DB41T900-2024旋流燃烧方式锅炉冷态试验导则.docx

ICS27.060.01CCSJ 9841 河南省地方标准DB41/T 9002024代替 DB 41/T 900-2014旋流燃烧方式锅炉冷态试验导则2024 - 02 - 01 发布2024 - 05 - 01 实施河南省市场监督管理局发 布 DB41/T 9002024目次前言II1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 试验目的25 试验前准备26 试验项目37 测量方法38 原始记录69 试验报告7附录 A（资料性） 冷态模化风速计算方法8附录 B（资料性） 旋流燃烧器冷态试验数据汇总表9I 前言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定修订。 本文件代替DB 41/T 900-2014旋流燃烧方式锅炉冷态试验导则，与DB41/T 9002014相比，主要变化如下： 修改 GB 10184 为 GB/T 10184（见 2）； 增加术语和定义中心风（见 3.3）； 增加术语和定义贴壁风喷口（见 3.11）； 增加术语和定义贴壁风速（见 3.12）； 修改试验项目中一次风调平试验、二次风调平试验（见 6.2）； 增加燃烧器二次风通流面积测量（见 6.3）； 增加同层燃烧器安装标高的测试（见 6.4）； 修改贴壁风速测试（见 7.1）； 增加燃烧器内外二次风门开度特性的测试（见 7.2）； 修改燃烧器旋向观测（见 7.3.1）； 增加旋流强度调整试验内容（见 7.3.5）； 增加附录B 中表 B.1 旋流燃烧器冷态试验数据汇总表中增加了中心风、贴壁风、炉膛顶部水平烟道风速测试等测量项目； 增加附录B 中表 B.2 贴壁风测量试验数据汇总表。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由河南省承压类特种设备标准化技术委员会提出并归口。 本文件修订单位：河南省锅炉压力容器检验技术科学研究院、润电能源科学技术有限公司。 本文件主要起草人：陈国喜、杜学森、崔二光、陈科峰、胡滨、赵鑫平、陈青、廖静、徐乃宾、詹胜平、程娜、杨帅、吕军飞、焦昌峰、钱柯如、胡源、朱少鹏。 本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为： 2014年首次发布为DB41/T 9002014； 本次为第一次修订。 II 旋流燃烧方式锅炉冷态试验导则1 范围本文件规定了旋流燃烧方式锅炉冷态试验的术语和定义、试验目的、试验前准备、试验项目、测量方法、原始记录、试验报告等内容。 本文件适用于旋流燃烧方式锅炉。 2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 10184 电站锅炉性能试验规程 DL/T 467 电站磨煤机及制粉系统性能试验DL/T 2167 燃煤锅炉冷态空气动力场试验方法 3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。 旋流燃烧器利用旋流发生器使煤粉气流或热空气在燃烧器出口发生旋转的燃烧器。旋流燃烧器大多采用同轴圆形喷口；从旋流燃烧器喷口射出的旋转射流，能形成有利于着火的高温烟气回流区，并使气流强烈混合。 回流区在旋流燃烧器出口所形成的与出口气流反方向流动的气流区。回流区分为内回流区和外回流区。在旋流燃烧器出口气流中心形成的回流区称为内回流区，在气流外围形成的回流区称为外回流区。 中心风中心风通过中心风管送入炉膛，以提供点火设备所需要的风量，并在点火设备停运时防止灰渣在此部位聚集。 一次风输送煤粉进入炉膛燃烧的空气。 二次风一次风煤粉着火燃烧后期用于促进煤粉燃烧而补入的热空气。