钝体对双通道旋流煤粉燃烧器出口空气动力场的影响

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1、研究论文钝体对双通道旋流煤粉燃烧器出口空气动力场的影响唐必光，顾山，熊立红，顾昌，金振齐（武汉大学，湖北武汉!"##$%）［摘要］在实验室试验台上对在双通道旋流燃烧器出口加装不同形状的钝体进行了冷态试验研究，比较了不同钝体对旋流燃烧器出口空气动力场的影响，找到了合理的钝体形式。将其应用于山西霍州电厂!&#’()锅炉燃烧器，运行证明低负荷稳燃性能良好。［关键词］钝体；旋流燃烧器；空气动力场；冷态试验［中图分类号］*+%%",%"［文献标识码］-［文章编号］&##%.""/（!%##&）#0.##"0.#"旋流煤粉燃烧器在我国电站锅炉及其他煤粉燃烧平衡法求出一次风、二次风和直流二次风在各点的混

2、设备中占有一定的比例。采用旋流煤粉燃烧器的锅炉合强度［&］。有如下特点：（&）可以避免采用直流燃烧器四角切圆燃烧产生的过热器区域的热偏差；（%）对炉膛形状没有严格要求，不必一定接近正方形，便于尾部受热面的布置；（"）燃烧器单独组织燃烧，不互相影响。为解决旋流燃烧器低负荷稳燃问题，根据对各种类型燃烧器的分析研究，将钝体应用于双通道旋流煤粉燃烧器上，并进行了冷态模化试验研究。经在山西霍州电厂"号炉实际应用，证明稳燃效果良好。&.送风机%.一次风风门".一次风量测点!.一次风加热器!实验系统及测量方法0.燃烧器/.直流二次风挡板$.直流二次风加热器2.二次风量测点3.二次风门&#.热电偶&&.坐

3、标架!"!实验系统图!旋流燃烧器模型实验以山西霍州电厂"号锅炉（!&#’()）为对象进行了冷模试验（图&）。实验采用与原燃烧器&1%的有机玻!"#测量方法璃模型，由模型旋流燃烧器、管道系统、电阻加热器及一次风、二次风和直流二次风的测头都固定在各热电偶等组成。试验中保证速度进入自模区时，一、二自的通道中。测量时均以燃烧器模型出口平面中心为次风动量比与实际工况相等。在一次风道和直流二次起始定位点。首先将混合温度的测头与起始定位点重风道内均设置!组电阻加热器，可分别对一次风和直合，并将坐标架固定，在坐标架上读取该点的"个起始流二次风进行加热。试验开始时，分别加热一次风和坐标值。然后，根据预先划定

4、的测点位置依次调节坐直流二次风，稳定后测得&组数据，然后改变加热功率标架的坐标，分别测取各点的混合温度。每个截面的使风温变化，再测得&组数据。由所得的温度根据热测点都布置在钝体中心的水平面内，只测一半，另一半万方数据热力发电·#$$!（%）!"研究论文假设是对称分布的。换和能量交换。因此，回流区可对一次风气流中煤粉测试的主要内容包括在各种不同的工况下（改变颗粒的加热提供有利条件。直流二次风挡板的开度和改变钝体的形状）燃烧器出口区域沿轴向各个截面上的混合情况。!实验结果及分析实验主要研究了以下!种情况时燃烧器出口的混合情况：（"）在一次风出口装设锥形钝体；图#抛物形钝体浓度分布（#）在一次风

5、出口装设波形钝体；（$）在一次风出口装设抛物形钝体；（!）在一次风出口装设抛物形钝体并有预混段。（"）图#%&分别是离出口"’#!（!为二次风通道直径）时锥形钝体、波形钝体、抛物形钝体和加装预混段后的波形钝体的浓度分布情况。据此可看出各种工况时在出口中心均存在一个明显的内回流区，回流区外是一个一次风浓度较高的区域。再往外，是一个混合较均匀的区域，一次风、旋流二次风及直流二次风各图$加预混段后抛物形钝体浓度分布占一部分，直流二次风的比例随直流二次风挡板位置的变化而变化。（#）在离出口"’!!的截面上，当直流二次风挡板全开时，锥形钝体的回流区宽度最大，为$()**，其它几种钝体回流区的宽度大致

6、相等，约为$))**。装设预混段后，回流区宽度为#))**，这是因为加装预混段后，直流部分与旋流部分混合使旋转减弱，而且预混段也会消耗一部分旋转能量，因此回流区和射流扩展角都明显减小［#］。波形钝体混合的最早，在$’!!即可实现良好混合，回流区已经不明显，如图(所示。抛物形钝体和装设预混段后在$’!!处的混合情况略差于波形钝体，图!锥形钝体浓度分布锥形钝体则在!处能达到良好混合。图%&’#!处抛物形钝体浓度分布图"波形钝体浓度分布（$）在各种工况下，直流二次风的挡板开度对回流回流区内一次风的浓度明显低于对应截面主气流区宽度均有影响。随着直流二次风挡板开度变大，回中的一次风浓度，说明回流区内

7、进行着强烈的物质交流区的尺寸变小。直流二次风可有效地限制整体射流!"热万方数据力发电·!((&（$）研究论文的扩展角，防止出现气流贴边现象。图!为"#$!时器出口的混合效果最好。抛物形钝体直流二次风挡板从全关、半开到全开时一（+）经霍州电厂%号炉的改造和热态试验表明，抛次风浓度分布变化情况。从图中可明显看出，随着二物形钝体的稳燃效果较理想，能够在4&-的负荷时稳次风挡板开度变大，回流区变小。燃。［参考文献］［"］岑可法.