锅炉调试方案之六--空气动力场试验方案.doc

BT-GL02-06

XXXXXXXX三期工程#3机组
锅炉冷态空气动力场试验方案

XXXXXXXX科学研究院
二〇二四年十月

XXXXXXXX三期工程#3机组
锅炉冷态空气动力场试验方案

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目 录

1 目的 4
2 依据 4
3 设备系统简介 4
4 试验内容 7
5 组织分工 7
6 使用仪器 8
7 试验应具备的条件 8
8 试验内容及方法 9
9 安全注意事项 12
附图1 空气动力场脚手架安装 13

1 目的

冷态空气动力场试验是一种省时、省力、高效的试验方法。它可以用来确定锅炉燃烧系统的配风均匀程度；确定各风门挡板的风量特性；确定燃烧器的流体动力特性；了解一、二次风的混合情况；确定四角燃烧切圆的大小；确定影响炉膛充满度的各项因素等。为了解炉内空气动力场况，探索合理的热态运行方式，根据XXXXXXXX2×300MW扩建工程的要求，对#3机组锅炉进行冷态空气动力场试验，特编写本方案，明确锅炉冷态空气动力场试验的条件、方法、程序、质量要求，确保试验工作完成。

2 试验依据
2.1 《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程（1996年版）》
2.2 《火电工程启动调试工作规定》
2.3 《火电机组达标投产考核标准（2001年版）》
2.4 《电厂建设施工及验收技术规范锅炉篇（1996年版）》
2.5 《火电工程调整试运质量检验及评定标准（1996年版）》
2.6 《火电施工质量检验及评定标准锅炉篇（1996年版）》
2.7 《电站锅炉性能试验规程》
2.8 锅炉制造厂家提供的系统设备图纸、设备说明书、计算数据汇总表；
2.9 锅炉系统其它制造商有关系统及设备资料
2.10 《锅炉启动调试导则（DL/T852-2004）》
3 设备系统简介
3.1 燃烧系统简介
　　XXXXXXXX三期（2×300MW）扩建工程#3机组锅炉是由东方锅炉（集团）股份有限公司制造的DG--1065/18.2—II6型亚临界压力一次中间再热自然循环汽包炉。锅炉采用摆动式燃烧器、四角布置、切向燃烧。单炉膛、全钢架悬吊结构、平衡通风、固态排渣。#3锅炉的风烟系统配置两台离心式一次风机。配置两台动叶可调轴流式送风机，配置两台静叶可调单级轴流式引风机，每台风机配有一套独立的润滑油及冷却风机系统。配置两台三分仓结构回转式空气预热器。锅炉燃烧器二次风系统采用两侧大风箱结构，由二次风门控制各燃烧器喷嘴风量。经空气预热器加热后的送风热风，作为二次风送至燃烧器风箱。一次风机出口一次风一部分经空气预热器加热成为热一次风，另一部分作为一次风温调节冷风与热一次风混合，送至磨煤机入口，合格煤粉被输送至煤粉燃烧器。炉内烟气经各汽水受热面后，经空气预热器、电除尘器、由引风机排出送至烟囱。
锅炉采用正压直吹式制粉系统，配五台上海重型机器厂生产的HP863型中速磨煤机，布置在炉前，四台磨煤机可带MCR负荷，一台备用。燃烧器为可上下摆动的直流燃烧器，采用四角布置、切向燃烧。上组所有喷口均可上、下摆动±30º，下组所有喷口均可上、下摆动±15º。
3.2 锅炉参数

BMCR
THA
锅炉蒸发量
1065t/h
946.3t/h
过热器出口压力
17.36MPa.g
17.2MPa.g
过热器出口温度
540℃
540℃
再热蒸汽流量
875t/h
783.5t/h
再热蒸汽进/出口压力
3.94/3.78MPa.g
3.50/3.33MPa.g
再热蒸汽进/出口温度
332/540℃
332/540℃
给水温度
281℃
273℃
空气预热器进口空气温度
20℃
20℃
空气预热器出口空气温度（一次风/二次风）
305(混合后)/350℃
288(混合后)/348℃

3.3 燃料特性：
项 目
单 位
设计煤种
校核煤种
接收基低位发热值
工业分析
接收基水分
接收基灰分
元素分析
接收基碳
接收基氢
接收基氧
接收基氮
接收基硫
MJ/kg

