CN102230792A - 一种燃煤锅炉直流燃烧器一次风粉着火距离及煤种的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一次风粉着火距离及煤种的测量方法，包括如下步骤：首先分割一次风道，测量每一段风道的长度l_i，测量每一段风道的一次风温T_i，着火距离段的一次风温T_n；测量每一段风道的一次风速V_i，着火距离段的一次风速V_n；测量该段风道的煤粉浓度coal_i，着火距离段的煤粉浓度coal_n；测量每一段风道的煤粉细度R90，即测量煤粉未通过90um筛子的百分数；测量每一段风道的一次风中的氧量O_i，着火距离段的一次风中的氧量O_n；测量每一段风道的煤质参数M；测量出以上各个参数后，代入公式计算，最后一段计算所得的l_n即为着火距离。本发明与现有技术相比具有以下有益效果：该测量方法通过采集一次风道长度、一次风温、一次风速、煤粉浓度、煤粉细度、氧量、煤质参数以及喷口附近燃烧器区域的温度等实时参数，就能较精确的计算出实际着火距离的长度，这对锅炉的合理设计与变煤种的安全运行具有重要的实际意义。同时如果已知着火距离，也可以在线监测煤种变化，从而进行合理配风，提高锅炉燃烧效率，减少污染物排放。

Description

一种燃煤锅炉直流燃烧器一次风粉着火距离及煤种的测量方法

技术领域

本发明涉及热力发电领域，具体的说是一种燃煤锅炉直流燃烧器一次风粉着火距离及煤种的测量方法。

背景技术

一次风粉气流的着火距离对锅炉燃烧是非常重要的，着火距离太近，可能会烧喷口或造成结渣；太远则可能发生灭火，一般控制在离喷口0.3-1.5m的范围内。但是，目前对着火距离的测量一直没有一个很好的方法，这势必在一定程度上影响电厂锅炉的设计和安全运行，存在安全隐患，同时也影响到电厂的锅炉效率，进而降低电厂的经济效益。

因为电厂燃煤有时比较紧张，不能按照设计煤种进行燃烧，所以频繁的变煤种燃烧和掺煤燃烧，以及没有时间做变煤种可行性计算，这就导致了不能合理配风，锅炉燃烧效率降低，污染物排放增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：将传统燃烧理论与工作实践相结合，提出了一种具有实用价值的着火距离和煤种测量方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案：

本发明一次风粉着火距离及煤种的测量方法包括如下步骤：

1、首先分割一次风道，测量每一段风道的长度l_i，保证每一段一次风道里各个部分的测量参数都是一致的，测量参数为：一次风温、煤粉浓度、一次风速、煤粉细度、氧量、煤质参数；

2、测量每一段风道的一次风温T_i，着火距离段的一次风温T_n；

3、测量每一段风道的一次风速V_i，着火距离段的一次风速V_n；

4、测量该段风道的煤粉浓度coal_i，着火距离段的煤粉浓度coal_n；

5、测量每一段风道的煤粉细度R90，即测量煤粉未通过90um筛子的百分数；

6、测量每一段风道的一次风中的氧量O_i，着火距离段的一次风中的氧量O_n；

7、测量每一段风道的煤质参数M；

8、测量出以上各个参数后，代入公式计算：

$e^{\frac{2522}{T_n}}=\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{coal}}_i{e}^{-\frac{{({\mathrm{coal}}_i-\frac{2941}{M})}^2}{K_4}}.K_{1}M\frac{{O_i}^{\mathrm{\α}}}{{{\left(R_{90}\right)}_i}^{\mathrm{\λ}}}\{1-\exp [-K_2\left(\exp (-K_3/T_i)\right)\frac{l_i}{v_i}\left]\right\}$

