超臨界鍋爐墻式切圓燃燒方式冷模試驗研究.pdf

1、墻式切圓燃燒技術(shù)作為一種新的切向燃燒方式在超臨界及超超臨界技術(shù)當(dāng)中具有很好的工程應(yīng)用前景，具有射流剛性強(qiáng)，偏斜較小，爐內(nèi)壁面熱負(fù)荷均勻，燃燒穩(wěn)定性好等優(yōu)點。本文圍繞這一課題開展了相應(yīng)的研究工作，分別以采用墻式布置水平濃淡燃燒器和墻式布置PM型垂直濃淡燃燒器的超臨界鍋爐為研究對象，對爐內(nèi)的流場進(jìn)行了示蹤試驗，并且對主燃區(qū)氣固兩相流動特性進(jìn)行冷態(tài)模化試驗研究。
　　本文采用三維粒子動態(tài)分析儀(Particle dynamics ana

2、lyzer, PDA)測量系統(tǒng)，在某臺超臨界鍋爐冷模試驗臺上分別就主燃區(qū)一次風(fēng)水平擺角和一二次風(fēng)動量比等因素，測量了燃燒器區(qū)域的氣固兩相流動特性，分別對墻式燃燒方式的速度分布、速度衰減特性以及濃度分布進(jìn)行了分析。
　　結(jié)果表明：對于水平濃淡燃燒器，一次風(fēng)噴口內(nèi)偏角由0度逐漸增大到8度時，射流主流切圓變小，擴(kuò)散減弱；而且氣流刷壁現(xiàn)象有所改善，能夠減緩結(jié)渣現(xiàn)象；一次風(fēng)噴口內(nèi)偏角為5度時射流衰減最慢。提高一次風(fēng)率，明顯可以增強(qiáng)射流的剛性

3、，射流穿透性能變好，上游射流對下游射流根部的影響逐漸減弱，射流不易偏轉(zhuǎn)；同時隨著一次風(fēng)率的提高，射流擴(kuò)散減弱，切圓減小，射流衰減加快；而且提高一次風(fēng)率也會改善氣流刷壁現(xiàn)象，能夠防止結(jié)渣。對于PM型垂直濃淡燃燒器，燃燒器的高寬比h/b很大，超過了氣流具有良好剛性的上限值，氣流高度很大，上升氣流作用引起錯動時的相對值變小，射流間的相互碰撞很厲害，導(dǎo)致射流剛性小，氣流偏轉(zhuǎn)大，切圓直徑也就偏大，因此射流偏轉(zhuǎn)比較嚴(yán)重；一次風(fēng)率越高，偏轉(zhuǎn)有所改善。

4、淡粉射流衰減特性隨著一次風(fēng)率的提高而減慢，濃粉射流衰減特性隨著一次風(fēng)率的提高而加快。
　　粒子濃度分布的變化規(guī)律基本與氣流的速度場分布規(guī)律對應(yīng)，射流穿透性能較好時，濃度場分布性均勻，爐膛充滿度較好，反之，濃度場貼壁易造成結(jié)渣。
　　通過兩種燃燒器的對比，可知水平濃淡型燃燒器的射流剛性要優(yōu)于PM型垂直濃淡型燃燒器的射流剛性。對于水平濃淡燃燒器，側(cè)墻附近的射流粒子因射流擴(kuò)散作用而指向側(cè)墻壁面；對于PM型垂直濃淡燃燒器，側(cè)墻附近的