%
%

%
%
%
%
%
18.852

24.81
10.39

52.2
2.47
8.42
0.98
0.73
18.16

25.13
9.12

50.9
2.70
10.83
0.50
0.82
3.4 煤粉燃烧器的主要设计参数（设计煤种，BMCR工况）
项 目
风速（m/s）
风温(℃)
阻力(Pa)
一次风
29.6
70
∽2000
二次风
47
345
∽1200
周界风
35
345
----
炉膛漏风
----
冷风
----
3.5 炉膛参数
名 称
参 数（mm）
炉膛宽度
14706.6
炉膛深度
13743.4
汽包中心线标高
65000
炉膛中心假象圆直径
1032/548
燃烧器上一次风喷口中心到屏底距离
17980
燃烧器下一次风喷口中心到冷灰斗拐点距离
4523

4 试验内容
1) 燃烧器安装测量及校核
2) 二次风挡板特性试验
3) 炉内速度场测试（包括切圆）

5 组织分工
为确保锅炉冷态空气动力场试验期间人员和设备的安全，顺利完成试验工作，试验期间的所有工作由冷态空气动力场试验领导小组统一指挥，试验具体分工如下：
l 建设和生产单位：
Ø 负责对试验方案的审批；
Ø 负责系统、设备试验、启动和运行的操作，及系统、设备巡查，和相关参数的记录工作；
Ø 对试验全过程进行监督；
Ø 负责组织试验前后检查、验收、评定工作；
Ø 负责保障工作所需合格水源、电源、辅助蒸汽、压缩空气的供给。
l 施工单位：
Ø 负责临时系统安装，临时隔离措施的执行，以及临时系统的拆除和系统的恢复；
Ø 负责临时系统的操作，和试验过程中系统、设备的维护、消缺工作；
Ø 负责现场安全保卫、消防救护和对隔离区的监管看护工作；
Ø 参加试验前后检查、验收、评定工作。
l 调试单位：
Ø 负责编制试验方案；
Ø 负责提供临时系统和设备的技术要求，进行安装后确认；
Ø 负责试验工作的实施和指挥；
Ø 参加试验前后检查、验收、评定工作；
Ø 负责试验工作的总结的试验报告的编写。

6 使用仪器
Ø TESTO 常温风速仪
Ø 数字式微压计
Ø 皮托管
Ø 水平仪

7 试验应具备的条件
7.1 锅炉安装结束，烟风系统辅机试运完成，相关风门、挡板调整结束。
7.2 一次风在线监测装置应在动力场试验前安装、标定完毕。
7.3 二次风在线监测装置应在动力场试验前安装、标定完毕。
7.4 炉内试验用平台、脚手架搭设牢固，护栏符合要求，脚手架的安装布置见附图1；
7.5 试验开始前应确认炉内无人工作。

7.6 炉内照明良好；

7.7 试运转期间应对以下一些参数进行监测：
1) 风机电流值禁止超限运行；
2) 风机轴承振动值，当达到报警时应作仔细观察，当振动值仍增大时应处理，当振动值继续增大时应立即按事故跳闸按钮，命令停机，作检查处理；
3) 风机轴承温度、电机轴承温度和电机线圈温度达到报警值时应仔细观察并查明原因，如超过温度高高报警时则应立即停转风机，查明原因处理好后，才能继续试验；
7.8在试运期间如发生运行设备有可能危机设备及人身安全时，应立即停止试验，并做好相应的保护措施。
7.9 调试人员在调试现场应严格执行《安规》及现场有关安全规定，确保现场工作安全、可靠地进行。

8 试验内容及方法
8.1燃烧器安装角测量
进行正式试验前对燃烧器安装角进行测量，并与设计值进行比较，如偏差较大应予以校正。测量采用三角形法，即在燃烧器喷口处构造一水平方向的三角形，测量三角形各边边长，应用三角形余弦定理计算出喷口与水冷壁夹角，进而确定其安装角。
如图1所示，分别测量AB、AC、BC的长度，安装角a采用下列计算：

图1燃烧器安装角度测量
8.2二次风门调节特性试验
二次风门特性试验是确定各二次风档板在0%～100%开度范围内，对应燃烧器喷口风速与档板开度的关系，最终绘制出档板特性曲线。
二次风喷口风速是通过测定二次风档板特性曲线来实现的，根据二次风档板特性曲线，确定相应工况的二次风喷口模化风速。二次风挡板特性曲线测定工况安排如下：　　 表３