其中K₁＝ζ₁(1-C₁)Q*0.14*ζ₂*0.21^-0.334/0.027

ξ₁为经验转换系数，取1；

ξ₂为一次风中氧气浓度对着火浓度影响的系数，ξ₂的数值取为1；

C₁为调节常数，它是假定把计算式外推到无限长时间后得到的工业分析挥发份的残余值，一般其取值范围为C₁＝0.13～0.15；

Q为由试验确定的系数，其数值为范围Q＝1.2～1.4；

K₂为频率因子，与煤粉细度、加热速率等有关，其典型数值为K₂＝1.5×10⁵S^-1；

K₃为通用常数，其数值范围为K₃＝8500K～9100K；

K₄为常数，取1；

λ为系数，取1；

α为系数，取1；

n＝分割一次风道的段数+1，最后一段计算所得的l_n即为着火距离。

同时如果已知着火距离，也可以在线监测煤种变化，具体测量方法包括如下步骤：

1、首先分割一次风道，测量每一段风道的长度l_i，保证每一段一次风道里各个部分的测量参数都是一致的，测量参数为：一次风温、煤粉浓度、一次风速、煤粉细度、氧量、煤质参数；

2、测量每一段风道的一次风温T_i，着火距离段的一次风温T_n；

3、测量每一段风道的一次风速V_i，着火距离段的一次风速V_n；

4、测量该段风道的煤粉浓度coal_i，着火距离段的煤粉浓度coal_n；

5、测量每一段风道的煤粉细度R90，即测量煤粉未通过90um筛子的百分数；

6、测量每一段风道的一次风中的氧量O_i，着火距离段的一次风中的氧量O_n；

7、测量炉膛内的着火距离l_n；

8、测量出以上各个参数后，代入公式计算：

$e^{\frac{2522}{T_n}}=\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{coal}}_i{e}^{-\frac{{({\mathrm{coal}}_i-\frac{2941}{M})}^2}{K_4}}.K_{1}M\frac{{O_i}^{\mathrm{\α}}}{{{\left(R_{90}\right)}_i}^{\mathrm{\λ}}}\{1-\exp [-K_2\left(\exp (-K_3/T_i)\right)\frac{l_i}{v_i}\left]\right\}$

其中K₁＝ζ₁(1-C₁)Q*0.14*ζ₂*0.21^-0.334/0.027

ξ₁为经验转换系数，取1；

ξ₂为一次风中氧气浓度对着火浓度影响的系数，ξ₂的数值取为1；

C₁为调节常数，它是假定把计算式外推到无限长时间后得到的工业分析挥发份的残余值，一般其取值范围为C₁＝0.13～0.15；

Q为由试验确定的系数，其数值为范围Q＝1.2～1.4；

K₂为频率因子，与煤粉细度、加热速率等有关，其典型数值为K₂＝1.5×10⁵S^-1；

K₃为通用常数，其数值范围为K₃＝8500K～9100K；

K₄为常数，取1；

λ为系数，取1；

α为系数，取1；

n＝分割一次风道的段数+1，最后一段l_n为着火距离；计算所得煤质参数M。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：该测量方法通过采集一次风道长度、一次风温、一次风速、煤粉浓度、煤粉细度、氧量、煤质参数以及喷口附近燃烧器区域的温度等实时参数，就能较精确的计算出实际着火距离的长度，这对锅炉的合理设计与变煤种的安全运行具有重要的实际意义。同时如果已知着火距离，也可以在线监测煤种变化，从而进行合理配风，提高锅炉燃烧效率，减少污染物排放。

附图说明

图1为炉膛内喷口附近环境温度与着火距离的关系图

图2煤质参数与一次风着火距离的关系图

图3煤粉浓度与一次风着火距离的关系图

图4一次风速与一次风着火距离的关系图

图5一次风温与一次风着火距离的关系图

图6一次风中体积比氧量与着火距离的关系图

图7一次风管道长度与着火距离的关系

图8一次风着火距离与煤粉细度的关系

具体实施方式

喷入炉膛的煤粉颗粒在炉膛高温烟气的辐射和对流作用下，煤粉颗粒析出挥发份，当局部挥发份析出的浓度和氧气的比值达到某一合适比值时，挥发份开始着火燃烧，该比值是不同的环境温度、挥发份成分等参量的函数，但在初始着火这一条件上一般可认为该值为concen＝0.027exp(2522/T)，T为喷口燃烧区附近平均的热力学温度。

