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《四角切向燃 烧锅炉炉内冷态及热态流场特性的对比研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第23卷 第3期动 力 工 程Vol.23No.32003年6月POWERENGINEERINGJun.2003文章编号:100026761(2003)0322392205四角切向燃烧锅炉炉内冷态与热态流场特性的对比研究1211周屈兰, 窦文宇, 徐通模, 惠世恩(1.西安交通大学,西安710049;2.国家质量技术监督局锅炉与压力容器检验研究中心,北京100013)摘 要:通过冷态和热态实验测量研究了四角切圆燃烧锅炉的炉内流场特性。得出如下的结论:①热态的实际切圆直径相比冷态有增大的趋势;②炉内气流的旋转动量流率矩
2、沿高度下降,热态工况旋转动量流率矩衰减速度比冷态工况慢;③一次风反切的配风方式可有效降低炉内旋转动量流率矩的水平、明显削弱炉膛出口的残余旋转和减小水平烟道入口的速度偏差。图8表3参3关键词:锅炉;流场;一次风反切;模型试验中图分类号:TK223.23文献标识码:A 关于四角切圆燃烧锅炉的炉内冷态实验的数0引言据已经相当丰富。但是,由于在实际的锅炉中,煤四角切圆燃烧是我国火电厂锅炉的主要燃烧粉气流会升温燃烧,炉内的热态流场与冷态的流方式。运行实践证明:锅炉水平烟道沿宽度方向上场势必会有区别。所以,进行炉内的热态流场的
3、测存在较大的烟温偏差,从而引发频繁爆管事故,并量研究,可以更加准确地掌握炉内真实的状况,并且,随锅炉容量的增加,烟温偏差有增大的趋势,且可以了解冷态测量结果与热态测量结果的异严重影响了锅炉运行的安全和经济性。因此,如何同。改善水平烟道内的烟气分布是急需解决的课题。笔者在西安交通大学1MW四角布置切向燃目前,学术界对此问题较一致的看法是:由于烧锅炉热态实验台上进行了铜川贫煤的燃烧实炉膛出口处存在残余旋转而造成烟气流速沿流通验,组织了一次风正切和反切的工况以研究反切[1]截面分布不均匀,即烟速偏差。燃烧器部分一、配风对消
4、除烟速偏差的作用。试验系统与测点布二次风反切可以使得主体气流旋转强度降低,炉置见图1,气流速度采用如图2的水冷毕托管测膛出口残余旋转减弱,从而改善了水平烟道中左量。右侧速度分布的均匀性。因此,掌握炉膛内的流场 在进行工况设计时,我们根据参考文献[2]引结构随配风状况的变化规律,寻求合理的反切动入反切与正切射流的旋转动量流率矩之比XJ这量流率矩就成为本文的研究任务。本文对四角切个无量纲准则数来作为炉内燃烧空气动力工况的向燃烧锅炉的炉内流场进行了冷态和热态的实验基本判据,其定义如下:测量与分析,以掌握炉内旋转流场的生成
5、和发展XJ=2(QQWR)反切ö2(QQWR)正切(1)3过程,了解冷态和热态流场的异同,从而寻求削弱式中 Q——燃烧器喷口射流密度,kgöm3水平烟道烟气速度偏差的途径。Q——燃烧器喷口射流体积流量,mösW——燃烧器喷口射流速度,mös1试验系统及试验内容R——燃烧器喷口射流形成的假想切圆半径,m收稿日期:2002204201引入上二次风和一次风动压比作为配风的准基金项目:机械部技术发展基金委员会资助项目(95JB1101)则数作者简介:周屈兰,(1974-),男,博士生,现在西安交通大学能源与动力工程学院热能工
6、程系锅炉实验室工作。©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 第3期动 力 工 程 ·2393·图1 试验系统与测点布置=yöb、Z=zöDe,a、b、De的定义示于图1。炉膛高度方向的相对坐标Z方向向下,零点取为一次风口轴线所在位置,宽度方向(或深度方向)的相对坐标X(或Y)取旋转气流上游燃烧器出口位置为0.0,取下游燃烧器出口位置1.0。在研究中,要使用实际的切圆直径,定义无量图2 水冷毕托管结构示意图纲的实际切圆直径Ds
7、j为实际切圆直径比炉宽2P2Q2w2=2(2)a,Dsjl为冷态的实际切圆直径,Dsjr为热态的实P1Q1w1际切圆直径。切圆膨胀率<=DsjöDjx,其中Djx工况设计及相应的XJ和P2öP1示于表1。为二次风喷口截面假想切圆直径平均值比炉宽表1 试验工况设计a。工况工况1工况2工况3工况4工况5在该热态试验台上,对一次风正切和反切采下二次风风速(mös)24.024.024.024.024.0用相同的配风,分别在冷态和热态情况下,用水冷一次风风速(mös)17.820.020.020.021.6毕托管测量了3个不
8、同高度截面(Z=0、Z=上二次风风速(mös)28.031.026.522.033.00.866、Z=5.426)的炉内气流切向速度分布。燃尽风风速(mös)30.024.028.533.019.02不同XJ下炉内流场测量结果P2öP12.02.01.51.02.0XJ0.600.770.770.770.90图3表明:在燃烧器一次风喷口截面(Z
