影响过热器、再热器管圈之间吸热不均的因素较多,有结构因素,也有运行因素。管外壁热流密度不均匀直接导致过热器与再热器并列管圈之间的吸热不均匀。管外壁热流密度主要由高温烟气与管壁间的温差与传热系数决定,而烟气直接影响温差,烟气流速是影响传热系数的主要因素。所以烟道内烟气温度场和速度场的不均匀是造成吸热不均匀的主要原因。以下为实际运行过程中会引起烟气温度场与速度场不均匀的原因。
(1)受热面的污染(如过热器、再热器的结渣或积灰)会使管圈间吸热不均。结渣和积灰总是不均匀的,部分管圈结渣或积灰,使其他管圈的吸热可能会有所增加。同时由于被结渣管本身吸热量降低,而使流过的烟温升高。从而造成后面过热器或再热器管间吸热严重不均匀。另外,屏式过热器由于屏内各管圈接受炉膛辐射热时的不均匀性,吸热量也有较大的差别。
(2)炉内温度场和热流的不均将影响辐射式和对流式过热器、再热器的吸热。炉内温度场和热流均是三维的,炉膛中四面炉壁的热负荷可能各不相同。对于某一壁面来说,沿其宽度和高度的热负荷分布不均,以及沿炉膛宽度、深度温度分布的不均,都将会不同程度地在炉膛出口、对流水平烟道中延续下去,引起炉膛出口和对流烟道受热面的吸热不均,而且,离炉膛出口越近,这种影响就越大。炉膛中心的温度较高,而沿着水冷壁的四周则温度较低;烟道中心烟气流速较高,而烟道两侧流速较慢。
(3)炉膛出口处烟气流的扭转残余会导致进入烟道内的烟气温度和流速的分布不均匀性。燃烧器四角切圆燃烧锅炉,整个炉膛内是一个旋转上升的大火炬,至炉膛出口处,烟气仍有旋转,两侧的烟温与流速有较大的差异,烟温的差异可达100℃以上。这就是所谓的“扭转残余”。这将使得烟道内两侧的烟温与流速分布不均匀。在炉膛上部布置大节距分隔屏,或将最上层三次风以与一、二次风旋转方向相反的反向切圆布置,可以有效减小炉膛出口的扭转残余,减少吸热不均匀。(www.daowen.com)
(4)运行操作不当引起炉内温度场和速度场不均匀:由于四角燃烧器的煤粉浓度和一、二次风风速存在差异,导致各燃烧器热负荷不一致,火焰中心产生偏移,并使扭转残余增大;燃烧组织不良,煤粉与空气不能及时充分混合,在炉膛上部或过热器的局部区域还有煤粉继续燃烧的现象;炉膛内部分水冷壁结渣。
(5)过热器或再热器管排的横向节距不均匀,常常是靠壁面处。在节距较其他部位大的地方,阻力小,烟气流速成倍增加,形成“烟气走廊”。烟气走廊两侧管排因烟气冲刷流速高,对流传热量增大,同时还由于管间烟气辐射层厚度增大,辐射传热量也增加,从而使热量大增。
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