挥发份析出遵守Badzioch等人的试验结果，即

w＝V_f(1-C₁)Q{1-exp[-C₂(exp(-C₃/T))t]}                (1)

其中：V_f为分析基挥发份含量，考虑到工程应用实际，我们用更能反映实际煤质燃烧特性的可燃基挥发份与低位发热量的乘积来代替分析基挥发份。

即：V_f＝ξ₁V_dafQ_net.p，其中ξ₁为经验转换系数；

V_daf为可燃基挥发份；Q_net.p为一次风所携带煤粉的低位发热量；C₁为调节常数，它是假定把计算式外推到无限长时间后得到的工业分析挥发份的残余值，一般其最佳值为C₁＝0.14；Q为由试验确定的系数，其典型数值为Q＝1.3；C₂为频率因子，与煤粉细度、加热速率等有关。其典型数值为C₂＝1.5×10⁵S^-1；C₃为通用常数，其典型数值为C₃＝8800K；t为加热时间；T燃烧器出口附近的绝对温度。

不论煤粉射流的喷口尺寸和喷出速度的大小如何，射流的角、核心部分的长度都是相似的，一般其扩展角为28°左右，射流核心的长度为喷口半径的8.8-9.6倍，因此，煤粉气流从燃烧器喷口喷出到射流着火这段距离可以认为其气流速度不变。则

加热时间为 $t=\frac{l}{v}---\left(2\right)$

l为着火距离；v为喷入炉膛后的一次风速

给粉机出口到燃烧器喷口这一段距离挥发份的析出遵守同样规律。

一次风中氧气含量对着火浓度的影响，为氧气含量下降，着火距离增加，由于空气中氧气质量比近似正比与体积比的1.109倍，为方便起见，这里使用的氧气浓度为体积浓度，其影响估计为ξ₂为一次风中氧气浓度对着火浓度影响的系数。ξ₂的数值可取为1。

煤粉细度的影响，煤粉细度越细，相同质量的煤粉比表面积越大，即析出挥发分的表面积越大，越容易达到燃烧所需要的着火浓度，这里，认为煤粉细度对表面积的影响是

λ为系数。

不考虑压力对燃烧速度的影响，实际燃烧过程中一般调节炉膛负压在-50Pa左右，炉膛负压变化不大，所以压力的影响可以忽略。

煤粉挥发份析出的浓度与空气中氧气的浓度达到一定比例时才开始燃烧，当析出的挥发份刚好与空气中的氧气燃烧时燃烧最猛烈，这里与煤粉浓度的关系近似为其中c₄为常数；coal_d为当量煤粉浓度，计算公式为

这里V_daf为可燃基挥发份；Q_net.p为一次风所携带煤粉的低位发热量；

挥发份析出达到一定浓度后燃烧需要高温点火源的存在，由于在稳定燃烧情况下，炉膛温度一般在1300℃以上，所以这个问题可不与考虑。

则着火点处的着火浓度可用下式表示：

$\mathrm{concen}=$

$=\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{coal}}_i{e}^{-\frac{{({\mathrm{coal}}_i-{\mathrm{coal}}_d)}^2}{K_4}}.{\mathrm{\ζ}}_1{V}_{\mathrm{daf}}{Q}_{\mathrm{net}.p}(1-C_1)Q\frac{0.14}{{{\left(R_{90}\right)}_i}^{\mathrm{\λ}}}{\mathrm{\ξ}}_2{\left(\frac{O}{0.21}\right)}^{\mathrm{\α}}\{1-\exp [-C_2\left(\exp (-C_3/T_i)\right)\frac{l_i}{v_i}\left]\right\}$

                                                    (3)

