大型锅炉四角布置的燃烧方式是我国普遍采用的一种型式。这是因为，这种切圆燃烧方式的最主要特点是炉内气流旋转，引起在炉内中央低压区卷吸炉内介质，造成燃料、空气和烟气的强烈混合，形成良好的燃烧条件，并由于气流的旋转，使火焰自上游点燃下游邻角气流，促使煤粉着火，而且这种旋转气流呈螺旋状上升一直到炉膛出口，因而延长了煤粉颗粒在炉内的行程，有利于煤粉的燃尽。根据其他同类型电厂燃烧试验数据查询，虽然随着气流的旋转上升，旋转速度逐渐减弱并趋于均匀，但在炉膛出口的折焰角下方仍然存在气流的旋转。当切圆为逆时针旋转时，炉膛出口速度为正态抛物线分布，对流烟道内的速度分布比较均匀。当气流旋转时，最大速度偏差可达1.8～2.0，这说明炉膛出口残余扭转动量矩较大。残余旋转气流将影响到水平烟道入口的速度分布，详见下图。

在水平烟道内沿烟气流动方向，速度的不均匀性逐渐减弱，到水平烟道出口速度分布已趋向于均匀。这种在水平烟道宽度方向上的烟速偏差会引起烟温偏差，即烟速高的区域其烟温亦高，反之，烟速较低。这是因为烟速低的烟气通过同一等长烟道的时间要比烟速高的长，所以每公斤烟气放热多，温降大，烟温自然就低。

从烟气角度看，每公斤烟气通过长为L的烟气通道时的放热量为

Q =Q_对+Q_辐

=α_对F_对（T_烟-T_壁）τ+ε_壁OF_辐（ε_烟T_烟⁴-A_烟T_壁⁴）τ

=kω_ν^0.8F_对（T_烟-T_壁）L/ω_ν+ε_壁OF_辐（ε_烟T_烟⁴-A_烟⁴）L/ω_ν

=kF_对（T_烟-T_壁）L/ω_ν^0.2+ε_壁OF_辐（ε_烟T_烟⁴-A_烟T_壁⁴）L/ω_ν

Q为烟气放热量；

Q_对为对流放热量；

Q_辐为辐射放热量；

α_对为对流放热系数；

F_对、F_辐为对流受热和辐射传热面积；

T_烟、T_烟为烟气与受热壁面温度；

ε_壁、ε_烟为受热面与烟气黑度；

A_烟为烟气吸收率；

L为烟气通道长度；

C为烟气通时间；

O为绝对黑度的辐射常数

所以，烟速越高，通过等长传热通道时放热越少，烟温就高。烟气对管束的对流放热系数α正比于速度的0.8次方，因此烟速低的α小；又因烟温低，Δt也小，所以烟速低的区域蒸汽吸热少。这样，炉膛出口烟速分布的不均匀，将引起水平烟道受热面管束吸热不均匀，右侧管束的吸热量比左侧高，所以炉膛出口受热面右侧的汽温与管壁温度高，所处的环境最恶劣。另外上部气流所经路径长，放热多，因而烟温较下部的低。由上述分析可知，在炉内气流呈逆时针旋转的情况下，水平烟道右侧下部属高温区，受热面吸热量多，因而右侧的汽温要比左侧高，右下侧的管壁温度最高，处于最危险的状态。我厂锅炉低负荷工况运行时为了提高过热器再热器汽温一般我们都是首先停运AB两台磨煤机，保持CDEF四台磨煤机运行。但是当我们保持CDEF靠上层的四台磨煤机运行时，锅炉的火焰中心明显上移，烟气在水平烟道附近的扭转动量大大升高，所以根据上述理论变产生了水平烟道内左右烟温的偏差。

我厂2号锅炉在300MW至400MW负荷工况下，左右两侧末级过热器汽温会产生20-30度的偏差（高负荷工况运行中，AB层燃烧器的投入使锅炉火焰中心由上往下降低，所以烟气在水平烟道附近的扭转动量大大降低，因此在高负荷工况下，过热器左右两侧汽温偏差几乎可以忽略不计），特别是在加减负荷过程中，左侧再热器汽温会远低于右侧再热器汽温，为了解决这个工况下产生的汽温偏差，我根据这篇文章前半段总结的理论依据我设计出了以下实验计划，通过调整AA风风门开度大小，改变AA风量增加对炉膛近水平烟道的旋转烟气扰动来影响烟气在水平烟道附近的扭转动量力矩大小，从而减小左右两侧过热器汽温偏差。

我厂AA风门布置结构图

为了减少引入过多变量给实验数据带来的噪音，我们的锅炉燃烧工况统一设定在锅炉负荷320MW，过热器再热器减温水自动，锅炉燃烧器大摆角10度（关于燃烧器大摆角影响火焰燃烧中心从而影响两侧汽温偏差的原理此文不再作过多阐述，根据多次试验锅炉负荷在350MW附近时，大摆角10度时两侧温差较小且能保持较高的再热器与过热器汽温）。磨煤机保持CDEF四台运行，可动喷嘴保持40%开度。

实验数据如下：

根据试验数据表示，在当下AA风逻辑基础上，我们将1、4号AA风风门的偏差设置为0%，2、4号AA风风门偏差为0%时，再热器左右两侧汽温偏差为13度；我们将1、4号AA风风门的偏差设置为+10%，2、4号AA风风门偏差为0%时，再热器左右两侧汽温偏差为1度；我们将1、4号AA风风门的偏差设置为正0%，2、4号AA风风门偏差为+10%时，再热器左右两侧汽温偏差为5度；我们将1、4号AA风风门的偏差设置为+10%，2、4号AA风风门偏差为+10%时，再热器左右两侧汽温偏差为17度；我们将1、4号AA风风门的偏差设置为-10%，2、4号AA风风门偏差为0%时，再热器左右两侧汽温偏差为10度；我们将1、4号AA风风门的偏差设置为0%，2、4号AA风风门偏差为-10%时，再热器左右两侧汽温偏差为15度；我们将1、4号AA风风门的偏差设置为-10%，2、4号AA风风门偏差为-10%时，再热器左右两侧汽温偏差为5度。综合上述实验结果表明，在特定负荷工况下，当我们我们将1、4号AA风风门的偏差设置为+10%，2、4号AA风风门偏差为0%时，再热器左右两侧汽温偏差数值最小。

数据变化曲线如下：

图1

图2

在上述两次的试验数据中，我们发现在未进行我们的调整方案前，再热器汽温偏差最高达到近30度，当摆角置10度时，我们试验开始，仅仅过去20分钟，再热器汽温偏差缩小至5度左右并保持稳定。经过多次试验后表明该燃烧调整方案在机组300MW-400MW负荷段效果明显，解决了我厂2号机组在低负荷阶段再热器汽温偏差高的运行难题。

总结：本文主要阐述了珠海电厂锅炉水平烟道两侧温度产生偏差的原因并且找到了一个有效的解决方案（通过燃烧器大摆角设定至固定值来粗略减少偏差，通过调整AA风风量偏差来进一步减少左右汽温偏差的系统化操作），当然根据理论基础，我们不难发现调整AA风风量偏差是一个效率并不高的方式影响再热器汽温，我们如果能够对现有的过燃风摆角进行改造，将OFA水平摆动角度增大通过继续增大主燃区上方的反切风角度可以有效的削弱流出主燃区气流的旋转强度，同时可以减少过热器左右两侧汽温。由于我厂尚未对过燃风进行反切改造，所以目前阶段我也只能进行理论分析，提出一个简单的改造思路。