大多数旋流燃烧器把二次风分为两部分，进入燃烧器内环形通道的内二次风和进入燃烧器外环形通道的外二次风。 1 DB41/T 9002024燃尽风炉膛内布置在主燃烧器上部单独送入的热风。燃尽风起降低NOx生成和提高煤粉燃尽率的作用。 封闭式气流旋流燃烧器出口无内回流区的旋转射流。封闭式气流旋转强度较弱。 开放式气流旋流燃烧器出口有内回流区的旋转射流。开放式气流将高温烟气抽吸到射流根部，使煤粉气流稳定着火。 全扩散式气流旋转燃烧器出口向四周扩散的气流。全扩散式气流在气流旋转强度增大到一定程度、气流外边界压力低于射流中心压力时形成。 扩散角旋流燃烧器出口的环锥形气流外边沿所形成的夹角。 贴壁风喷口安装于前后墙靠近侧墙位置或者安装于炉膛侧墙的二次风喷口。 贴壁风速燃烧器周边及两侧墙的水冷壁近壁面的风速。 4 试验目的旋流燃烧方式锅炉冷态试验目的：检查锅炉烟风系统及其风门挡板工作状态，消除缺陷；进行磨煤机入口风量、二次风量标定，为运行操作人员提供准确的监控数据；调整旋流强度，使气流形态合理， 避免热态运行燃烧器区域结渣，减轻水冷壁磨损；掌握燃烧器气流分布情况，了解炉内的空气动力工况。 5 试验前准备 燃烧器安装位置、同心度正确，内部检查无异物。 燃烧器各风门挡板状态正常，操作灵活，开度指示正确。 风压表、温度计、流量测量装置等测试仪器（测量表计），按照要求事先经过校验或标定，使测量数据准确无误。 一次风机、送风机、引风机经过试运合格，具备满负荷运行能力。 对一次风速、磨煤机入口风量、二次风量、燃尽风风量、贴壁风量测点的安装位置进行检查，并进行燃烧器喷口飘带、烟花等示踪装置的安装工作。 在炉膛内外试验位置搭设符合安全要求的试验平台、通道，提供充足照明。 应对烟风系统进行整体检查，确保烟风系统所有孔洞、人孔门全部关闭严密，避免高速气流溢出而造成人身设备伤害事故。 2 应对除尘系统进行全面检查，确保除尘系统随时可正常投运，并根据试验情况决定是否投入除尘系统，以避免试验期间烟囱出口的烟尘浓度超标。 6 试验项目 风量标定旋流燃烧方式锅炉风量标定，主要包括中心风量、二次风量及燃尽风量。风量测量方法、测量元件的安装要求应按照GB/T 10184及DL/T 467执行。旋流燃烧器的状态、安装质量以及风门调节挡板的检查方法按照DL/T 2167执行。 风速调平试验6.2.1 一次风调平试验调节一次风管上的节流装置，以使同一层燃烧器对应一次风管最大风量的相对偏差（相对平均值的偏差）值不大于5。 6.2.2 二次风调平试验测量燃烧器二次风口的风速，调整燃烧器二次风门开度大小，使同一层燃烧器的二次风速（风量） 的相对偏差值不大于10。 6.2.3 燃尽风调平试验测量燃尽风风速，通过调整使同一层燃尽风风速（风量）的相对偏差值不大于10。 6.2.4 最大风量相对偏差计算最大风量相对偏差按式(1)计算。 DQmax= Qi,max(min) - Q 100Q.(1)式中： DQmaxQi,max(min)Q最大风量相对偏差，； 偏差最大的风量，单位为立方米每小时（m3/h）； 平均风量，单位为立方米每小时（m3/h）。 二次风通道通流面积测量用游标卡尺（或米尺）分别测量各燃烧器内、外二次风喷口的直径，以分别获取对应燃烧器的内、外二次风喷口的通流面积。 同层燃烧器安装标高的测试用水平尺（或激光器）测量同层燃烧器是否处于同一个标高位置，以检查燃烧器的实际安装位置是否合格。 7 测量方法3 DB41/T 9002024风速测量7.1.1 在各燃烧器喷口，至少均匀分布四个测点（如图 1 所示），用风速仪测量中心风、一次风、内二次风、外二次风和燃尽风喷口风速。 图1 燃烧器喷口风速测量测点分布示意图7.1.2 一次风可在一次风管上采用测速管测量，测速管速度系数的标定应在三个不同流量进行，测量及标定方法按照 GB/T 10184 及 DL/T 467 执行。 