激光笔在燃烧器角度测量中的应用

刘云华

(重庆发电厂，重庆400053)

1 切圆角度对锅炉燃烧的影响

直流燃烧器切圆燃烧方式的着火条件好，煤种适应性强，一、二次风混合的快慢可以通过燃烧器进行适当的调节，燃烧后期气流扰动较强有利于燃尽……这些优点使它得到了广泛应用。这一类型锅炉的燃烧器角度变化对燃烧的稳定性、燃烧效率影响较大。在一定范围内，燃烧器水平偏角增大，即切圆直径增大，炉膛内旋转气流的旋转速度增强，有利于煤粉的着火。同时，扰动增强，使燃烧的后期混合加强，有利于燃尽过程。但过大的切圆直径，使一次风气流偏斜贴墙，将造成水冷壁结焦及磨损加剧。水平偏角减小，对水冷壁的磨损减弱，但上游邻角高温气流对下游邻角煤粉气流加热和点火作用减弱，燃烧稳定性降低，同时扰动减弱，后期混合差，燃烧效率下降。特别是同一层燃烧器的下倾角或同一角燃烧器的水平偏角偏差，将直接影响切圆工况的形成，造成煤粉气流不能正常着火。燃烧器垂直倾角的大小也对燃烧稳定性、燃烧效率有直接影响。因此，在大修中对燃烧器的定位特别重要，目前较可靠的是用拉线测量法。该测量方法准确性高，但工作量大，测量复杂。

2 燃烧器角度测量现状

在以前的大修中，对燃烧器的定位，一般采用经验法，即在拆除旧燃烧器箱体之前，先测量位置尺寸，再按原尺寸装回，用吊线锤的方法校正垂直倾角。经过多次检修后，会造成燃烧器水平角度偏差，如22#炉2#角部分燃烧器水平角度出现反偏，严重影响燃烧的稳定性，并造成该炉多次发生熄火事故。为提高测量准确性，做到燃烧器精确定位，经过多次摸索，我们用激光笔制作了激光式燃烧器角度测量仪。

3 激光式燃烧器角度测量仪的工作原理及构造

激光式燃烧器角度测量仪(以下简称测量仪)是根据光的直线传播原理，用激光束代替拉线进行燃烧器角度定位及测量的设备，其结构如图1所示。

图1 激光角度测量装置

该测量仪由基座平板(平板上标有中心线位置)、支架、校正螺丝、激光笔、电池盒、开关等组成。在测量前，找一基准面，通过调整测量仪的调节螺丝将测量仪校正。

4 激光式燃烧器角度测量仪的测量方法

以重庆电厂2#炉(DG670/140-8型锅炉，燃用松藻无烟煤)为例:

炉膛宽CD=11 920 mm;炉膛AD=10 880 mm，对角线长度L=AC=16 139 mm;假想切圆直径736 mm，1#、3#角切圆，2#、4#角对冲，如图2 所示。

测量时，在被测燃烧器选定平面上标出燃烧器的中心线位置(含水平面和垂直面)，将测量仪放在燃烧器选定平面上，并将测量仪的中心线与选定平面的中心线对齐。如图2所示:激光光束从1#角被测燃烧器的A点射至对面3#角的E点，测量E点到3#角与1#角选定燃烧器平面中心线相对应的C点(C点可由1#、3#角相对应的燃烧器的同一位置确定)的水平和垂直距离，通过计算便可得出该燃烧器的角度。

图2 水平偏角测量示意图

4.1 水平偏角的确定

根据 DG670/140-8型锅炉设计说明书知，∠AFD=42°23'，∠CAB(a 角)=2°37'，∠BAD=45°，过AC线作水平面与2角交于D点，作直线EB交直线CD于B点，测出E点到C点的水平距离为X mm，垂直距离为 Y mm。由于∠BAD=45°，则BD=AD=10 880 mm。所以，X=CD-BD=11 920-10 880=1 040 mm，当X大于或小于1 040 mm时就应对被测燃烧器的角度进行调整。

因∠CAD=47°37'，tg∠DAB=BD/AD，

∠DAB=arctg(BD/AD)，故水平偏角r为:r=∠CAD-∠DAB=47°37'-arctg(BD/AD)

4.2 垂直倾角r的确定:

如图3所示，tgr=Y÷H，则:

垂直倾角 r为:1#、3#角(切圆)r=arcty(Y÷H);2#、4#角(对冲)r=arcty(Y ÷L)。

图3 下倾角测量示意图

5 激光式燃烧器角度测量仪的应用

激光式燃烧器角度测量仪测量方法简单，工作量小，对一台锅炉所有一、二、三次风燃烧器角度的测量，2～3小时即能完成，大大缩短了检修时间，且对脚手架无特殊要求。

测量需3人进行，其中一人在需要定位的燃烧器处，将测量仪分别靠在燃烧器的上、下、左、右四个面上;一人在对角测量激光笔照射到对角水冷壁的距离(以被测量的燃烧器对应的对角燃烧器为基准);一人进行数据记录并计算、分析(也可以根据锅炉燃烧器偏角设计值，计算出下倾距离和水平偏移距离，进行比较)，根据数值进行燃烧器角度调整，直至合格。

该测量仪测量较为准确，但其测量的准确性与被测燃烧器选定平面的平整度以及测量精度有关，与测量仪自身准确度有关。对于新燃烧器或变形较小的燃烧器，只要在测量前认真校准激光式燃烧器角度测量仪，并选平整度好、未变形的燃烧器平面进行测量，其测量误差一般在0.3°范围内，最大不超过0.5°。但该测量仪对变形较大的燃烧器进行测量时误差较大。

6 结束语

该厂2#炉在1999年12月进行的扩大性小修中，利用该测量仪对燃烧器角度进行定位，由于燃烧器角度较为准确、规范，启动后，燃烧工况大为改善，炉内燃烧稳定，四角温度均匀。经过多年的推广，这个方法现已广泛应用于重庆发电厂1#、2#锅炉和重庆九龙发电公司1#锅炉燃烧器检修中。其燃烧效率有所提高，飞灰可燃物含量下降明显，燃烧稳定性大幅提高，基本消除了锅炉灭火事件，完全能够满足燃烧器检修工作的需要。

［1］ 范从振.锅炉原理［M］.北京:中国电力出版社，1986.

［2］ 朱全利.锅炉设备及系统［M］.北京:中国电力出版社，2006.

［3］ 陆超华，续爱世.锅炉设备运行技术［M］.北京:中国电力出版社，1984.