这里值得指出的是O为实验室测得的挥发份含量和煤粉混合器入口处的氧含量，在计算公式中保持不变，为方便起见，本发明提出煤质参数的概念，即

K₁＝ζ₁(1-C₁)Q*0.14*ζ₂*0.21^-0.334/0.027            (4)

K₂＝C₂；K₃＝C₃；K₄＝C₄；M＝V_dafQ_net.p

则公式简化为

$e^{\frac{2522}{T_n}}=\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{coal}}_i{e}^{-\frac{{({\mathrm{coal}}_i-\frac{2941}{M})}^2}{K_4}}.K_{1}M\frac{{O_i}^{\mathrm{\α}}}{{{\left(R_{90}\right)}_i}^{\mathrm{\λ}}}\{1-\exp [-K_2\left(\exp (-K_3/T_i)\right)\frac{l_i}{v_i}\left]\right\}$

                                                    (5)

从煤粉混合器到炉膛内一次风着火这一流动过程中，若煤粉浓度、煤粉细度、一次风速、一次风温度任一参数发生改变，则设为新的一段计算该段的挥发分析出量并与前段进行叠加，分段计算对进行过燃烧器改造的一次风管道非常适用。concen为着火点处的着火浓度；coal_i为i流动段的煤粉浓度；l_i为i流动段的管道长度，最后一段即为着火距离l_n；T_i为i流动段的一次风粉温度；

对于确定的机组，其常数和一次风管道基本是固定的。一台200MW热风送粉机组，该炉燃烧器未经过改造，则一般可将整个燃烧流动过程分为两段，即从煤粉分配器到燃烧器喷口的一次风流动过程阶段和喷入炉膛后的加热着火阶段(着火距离)，只要确定一次风道长度、一次风温、一次风速、煤粉浓度、煤粉细度、氧量、煤质参数以及喷口附近燃烧器区域的温度等，就能较精确的计算出实际着火距离的长度，下面分别分析着火距离与各参数的关系。

(1)着火距离与喷口附近燃烧区温度的关系

表1着火距离与喷口附近燃烧区温度关系计算的基本参数设定

将上述参数带入方程(5)，计算结果见图1。

由图1可见，在给定参数条件下，炉膛内喷口附近预热温度在低于850℃以后一次风着火距离迅速恶化，着火距离急剧增加，一般可导致该喷口局部灭火，即存在一燃烧区下限温度。在锅炉燃烧调整和锅炉设计中，应保证喷口附近的预热环境温度高于燃烧区下限温度，以确保燃烧稳定。

(2)着火距离与煤质参数的关系

表2着火距离与煤质参数关系计算的基本参数设定

将上述参数带入方程(5)，计算结果见图2

由图2可见，在给定参数条件下，煤质参数对一次风着火距离的影响很大，且在其他运行条件不变的情况下存在一下限，当低于该下限后，一次风着火距离迅速增加，这意味着燃烧稳定性变差，稍有不慎即可能发生灭火，可定义在给定条件下当一次风着火距离为1m时的煤质参数为下限。这点对实际锅炉运行中的燃料配煤具有重要的意义，应用本公式可以非常方便地确定煤种的适应范围。

(3)着火距离与煤粉浓度的关系

煤粉浓度对着火距离的影响要复杂一些，

表3着火距离与煤粉浓度关系计算的基本参数设定

将上述参数带入方程(5)，计算结果如图3。

本发明提出了当量煤粉浓度的概念，当量煤粉浓度就是一次风中的氧量刚好能够将一次风中的煤粉完全燃烧时的浓度。这个概念非常重要，实际上当一次风中的煤粉浓度小于当量煤粉浓度时，随着煤粉浓度的增加，着火距离在缩短，而当煤粉浓度超过当量煤粉时，由于燃烧所须的氧量不足，随着煤粉浓度的增加着火距离在缩短。

