負(fù)荷變化對(duì)煤粉工業(yè)鍋爐燃燒器回流區(qū)影響的實(shí)驗(yàn)研究

孫晨智

摘要： 實(shí)驗(yàn)研究了負(fù)荷變化對(duì)煤粉工業(yè)鍋爐燃燒器回流區(qū)的影響。結(jié)果表明：隨著負(fù)荷降低，燃燒器內(nèi)回流區(qū)的長(zhǎng)度減小，回流量降低。鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，考慮穩(wěn)燃，應(yīng)適當(dāng)增加燃燒器二次風(fēng)旋流強(qiáng)度。

Abstract： The influence of load variation on the recirculation zone of industrial boiler burned pulverized coal burner was experimentally studied. The results show that the length of recirculation zone decreases and the reflect flow rate decreases， with the decrease of the boiler load. When the boiler operates at low load， considering the steady combustion， the swirl intensity of the burner's secondary air should be increased properly.

關(guān)鍵詞： 煤粉工業(yè)鍋爐；燃燒器；鍋爐負(fù)荷；回流區(qū)

Key words： industrial boiler burned pulverized coal；burner；boiler load；recirculation zone

中圖分類號(hào)：TK223.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）17-0126-02

0 引言

近幾年，煤粉工業(yè)鍋爐由于其節(jié)能、環(huán)保等方面的優(yōu)勢(shì)，得到越來越多的推廣和應(yīng)用[1，2]。而煤粉工業(yè)鍋爐所配燃燒器則是決定整套鍋爐性能的關(guān)鍵設(shè)備[3]。

本文針對(duì)某一應(yīng)用于煤粉工業(yè)鍋爐的燃燒器[4]，通過實(shí)驗(yàn)的方法，研究鍋爐負(fù)荷變化對(duì)該燃燒器回流區(qū)大小及回流量的影響。

1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

建立了1：1比例該燃燒器模型的冷態(tài)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，如圖1所示。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持燃燒器一次風(fēng)、內(nèi)二次風(fēng)、外二次風(fēng)噴口面積不變，同時(shí)保持鈍體高度和內(nèi)二次風(fēng)旋流強(qiáng)度不變，通過調(diào)整外二次風(fēng)和內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)量，使得燃燒器在負(fù)荷變化時(shí)能保證燃燒器內(nèi)煤粉燃燒所需空氣的過量空氣系數(shù)為1.2，具體實(shí)驗(yàn)工況如表1所示。

2 結(jié)果與討論

2.1 回流區(qū)大小的影響

圖2為鍋爐負(fù)荷變化對(duì)燃燒器內(nèi)回流區(qū)大小影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)中，規(guī)定沿著氣流流動(dòng)的方向?yàn)閤軸正方向，與重力加速度垂直方向的反方向?yàn)閥軸正方向，原點(diǎn)位于燃燒器一次風(fēng)、內(nèi)外二次風(fēng)出口截面中心處。D代表燃燒器絕熱內(nèi)筒的直徑，本實(shí)驗(yàn)中為一固定值。

如圖2所示，當(dāng)負(fù)荷由100%降低至75%時(shí)，由于內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)量的降低，回流區(qū)長(zhǎng)度由1.6D減小至1.25D左右；當(dāng)負(fù)荷繼續(xù)降低至50%時(shí)，回流區(qū)的寬度由于外二次風(fēng)的取消而有所增加，但是回流區(qū)的長(zhǎng)度進(jìn)一步減小，僅為1.2D左右。

2.2 回流量的影響

本文中回流量Q的定義為：Q=2？仔urdr

式中：

Q—— 回流區(qū)內(nèi)氣流的體積回流量/ m3·s-1；

u —— 回流區(qū)內(nèi)氣流的回流速度/ m·s-1。

負(fù)荷變化對(duì)燃燒器回流量的影響，如圖3所示。圖中，不同負(fù)荷工況下，回流量沿著射流的方向，均呈現(xiàn)先急劇增加，接著變化平緩，然后急劇下降的趨勢(shì)。由于不同負(fù)荷工況下，一次風(fēng)的風(fēng)量和鈍體高度保持不變，且內(nèi)二次風(fēng)的旋流強(qiáng)度亦不變，因而沿著氣流射流方向在0.6D之前，三種負(fù)荷工況下的回流量基本一致；在x/D≥0.600，由于回流區(qū)減小（見圖2），導(dǎo)致負(fù)荷降低時(shí)回流量的減少，說明低負(fù)荷時(shí)，由于內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)量的減少，盡管其旋流強(qiáng)度保持不變，從燃燒器外回流至燃燒器內(nèi)的氣流減小。

3 結(jié)論

煤粉工業(yè)鍋爐燃燒器低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，為了引導(dǎo)更多的高溫?zé)煔饣亓髦寥紵鹘^熱內(nèi)筒，以提高煤粉著火的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高燃燒器的低負(fù)荷穩(wěn)燃能力，需要通過增大二次風(fēng)旋流強(qiáng)度的方法來實(shí)現(xiàn)，但是增大二次風(fēng)旋流強(qiáng)度又會(huì)增加煤粉在絕熱內(nèi)筒壁面結(jié)渣的可能性。

參考文獻(xiàn)：

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