7.1.3 对于水平烟道风速测量，可采用风速仪在水平烟道截面（可根据实际条件选择一个或多个测量截面）沿炉膛宽度方向每隔 0.5m1m 左右的间隔测一个风速，以获取炉膛水平烟道沿宽度方向的风速分布规律，从而判定炉膛水平烟道左右侧风速偏差情况。 7.1.4 对于贴壁风喷口风速测量，至少均匀分布四个测点（如图 1 所示），采用风速仪测量贴壁风喷口实际风速。 7.1.5 对于侧墙贴壁风速测量，可采用风速仪在两侧墙表面高度 20mm 处位置从前墙至后墙（或从后墙至前墙）每隔 0.5m1m 左右的间隔测一个风速，风速测量设备对准一个方向，以获取炉膛沿两侧墙方向的贴壁风速分布规律，从而判定是否存在炉内气流冲刷两侧墙的现象。 燃烧器二次风门开度特性的测试7.2.1 在各燃烧器喷口，分别从 0、25、50、75、100逐渐调整该燃烧器内、外二次风门开度后测量其风速，以获取该燃烧器内、外二次风速随其风门开度变化的分布特性规律。 7.2.2 在各燃尽风喷口，分别从 0、25、50、75、100逐渐调整该燃尽风箱风门开度后测量其风速，以获取该燃尽风喷口风速随其风门开度变化的分布特性规律。 7.2.3 在各贴壁风喷口，分别从 0、25、50、75、100逐渐调整该贴壁风风门开度后测量其风速，以获取该贴壁风喷口风速随其风门开度变化的分布特性规律。 7.2.4 在测量内、外二次风时，应在燃烧器端部向外同一个标高位置。 空气动力工况观测7.3.1 燃烧器旋向观测7.3.1.1 煤粉燃烧器外二次风形态观测在各煤粉燃烧器外二次风喷口布置飘带，每个燃烧器均匀布置至少四根飘带，观测燃烧器外二次风旋流方向及气流形态。 7.3.1.2 煤粉燃烧器内二次风形态观测在各煤粉燃烧器内二次风喷口布置飘带，每个燃烧器均匀布置至少四根飘带，观测燃烧器内二次风是旋流或是直流、以及旋流方向及气流形态。4 7.3.1.3 燃尽风燃烧器外二次风形态观测在各燃尽风燃烧器外二次风喷口布置飘带，每个燃烧器均匀布置至少四根飘带，观测各燃尽风燃烧器外二次风旋流方向及气流形态。 7.3.1.4 燃尽风燃烧器内二次风形态观测在各燃尽风燃烧器内二次风喷口布置飘带，每个燃烧器均匀布置至少四根飘带，观测各燃尽风燃烧器内二次风是旋流或是直流、以及旋流方向及气流形态。 7.3.2 相邻燃烧器间气流形态观测在上下左右两相邻燃烧器之间均匀布置飘带，用来观测燃烧器之间气流形态，从而判断燃烧器间是否存在贴壁发散气流，并判断相邻燃烧器间气流流向。相邻燃烧器飘带布置示意图见图2、3（图中圆形表示燃烧器喷口，细实线表示飘带）。 图2 相邻燃烧器飘带布置示意图图3 相邻燃烧器飘带布置示意图7.3.3 前后墙对冲燃烧器间对冲气流形态观测在前后墙相对应的两个燃烧器间均匀布置飘带，观察燃烧器对冲气流的形态。飘带布置见图4（图中圆形表示燃烧器喷口，细实线表示飘带）。 5 图4 对冲燃烧器飘带布置示意图7.3.4 燃烧器喷口回流气流形态观测在距燃烧器喷口0.51.5m位置布置飘带，观测该区域气流方向，从而确定气流回流区位置、大小、形态。燃烧器回流区气流形态见图5。 图5a） 封闭式气流b） 开放式气流c） 全扩散式气流图5 燃烧器回流区气流形态示意图7.3.5 旋流强度调整试验7.3.5.1 单个燃烧器旋流强度调整试验通过调节拉杆深度至20、40、60、80、100开度，将单个燃烧器的内二次风、外二次风的旋流强度逐渐由强减弱（或由弱变强）调整后，观测其气流形态变化情况。 7.3.5.2 同层燃烧器旋流强度调整试验通过调节拉杆深度至20、40、60、80、100开度，将同一层燃烧器的内二次风、外二次风的旋流强度均逐渐由强减弱（或由弱变强）调整后，观测其同层燃烧器气流形态变化情况。 8 原始记录同步进行的试验项目，试验开始时间、记录数据的间隔时间和试验结束时间应一致。每个试验工况的数据在稳定运行后记录。 每个数据记录表上，应写明试验名称、工况编号、试验日期、试验起止时间、记录及测量人员姓名、试验组长及校核人员姓名。 