另外，随着煤粉浓度的提高，一次风着火距离缩短，且当煤粉浓度高于0.8Kg/Kg后，其使一次风着火距离缩短的幅度已经很小，这点对浓淡燃烧器的设计非常有价值，因为浓淡燃烧器为达到浓缩效果，往往要消耗一定的阻力，过分追求煤粉浓度的提高而产生非常大的阻力，可能得不偿失，同时，在一定条件下，煤粉浓度存在其相应的煤粉浓度下限。定义在给定条件下，当一次风着火距离为1m时的相应煤粉浓度为煤粉浓度下限。在本例中煤粉浓度下限为0.35Kg/Kg。煤粉浓度下限的存在对实际燃烧调整非常有意义，低于该煤粉浓度运行将使燃烧不稳定，灭火的可能性大大增加，同时，可在DCS设定中根据煤粉浓度下限设定相应的给粉机最低转速。

(4)着火距离与一次风速的关系

表4着火距离与一次风速关系计算的基本参数设定

将上述参数带入方程(5)，计算结果见图4。

一次风速与一次风着火距离的关系基本上呈线性关系，即随着一次风速的提高，一次风着火距离线性增加，由于一次风速调整起来非常容易，因此，在实际燃烧调整中，往往采用调整一次风速的方法调节一次风着火距离的远近。

(5)着火距离与一次风温的关系

表5着火距离与一次风温关系计算的基本参数设定

将上述参数带入方程(5)，计算结果见图5。

过去分析一次风温对燃烧的影响，一般采用着火温度的分析方法，认为任何一煤种有一着火温度，提高一次风温，减少了达到着火温度所需要的着火热，因而着火必然提前，而实际上着火温度非常不确定和不准确，在不同的给定条件下着火温度的变化很大。应用本模型，由图5可见，一次风温的提高必须高于一定的温度才有意义，在本例中一次风温高于250℃才开始起作用，并且随着一次风温的增加着火点而缩短，应该注意到，对调整着火距离来说，本例中一次风温为150℃和50℃的着火距离是相差很小，可以认为是一致的。

(6)着火距离与氧量的关系

表6着火距离与氧量关系计算的基本参数设定

将上述参数带入方程(5)，计算结果见图6。

正常情况下，空气中氧气的体积比含量为20.93％，在实际锅炉运行中，一般氧量都等于或小于这一数值。例如由于夏天阴雨，空气中水分含量增加使氧量降低；乏气送粉中由于乏气中含有大量的水分氧量会降低；采用炉烟干燥的褐煤直吹式制粉系统由于炉烟和水分的大量存在氧量也会大大降低。煤粉仓中为防止粉仓爆炸而采用通二氧化碳的方法降低氧量等。由图6可见，氧气含量的降低使一次风着火距离增加。我们也可以采用提高局部大幅度氧气浓度的方法提高燃烧效果，即采用富氧燃烧方式。

(7)着火距离与一次风管道长度的关系

表7着火距离与一次风管道长度关系计算的基本参数设定

将上述参数带入方程(5)，计算结果见图7。

由图7可见，即使在一次风速等其它条件一致的情况下，由于四角切圆锅炉前后墙一次风管道相差很大，有时后墙一次风管可能比前墙一次风管长15m以上，对于燃烧调整来说，由于后墙管道长，煤粉停留时间长，挥发份析出要多一些，更容易达到燃烧所需的挥发份浓度，因此，后墙其燃烧条件要比前墙好，一次风着火距离要提前。当然，管道长阻力增大，也存在不利的方面。

(8)着火距离与煤粉细度的关系

表8着火距离与煤粉细度关系计算的基本参数设定

将上述参数带入方程(5)，计算结果见图8

由图8可见，当煤粉细度变粗时，由于其比表面积相应减少，挥发份析出的面积减少，所以使着火点延长，在给定条件下，若定义当一次风着火距离为1m时的煤粉细度为额定煤粉细度。当煤粉细度大于该值时，由于煤粉变粗，将使燃烧变得不稳定。