#1角 #2角 #3角 #4角
二挡
次板
风开
度

100% 0% 100% 0%

50% 50% 50% 50%

0% 100% 0% 100%

8.3冷态模化试验
8.3.1冷态模化试验应具备的条件
1) 冷模气流运动进入自模化区
对于四角布置的燃烧器，气流进入自模化区的临界雷诺数Re遵照以下规定：
一次风 1.48×105
周界风 4.8×104
二次风 7.5×104
炉膛 7.5×104
2) 模型与实物几何相似
由于在实际炉膛上进行冷模试验，则模型与实物相似比为1。
3) 一次风、二次风、周界风冷、热态动量比相等
保持冷、热态动量比相等，一、二风速比按下式计算：

二次风、周界风速比按下式计算：

式中W10、W20 、Wzj0---- 热态一次风、二次风、周界风速m/s；
W1M 、W2M 、Wzj0------ 冷模一次风、二次风、周界风速m/s；
t10、t20 、tzj0------- 热态一次风、二次风、周界风温 ℃；
K------ 考虑煤粉气流与风速不同的修正系数，取0.8；
m------ 一次风中燃料的重量浓度计算值kg（煤粉）/kg（空气）。
4) 冷态模化参数的确定
根据冷态摸化原则，模拟热态工况下冷态燃烧器喷口风速如下：

一次风喷口风速
m/s
二次风喷口风速
m/s
一次风煤粉浓度
kg/kg
热态运行参数
29.6
47
1.74
冷态摸化参数
33
31
1.74

8.3.2冷态速度场测试
根据冷态模化试验原理计算的试验控制风速，使入炉总风量远超过进入自模化区的总风量。
炉内速度场的测量：
在炉内下一次风截面用铁丝拉十字网格，每隔200mm绑一条白布带。测量各点速度，包括对炉内贴壁风速进行测量。连接最高速度点，即为冷态模化切园。测试选择在额定运行工况进行。

9 安全注意事项
9.1试验开始前应确认炉内无人工作。
9.2炉内试验用平台、脚手架搭设牢固，护栏符合要求；
9.3炉内照明良好；
9.4试运转期间应对以下一些参数进行监测：
1) 风机电流值禁止超限运行；
2) 风机轴承振动值，当达到报警时应作仔细观察，当振动值仍增大时应处理，当振动值继续增大时应立即按事故跳闸按钮，命令停机，作检查处理；
3) 风机轴承温度、电机轴承温度和电机线圈温度达到报警值时应仔细观察并查明原因，如超过温度高高报警时则应立即停转风机，查明原因处理好后，才能继续试验；
9.5在试运期间如发生运行设备有可能危机设备及人身安全时，应立即停止试验，并做好相应的保护措施。
9.6 调试人员在调试现场应严格执行《安规》及现场有关安全规定，确保现场工作安全、可靠地进行。

附图1 空气动力场脚手架安装

锅炉冷态空气动力场试验炉内脚手架搭设说明
1）在下一次风喷口以下1.5米处截面沿炉膛四周搭设跳板，并在截面沿炉膛中心搭设十字形跳板，在12.6m人孔处搭设平台和爬升跳板至上层脚手架平台，见示意图，所有平台跳板外侧应加装护栏，跳板宽度为1米；
2）在炉膛出口水平烟道末级再热器后人孔处截面搭设两层通膛跳板，并在迎风一侧截面分三层焊铁丝拉接用螺母，见示意图，所有平台跳板外侧应加装护栏；
3）在炉膛出口水平烟道末级过热器后人孔处截面搭设跳板，引至烟道中央，并在炉膛中央屏过处搭设炉内摄像平台。要求平台宽1.5米左右，跳板搭设要求安全、牢固，且要求中央留有150mm左右的间隙用于录像，所有平台跳板外侧应加装护栏；
4）在四角燃烧器附近搭设脚手架。要求脚手架搭设在迎风侧，以脚手架不遮挡燃烧器喷口，适合测试人员攀登为宜，脚手架内部截面为600×1000mm，边缘距喷口距离为1000mm，见示意图；
5）在下一次风喷口截面炉膛四周水冷壁中心处焊4个螺母（或铁钩），用于拉接铁丝网格，另外在距水冷壁100mm处拉接铁丝，用以测量贴壁风速，见示意图；
6）在炉内装设坐标灯见示意图。坐标灯用行灯，并用＃8铁线固定，防止被强风吹走。