各试验工况原始记录，应妥善保管。 6 9 试验报告测试工作完毕后，应在整理试验数据、分析试验结果的基础上，编写冷态试验技术报告，主要内容应包括： a) 摘要及主要问题； b) 概述：试验的背景、依据、目的、内容等； c) 锅炉设备、辅机的主要技术特性、燃料特性； d) 测量仪器、方法与测点布置； e) 试验主要测试参数汇总； f) 试验结果、分析与建议。 7 AA 附 录 A（资料性）冷态模化风速计算方法A.1 根据相似原理，炉膛冷态空气动力工况观察应遵守两个原则： a) 保持气流运行状态进入自模化区，即气流运动状态不随雷诺数的增加而变化； b) 边界条件相似，即进入炉内各股气流之间的动量比与热态保持一致。 A.2 一般情况下，对于蜗壳式旋流燃烧器，雷诺数0.9109 时进入自模化区；对于叶片式旋流燃烧器，雷诺数1.8109 时进入自模化区。 为确保冷态试验时炉膛内的气流流动状态进入自模化区，冷态风速应尽量选择大些，根据冷态与热态燃烧器出口射流的雷诺数或欧拉数相等原则，推荐冷态一、二次风速不低于式(A.1)、(A.2)计算值。选定一次风速（或二次风速）后，根据式(A.3)计算二次风速（或一次风速）。 w1Mw2M= w1O = w2O （A.1）t1M + 273 (1 + ku)t1O + 273t2M + 273t 2O + 273（A.2） w1M = w1O (t1M + 273) (t2O + 273) (1+ ku)(t2M + 273) (t1O + 273)（A.3）w2Mw2O式中： w1M 冷态一次风速，单位为米每秒（m/s）； w1O 热态一次风速，单位为米每秒（m/s）； w2M 冷态二次风速，单位为米每秒（m/s）； w2O 热态二次风速，单位为米每秒（m/s）； t1M 冷态一次风温，单位为摄氏度（）； t1O 热态一次风温，单位为摄氏度（）； t2M 冷态二次风温，单位为摄氏度（）； t 2O 热态二次风温，单位为摄氏度（）； k考虑煤粉流速与风速不同的系数，可以近似取为 0.8； u一次风中的煤粉质量浓度，单位为千克每千克（kg/kg）。B8 CB 附 录 B（资料性）旋流燃烧器冷态试验数据汇总表B.1 旋流燃烧器冷态试验数据汇总表见表 B.1。 表 B.1 旋流燃烧器冷态试验数据汇总表试验名称 项目 单位 工况编号 试验日期/时间 一次风管风速 m/s 一次风管调节装置开度 燃烧器中心风速 m/s 侧墙贴壁风速 m/s 贴壁风喷口风速 m/s 炉膛顶部水平烟道风速 m/s 燃烧器一次风速 上 m/s 下 m/s 左 m/s 右 m/s 平均 m/s 燃烧器内二次风门开度 0 25 50 75 100 燃烧器内二次风速 上 m/s 下 m/s 左 m/s 右 m/s 平均 m/s 燃烧器外二次风门开度 0 25 50 75 100 燃烧器外二次风速 上 m/s 下 m/s 左 m/s 右 m/s 平均 m/s 燃尽风燃烧器内二次风门开度 0 25 50 75 100 9 表 B.1 旋流燃烧器冷态试验数据汇总表（续）项目 单位 工况编号 燃尽风燃烧器内二次风风速 上 m/s 下 m/s 左 m/s 右 m/s 平均 m/s 燃尽风燃烧器外二次风门开度 0 25 50 75 100 燃尽风燃烧器外二次风风速 上 m/s 下 m/s 左 m/s 右 m/s 平均 m/s 磨煤机入口风量 t/h 磨煤机入口风压 kPa 磨煤机出口风压 kPa 磨煤机出口风温 二次风箱压力 kPa 炉膛负压 Pa 一次风机电流 A 一次风机开度 送风机电流 A 送风机开度 引风机电流 A 引风机开度 记录及测量人 校核 试验组长 10 B.2 贴壁风测量试验数据汇总表见表 B.2。 表 B.2 贴壁风测量试验数据汇总表（风速 m/s）左侧后墙 右侧后墙 左侧前墙 右侧前墙 记录及测量人 校核 试验组长 11