的影響

直流燃燒器切圓燃燒方式的著火條件好，煤種適應(yīng)性強，一、二次風混合的快慢可以通過燃燒器進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)，燃燒后期氣流擾動較強有利于燃盡……這些優(yōu)點使它得到了廣泛應(yīng)用。這一類型鍋爐的燃燒器角度變化對燃燒的穩(wěn)定性、燃燒效率影響較大。在一定范圍內(nèi)，燃燒器水平偏角增大，即切圓直徑增大，爐膛內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流的旋轉(zhuǎn)速度增強，有利于煤粉的著火。同時，擾動增強，使燃燒的后期混合加強，有利于燃盡過程。但過大的切圓直徑，使一次風氣流偏斜貼墻，將造成水冷壁結(jié)焦及磨損加劇。水平偏角減小，對水冷壁的磨損減弱，但上游鄰角高溫氣流對下游鄰角煤粉氣流加熱和點火作用減弱，燃燒穩(wěn)定性降低，同時擾動減弱，后期混合差，燃燒效率下降。特別是同一層燃燒器的下傾角或同一角燃燒器的水平偏角偏差，將直接影響切圓工況的形成，造成煤粉氣流不能正常著火。燃燒器垂直傾角的大小也對燃燒穩(wěn)定性、燃燒效率有直接影響。因此，在大修中對燃燒器的定位特別重要，目前較可靠的是用拉線測量法。該測量方法準確性高，但工作量大，測量復雜。

2 燃燒器角度測量現(xiàn)狀

在以前的大修中，對燃燒器的定位，一般采用經(jīng)驗法，即在拆除舊燃燒器箱體之前，先測量位置尺寸，再按原尺寸裝回，用吊線錘的方法校正垂直傾角。經(jīng)過多次檢修后，會造成燃燒器水平角度偏差，如22#爐2#角部分燃燒器水平角度出現(xiàn)反偏，嚴重影響燃燒的穩(wěn)定性，并造成該爐多次發(fā)生熄火事故。為提高測量準確性，做到燃燒器精確定位，經(jīng)過多次摸索，我們用激光筆制作了激光式燃燒器角度測量儀。

3 激光式燃燒器角度測量儀的工作原理及構(gòu)造

激光式燃燒器角度測量儀(以下簡稱測量儀)是根據(jù)光的直線傳播原理，用激光束代替拉線進行燃燒器角度定位及測量的設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 激光角度測量裝置

該測量儀由基座平板(平板上標有中心線位置)、支架、校正螺絲、激光筆、電池盒、開關(guān)等組成。在測量前，找一基準面，通過調(diào)整測量儀的調(diào)節(jié)螺絲將測量儀校正。

4 激光式燃燒器角度測量儀的測量方法

以重慶電廠2#爐(DG670/140-8型鍋爐，燃用松藻無煙煤)為例:

爐膛寬CD=11 920 mm;爐膛AD=10 880 mm，對角線長度L=AC=16 139 mm;假想切圓直徑736 mm，1#、3#角切圓，2#、4#角對沖，如圖2 所示。

測量時，在被測燃燒器選定平面上標出燃燒器的中心線位置(含水平面和垂直面)，將測量儀放在燃燒器選定平面上，并將測量儀的中心線與選定平面的中心線對齊。如圖2所示:激光光束從1#角被測燃燒器的A點射至對面3#角的E點，測量E點到3#角與1#角選定燃燒器平面中心線相對應(yīng)的C點(C點可由1#、3#角相對應(yīng)的燃燒器的同一位置確定)的水平和垂直距離，通過計算便可得出該燃燒器的角度。

圖2 水平偏角測量示意圖

4.1 水平偏角的確定

根據(jù) DG670/140-8型鍋爐設(shè)計說明書知，∠AFD=42°23'，∠CAB(a 角)=2°37'，∠BAD=45°，過AC線作水平面與2角交于D點，作直線EB交直線CD于B點，測出E點到C點的水平距離為X mm，垂直距離為 Y mm。由于∠BAD=45°，則BD=AD=10 880 mm。所以，X=CD-BD=11 920-10 880=1 040 mm，當X大于或小于1 040 mm時就應(yīng)對被測燃燒器的角度進行調(diào)整。

因∠CAD=47°37'，tg∠DAB=BD/AD，

∠DAB=arctg(BD/AD)，故水平偏角r為:r=∠CAD-∠DAB=47°37'-arctg(BD/AD)

4.2 垂直傾角r的確定:

如圖3所示，tgr=Y÷H，則:

垂直傾角 r為:1#、3#角(切圓)r=arcty(Y÷H);2#、4#角(對沖)r=arcty(Y ÷L)。

圖3 下傾角測量示意圖

5 激光式燃燒器角度測量儀的應(yīng)用

激光式燃燒器角度測量儀測量方法簡單，工作量小，對一臺鍋爐所有一、二、三次風燃燒器角度的測量，2～3小時即能完成，大大縮短了檢修時間，且對腳手架無特殊要求。

測量需3人進行，其中一人在需要定位的燃燒器處，將測量儀分別靠在燃燒器的上、下、左、右四個面上;一人在對角測量激光筆照射到對角水冷壁的距離(以被測量的燃燒器對應(yīng)的對角燃燒器為基準);一人進行數(shù)據(jù)記錄并計算、分析(也可以根據(jù)鍋爐燃燒器偏角設(shè)計值，計算出下傾距離和水平偏移距離，進行比較)，根據(jù)數(shù)值進行燃燒器角度調(diào)整，直至合格。

該測量儀測量較為準確，但其測量的準確性與被測燃燒器選定平面的平整度以及測量精度有關(guān)，與測量儀自身準確度有關(guān)。對于新燃燒器或變形較小的燃燒器，只要在測量前認真校準激光式燃燒器角度測量儀，并選平整度好、未變形的燃燒器平面進行測量，其測量誤差一般在0.3°范圍內(nèi)，最大不超過0.5°。但該測量儀對變形較大的燃燒器進行測量時誤差較大。

6 結(jié)束語

該廠2#爐在1999年12月進行的擴大性小修中，利用該測量儀對燃燒器角度進行定位，由于燃燒器角度較為準確、規(guī)范，啟動后，燃燒工況大為改善，爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，四角溫度均勻。經(jīng)過多年的推廣，這個方法現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于重慶發(fā)電廠1#、2#鍋爐和重慶九龍發(fā)電公司1#鍋爐燃燒器檢修中。其燃燒效率有所提高，飛灰可燃物含量下降明顯，燃燒穩(wěn)定性大幅提高，基本消除了鍋爐滅火事件，完全能夠滿足燃燒器檢修工作的需要。

［1］ 范從振.鍋爐原理［M］.北京:中國電力出版社，1986.

［2］ 朱全利.鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)［M］.北京:中國電力出版社，2006.

［3］ 陸超華，續(xù)愛世.鍋爐設(shè)備運行技術(shù)［M］.北京:中國電力出版社，1984.