实施例：

本实施例应用于一台200MW热风送粉机组中，该机组锅炉采用哈尔滨锅炉厂生成的HG-130/39-2型中温中压中储式煤粉锅炉，每台锅炉配有8只直流式煤粉燃烧器，热风送粉四角切圆燃烧，具体测量步骤如下：

1、首先分割一次风道。对于确定的机组和燃烧器未经过改造，其常数和一次风管道是固定的，分割的原理是：保证每一段一次风道里各个部分的测量参数都是一致的，测量参数为：一次风温、煤粉浓度、一次风速、煤粉细度、氧量、煤质参数。本实施例中的燃烧器未经过改造故分割一次风道为1段，测量该段风道的长度l₁为45米；

2、测量该段风道的一次风温T₁＝260℃，着火距离段的一次风温T₂＝900℃；

3、测量该段风道的一次风速V₁＝30m/s，着火距离段的一次风速V₂＝30m/s；

4、测量该段风道的煤粉浓度coal₁＝0.4，着火距离段的煤粉浓度coal₂＝0.4；

5、测量煤粉细度R90。因为从燃烧器一次风道进口到燃烧器喷口煤粉燃烧，煤粉都是同一种类型，所以测量的一次风道和着火距离段的煤粉细度是一致的，R90＝14％。

6、测量该段风道的一次风中的氧量O₁＝0.21，着火距离段的一次风中的氧量O₂＝0.21；

7、测量煤质参数M。因为从燃烧器一次风道进口到燃烧器喷口煤粉燃烧，煤粉都是同一种类型，所以测量的一次风道和着火距离段的煤质参数是一致的。M＝3654kJ/kg；

8、测量出以上各个参数后，代入公式计算：

$e^{\frac{2522}{T_n}}=\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{coal}}_i{e}^{-\frac{{({\mathrm{coal}}_i-\frac{2941}{M})}^2}{K_4}}.K_{1}M\frac{{O_i}^{\mathrm{\α}}}{{{\left(R_{90}\right)}_i}^{\mathrm{\λ}}}\{1-\exp [-K_2\left(\exp (-K_3/T_i)\right)\frac{l_i}{v_i}\left]\right\}$

其中K₁＝ζ₁(1-C₁)Q*0.14*ζ₂*0.21^-0.334/0.027

ξ₁为经验转换系数，取1；

ξ₂为一次风中氧气浓度对着火浓度影响的系数，ξ₂的数值取为1；

C₁为调节常数，它是假定把计算式外推到无限长时间后得到的工业分析挥发份的残余值，一般其取值范围为C₁＝0.13～0.15，最佳值C₁＝0.14；

Q为由试验确定的系数，其数值为范围Q＝1.2～1.4，其典型数值Q＝1.3；

K₂为频率因子，其典型数值为K₂＝1.5×10⁵S^-1；

K₃为通用常数，其数值范围为K₃＝8500K～9100K，其典型数值

K₃＝8800K；

K₄为常数，取1；

λ为系数，取1；

α为系数，取1；

取：K₁＝9.739，K₂＝1.5×10⁵S^-1，K₃＝8800K，K₄＝0.0216，

n＝分割一次风道的段数+1＝2，α＝1，λ＝1。

通过计算得到着火距离l₂为0.53m。

同时如果已知着火距离，也可以在线监测煤种变化，具体测量方法包括如下步骤：

同样应用于一台200MW热风送粉机组中，该机组锅炉采用哈尔滨锅炉厂生成的HG-130/39-2型中温中压中储式煤粉锅炉，每台锅炉配有8只直流式煤粉燃烧器，热风送粉四角切圆燃烧。

1、首先分割一次风道。对于确定的机组和燃烧器未经过改造，其常数和一次风管道是固定的，分割的原理是：保证每一段一次风道里各个部分的测量参数都是一致的，测量参数为：一次风温、煤粉浓度、一次风速、煤粉细度、氧量、煤质参数。本实施例中的燃烧器未经过改造故分割一次风道为1段。测量该段风道的长度l₁为45米；

