拱下配风倾角对旋流燃烧器w火焰锅炉炉内流场影响

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1、国内图书分类号：TK224.1学校代码：10213国际图书分类号：621.18密级：公开工程硕士学位论文拱下配风倾角对旋流燃烧器W火焰锅炉炉内流场影响硕士研究生：杨彭飞导师：李争起教授申请学位：工程硕士学科、专业：动力工程所在单位：能源科学与工程学院答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TK224.1U.D.C.:621.18DissertationfortheDegreeofMasterinEngineeringEFFECTOFDECLINATIONANGLEOFAIRUNDERTHEARCHONFLOWCHARACTERISTICSO

2、FASCALEMODELOFADOWN-FIREDUTILITYBOILERWITHSWIRLBURNERSandidate：YangPengfeiSupervisor：Prof.LiZhengqiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ThermalEngineeringAffiliation:SchoolofEnergySci.&Eng.DateofDefence：July,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程

3、硕士学位论文摘要我国是世界上为数较少难燃煤储量丰富的国家之一，按照我国新的环境能源政策及其未来的发展趋势，W火焰锅炉在燃烧低挥发分煤及无烟煤上有着广泛的应用前景。低挥发分煤存在着着火、燃尽困难等问题，旋流燃烧器的W火焰锅炉由于旋转射流卷吸高温烟气且拱下多次分级燃烧，很好的解决了上述问题。炉内空气动力场是煤粉燃烧的重要影响因素，对降低飞灰可燃物含量及氮氧化物排放有重要意义，但是对于采用旋流燃烧器W火焰锅炉的炉内空气动力场方面的研究鲜有报道。因此本文，针对某电厂300MW带旋流燃烧器的W火焰锅炉，根据相似模化原理，按1:10比例建立了单相冷态模化试验台，通过烟雾示踪和热线的方法观察、研究

4、不同三次风及分级风倾角下的炉内流场，得到如下实验结果。在各股风配风比不变的条件下，采用烟雾示踪的方法观察原型工况及不同三次风、分级风倾角下炉内各股风的射流轨迹及气流间的混合情况，结果表明：当三次风倾角28°时，炉内流场对称，但三次风射流不稳；随着倾角的增大，三次风射流的稳定性及下倾效果均有明显增加，与下行气流的混合得到推迟；当倾角进一步增大到45°时，炉内开始出现流场偏斜，前墙下行气流下冲较深，而后墙下行气流下冲较浅。而对于分级风，由于分级风速较高，刚性强，当分级风倾角30°时，其射流轨迹明显，但下倾效果不佳，几乎水平，前、后墙射流对冲严重，对下行气流阻碍作用较大；当分级风倾角增大到

5、40°时，其下倾效果有明显的改善，增强了分级风对下行气流的引射作用，且分级风与下行气流的混合得到推迟，但下行气流始终不能穿透分级风。保持拱上及拱下各股风的风量不变，采用IFA300恒温热线风速仪分别研究了三次风及分级风倾角对炉内空气动力场的影响，结果表明：保持分级风下倾30°不变，改变三次风倾角，当三次风下倾角度分别为28°、35°和40°时，炉内流场对称性较好，无量纲穿透深度略有增加，但无法穿透分级风。随着倾角进一步增加，当倾角增大到45°时，炉内流场出现偏斜，前墙下行气流能够穿透分级风，下射到冷灰斗深处，而后墙下行气流受到前墙下行气流的挤压穿透深度减小，在三次风喷口附近转而向上。

6、综合考虑流场对称性和下行气流的穿透深度，三次风下倾角度以40°为最佳。保持三次风下倾28°不变，当分级风倾角在30°—45°时，随着分级风下倾角度的增大，炉内流场基本对称，冷灰斗内死滞区减小；当分级风倾角30°时，分级风对下行气流的阻碍作用较大，下行气流的无量纲穿透深度较小；增-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文大分级风倾角，使得其水平方向动量减小，对下行气流的阻碍作用减弱，下行气流的无量纲穿透深度增加。但由于拱上采用旋流燃烧器，导致拱下的下行气流衰减较快，始终无法穿透分级风，此时分级风的主要作用是补充煤粉燃烧所需的剩余空气量，进行分级燃烧，降低NOx排放。综合考虑炉内流场的对称性、

7、无量纲穿透深度以及分级风对冷灰斗的冲刷，分级风下倾角度以40°为最佳。关键词：W火焰锅炉；旋流燃烧器；三次风；分级风；空气动力场-II-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractChinaisoneofafewcountrieswhichhashard-to-burnfuelinabundanceintheworld,asthepolicyaboutenegyandenvironment,theW-stypeboilerhasagreatfuture.