浓淡煤粉射流着火特性的中试试验研究

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1、硕士学位论文浓淡煤粉射流着火特性的中试试验研究EXPERIMENTALSTUDYONPILOTTESTOFIGNITIONCHARACTRISTICSOFBIASCOALJET种西虎哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TK224.1学校代码：10213国际图书分类号：621.18密级：公开工学硕士学位论文浓淡煤粉射流着火特性的中试试验研究硕士研究生：种西虎导师：赵义军副教授孙绍增教授申请学位：工学硕士学科：热能工程所在单位：能源科学与工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TK2

2、24.1U.D.C.:621.18DissertationfortheDegreeofMasterinEngineeringEXPERIMENTALSTUDYONPILOTTESTOFIGNITIONCHARACTRISTICSOFBIASCOALJETCandidate:ChongXihuSupervisor:Prof.ZhaoYijunProf.SunShaozengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ThermalEnergyEngineeringAffilia

3、tion:SchoolofEnergySci.&Eng.DateofDefence:July,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要水平浓淡燃烧器是一种具备稳燃、低NOx排放、防高温腐蚀及结渣等特点的高效煤粉燃烧器。不同气流条件煤粉射流着火特性无论对燃烧器前期设计还是后期运行都具有十分重要的意义。为此，对实验室原有0.5MW旋流燃烧器试验台进行设计改造，建成了0.5MW单只浓淡煤粉燃烧器中试试验平台。在接近工业实际炉膛环境中针对某燃煤电厂燃煤研究了

4、不同气流条件下浓淡煤粉射流着火特性，为燃烧器设计提供理论指导。本文在保证炉膛热负荷、风温等运行参数及煤粉条件不变的情况下，通过改变燃烧器喷口面积从而改变一次风速，研究了一次风速对浓淡煤粉射流着火的影响规律。研究表明：不同风速下浓淡煤粉射流在距离喷口200mm处即开始着火，且前期火焰形态长度较长，随着反应不断进行，火焰长度逐渐变短。随着风速从14m/s提高到25m/s，在200mm射程范围内，射流处于加热升温阶段，射流温度逐渐被加热升高，但气体成分O2和CO2浓度变化趋势较为平缓。在射程200mm到500mm范围内，射流温度继续升高，但O2

5、浓度快速下降，CO2快速升高，随高风速提高炉膛中心线处温度水平降低。高风速下由于湍流强度增强，造成挥发分燃烧分散，同时强化了射流和周围烟气卷吸，造成高风速下O2被带到周围环境中造成浓度更低。在大于500mm区域差别已不太大。通过浓淡侧径向温度分析，在距离喷口200mm的截面上，浓侧温度水平高于淡侧，且在靠近壁面处温度出现了升高趋势，此阶段射流处于吸热阶段。在距离燃烧器喷口360mm和520mm两个截面上，在壁面方向无温度升高趋势，说明在这段距离内，射流已处于燃烧放热阶段。通过分析径向烟气成分分布，表明射流着火是射流外部首先开始着火然后引燃

6、射流内部着火，最后达到整个射流着火的过程。本文在保证炉膛热负荷和其他运行参数及煤粉条件不变的情况下，研究了过量空气系数（0.6-1.2）对浓淡煤粉射流着火特性的影响规律。结果表明：过量空气系数提高，对着火前期影响较小。但过量空气系数提高强化了炉膛内气流扰动，加速了煤粉颗粒与周围高温烟气混合，提高了加热速率，突破了后期O2浓度降低对反应的抑制。过量空气系数提高使煤粉射流着火后燃烧更加剧烈，增强了着火后的火焰强度。关键字：水平浓淡燃烧器；浓淡煤粉射流；一次风速；过量空气系数；着火特性IAbstractAbstractHorizontalBia

7、sCombustionBurnerisastablecombustionwithlowNOxemission,withouthightemperaturecorrosionandslagging，highefficiencypulverizedcoalburner.Differentjetconditionsignitioncharacteristicsofpulverizedcoalflowforregardlessofthepre-combustordesignorpost-operationareallgreatimportance

8、.Tothisend,theoriginal0.5MWswirlburnerlaboratorytestbenchwasre-designandtransformation,tobuilda0