2、测量该段风道的一次风温T₁＝260℃，着火距离段的一次风温T₂＝900℃；

3、测量该段风道的一次风速V₁＝30m/s，着火距离段的一次风速V₂＝30m/s；

4、测量该段风道的煤粉浓度coal₁＝0.4，着火距离段的煤粉浓度coal₂＝0.4；

5、测量煤粉细度R90。因为从燃烧器一次风道进口到燃烧器喷口煤粉燃烧，煤粉都是同一种类型，所以测量的一次风道和着火距离段的煤粉细度是一致的，R90＝14％。

6、测量该段风道的一次风中的氧量O₁＝0.21，着火距离段的一次风中的氧量O₂＝0.21；

7、测量炉膛内的着火距离l₂＝0.53米。

8、测量出以上各个参数后，代入公式计算：

$e^{\frac{2522}{T_n}}=\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{coal}}_i{e}^{-\frac{{({\mathrm{coal}}_i-\frac{2941}{M})}^2}{K_4}}.K_{1}M\frac{{O_i}^{\mathrm{\α}}}{{{\left(R_{90}\right)}_i}^{\mathrm{\λ}}}\{1-\exp [-K_2\left(\exp (-K_3/T_i)\right)\frac{l_i}{v_i}\left]\right\}$

其中K₁＝ζ₁(1-C₁)Q*0.14*ζ₂*0.21^-0.334/0.027

ξ₁为经验转换系数，取1；

ξ₂为一次风中氧气浓度对着火浓度影响的系数，ξ₂的数值取为1；

C₁为调节常数，它是假定把计算式外推到无限长时间后得到的工业分析挥发份的残余值，一般其取值范围为C₁＝0.13～0.15，最佳值C₁＝0.14；

Q为由试验确定的系数，其数值为范围Q＝1.2～1.4，其典型数值Q＝1.3；

K₂为频率因子，其典型数值为K₂＝1.5×10⁵S^-1；

K₃为通用常数，其数值范围为K₃＝8500K～9100K，其典型数值

K₃＝8800K；

K₄为常数，取1；

λ为系数，取1；

α为系数，取1；

取：K₁＝9.739，K₂＝1.5×10⁵S^-1，K₃＝8800K，K₄＝0.0216，n＝分割一次风道的段数+1＝2，α＝1，λ＝1。

因为从燃烧器一次风道进口到燃烧器喷口煤粉燃烧，煤种类型不变，所以测量的一次风道和着火距离段的煤质参数是一致的。通过计算得到煤质参数M＝3654kJ/kg。

Claims (8)

1.一种燃煤锅炉直流燃烧器一次风粉着火距离及煤种的测量方法，其特征在于它包括以下步骤：

1)首先分割一次风道，测量每一段风道的长度l_i，保证每一段一次风道里各个部分的测量参数都是一致的，测量参数为：一次风温、煤粉浓度、一次风速、煤粉细度、氧量、煤质参数；

2)测量每一段风道的一次风温T_i，着火距离段的一次风温T_n；

3)测量每一段风道的一次风速V_i，着火距离段的一次风速V_n；

4)测量该段风道的煤粉浓度coal_i，着火距离段的煤粉浓度coal_n；

5)测量每一段风道的煤粉细度R90，即测量煤粉未通过90um筛子的百分数；

6)测量每一段风道的一次风中的氧量O_i，着火距离段的一次风中的氧量O_n；

7)测量每一段风道的煤质参数M；

8)测量出以上各个参数后，代入公式计算：

$e^{\frac{2522}{T_n}}=\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{coal}}_i{e}^{-\frac{{({\mathrm{coal}}_i-\frac{2941}{M})}^2}{K_4}}.K_{1}M\frac{{O_i}^{\mathrm{\α}}}{{{\left(R_{90}\right)}_i}^{\mathrm{\λ}}}\{1-\exp [-K_2\left(\exp (-K_3/T_i)\right)\frac{l_i}{v_i}\left]\right\}$

其中K₁＝ζ₁(1-C₁)Q*0.14*ζ₂*0.21^-0.334/0.027

ξ₁为经验转换系数，取1；

ξ₂为一次风中氧气浓度对着火浓度影响的系数，ξ₂的数值取为1；

C₁为调节常数，它是假定把计算式外推到无限长时间后得到的工业分析挥发份的残余值，一般其取值范围为C₁＝0.13～0.15；

Q为由试验确定的系数，其数值为范围Q＝1.2～1.4；

K₂为频率因子，其典型数值为K₂＝1.5×10⁵S^-1；

K₃为通用常数，其数值范围为K₃＝8500K～9100K；

K₄为常数，取1；

λ为系数，取1；

α为系数，取1；

n＝分割一次风道的段数+1，最后一段计算所得的l_n即为着火距离。

2.如权利要求1所述的一种燃煤锅炉直流燃烧器一次风粉着火距离及煤种的测量方法，其特征在于：C₁取值为0.14。

3.如权利要求1或2所述的一种燃煤锅炉直流燃烧器一次风粉着火距离及煤种的测量方法，其特征在于：Q取值为1.3。

4.如权利要求1或2所述的一种燃煤锅炉直流燃烧器一次风粉着火距离及煤种的测量方法，其特征在于：K₃取值为8800K

5.一种燃煤锅炉直流燃烧器一次风粉着火距离及煤种的测量方法，其特征在于它包括以下步骤：

1)首先分割一次风道，测量每一段风道的长度l_i，保证每一段一次风道里各个部分的测量参数都是一致的，测量参数为：一次风温、煤粉浓度、一次风速、煤粉细度、氧量、煤质参数；

2)测量每一段风道的一次风温T_i，着火距离段的一次风温T_n；

3)测量每一段风道的一次风速V_i，着火距离段的一次风速V_n；

4)测量该段风道的煤粉浓度coal_i，着火距离段的煤粉浓度coal_n；

5)测量每一段风道的煤粉细度R90，即测量煤粉未通过90um筛子的百分数；

6)测量每一段风道的一次风中的氧量O_i，着火距离段的一次风中的氧量O_n；

7)测量炉膛内的着火距离l_n；

8)测量出以上各个参数后，代入公式计算：

$e^{\frac{2522}{T_n}}=\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{coal}}_i{e}^{-\frac{{({\mathrm{coal}}_i-\frac{2941}{M})}^2}{K_4}}.K_{1}M\frac{{O_i}^{\mathrm{\α}}}{{{\left(R_{90}\right)}_i}^{\mathrm{\λ}}}\{1-\exp [-K_2\left(\exp (-K_3/T_i)\right)\frac{l_i}{v_i}\left]\right\}$

其中K₁＝ζ₁(1-C₁)Q*0.14*ζ₂*0.21^-0.334/0.027

ξ₁为经验转换系数，取1；

ξ₂为一次风中氧气浓度对着火浓度影响的系数，ξ₂的数值取为1；

C₁为调节常数，它是假定把计算式外推到无限长时间后得到的工业分析挥发份的残余值，一般其取值范围为C₁＝0.13～0.15；

Q为由试验确定的系数，其数值为范围Q＝1.2～1.4；

K₂为频率因子，其典型数值为K₂＝1.5×10⁵S^-1；

K₃为通用常数，其数值范围为K₃＝8500K～9100K；

K₄为常数，取1；

λ为系数，取1；

α为系数，取1；

n＝分割一次风道的段数+1，最后一段l_n为着火距离；计算所得煤质参数M。

6.如权利要求5所述的一种燃煤锅炉直流燃烧器一次风粉着火距离及煤种的测量方法，其特征在于：C₁取值为0.14。

7.如权利要求5或6所述的一种燃煤锅炉直流燃烧器一次风粉着火距离及煤种的测量方法，其特征在于：Q取值为1.3。

8.如权利要求5或6所述的一种燃煤锅炉直流燃烧器一次风粉着火距离及煤种的测量方法，其特征在于：K₃取值为8800K。

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