郑州达冠生物质燃烧机气固流动特性试验研究

时间：2020-01-05作者：郑州达冠节能环保设备有限公司浏览：126

水平浓淡生物质燃烧机气固流动特性试验研究
搞要：在水平浓淡生物质燃烧机的实际应用中，生物质燃烧机的分离性能主要受分离挡板数量及布置方式的影响。该文在一挡板对称布置、一挡板不对称布置、三挡板不对称布置3种不同的方式下，通过调整生物质燃烧机一次风挡板角度，对3种布置方式下生物质燃烧机的阻力特性、浓淡风比及浓缩比进行了研究，旨在确定一次风挡板角度与分离挡板对生物质燃烧机浓淡分离的影响，以便提高水平浓淡生物质燃烧机的性能。结果表明，生物质燃烧机挡板角度的调整对生物质燃烧机的总体阻力特性影响很小；生物质燃烧机挡板偏转对于生物质燃烧机整体以及浓淡两侧的气流速度都有一定的影响，
生物质燃烧机的浓淡分离效果随挡板偏角的增加而显著增加，且三挡板非对称布置的浓淡分离效果较好。
0  引言
    电力工业对煤燃烧的要求是高效、稳燃、防结渣和低污染，这4点要求往往相互矛盾，而水平浓淡生物质燃烧机可以同时满足这4方面的要求[1-3]。
    水平浓淡生物质燃烧机是针对直流生物质燃烧机四角喷燃切圆燃烧式锅炉开发研制的，通过在近喷口处的一次风管道中加装一可调整的水平挡板，利用煤粉与空气的惯性差别，使一次风煤粉气流流经挡板后在其下游水平两侧形成一侧煤粉浓度高、另一侧煤粉浓度低的状况，浓侧煤粉气流使其面对向火侧，形成内切圆，淡侧煤粉气流处于背火测（靠近水冷壁）形成外切圆。浓一次风煤粉气流在向火侧的着火区域形成了高温、高浓度区域。煤粉浓度的提高，可以减少着火热，火焰传播速度加快，有利于稳燃[4-7]。浓一次风煤粉气流着火后，淡一次风煤粉气流逐渐混入，符合“随燃烧进行供风”的原则，有利于煤粉粒子的燃尽[8-10]。淡一次风煤粉气流在背犬侧喷入，从而在炉膛水冷壁附近形成氧化性气氛和较低的温度环境，可防止结渣，还可以抑制炉膛受热面的高温腐蚀，又能有效控制NO。的生成、排放[11-12]。本文主要是模化阜新发电有限责任公司01号锅炉浓淡式生物质燃烧机，研究调节挡板角度与调节挡板数量对于生物质燃烧机浓淡分离效果的影响，主要研究参数为生物质颗粒燃烧机阻力特性、生物质燃烧机浓淡风比、生物质燃烧机浓缩比。
1  试验系统及方法
    将煤粉气固两相流原型试验台系统（图1）中的螺旋给粉系统与旋风分离系统联结管路拆除，便可得到本次的实验系统。试验中生物质燃烧机有3种布置方式（图2），本试验连接与阜新发电有限责任公司01号锅炉生物质燃烧机结构相同，生物质燃烧机与原型的比例为1：4，试验时，由风机的开关与风机风门的开度控制一次风的开关与一次风风速，由浓淡两侧布袋除尘器入口处风门的开度来控制一次风风速的平衡。
    试验操作方法均是：先开启一次风，每次都将一次风调整挡板归零，调整一次风风速到预定风速，分别调整一次风挡板到100、200、300位置，给粉，并在0、100、200、300位置时测量一次风风速，以及浓淡两侧一次风风速，可得到生物质燃烧机的阻力特性，保持工况4mm，停止给粉，停一次风，接着测量浓淡两侧旋风除尘器中粉尘的质量，用以得到浓淡两侧的煤粉浓度，从而得到浓缩比。
2  结果分析及研究
2.1  生物质燃烧机阻力特性
    阻力损失意味着能耗的增加和风粉分配的不均，直接关系到锅炉的经济安全运行，因此应将阻力损失降到较小。
    图3给出了3种不同布置方式的阻力特性，可以看出挡板对称布置生物质燃烧机在生物质燃烧机挡板偏角从00到100时风速下降比较大，约下降8.2%左右，浓侧风速下降7.8%，淡侧风速下降8.7%，而在燃烧器挡板偏角从100到300时，变化很小，在1.5%左右，浓侧风速变化为2.7%，淡侧为3.3%。由于在生物质燃烧机淡侧装有固定叶片，因此在生物质燃烧机挡板无偏转时，浓侧风速就比淡侧风速0.82m/s。
    一挡板不对称布置生物质燃烧机的挡板偏角在100以上时，由于生物质燃烧机挡板偏转，导致浓侧一次风流量增加，淡侧一次风流量降低，从而使浓恻风速上升而淡侧风速下降，对于风速影响显著。三挡板不对称布置生物质燃烧机，也因挡板偏转，导致浓侧一次风流量增加，淡侧一次风流量降低从而使浓侧风速一直大于淡侧风速。
2.2生物质燃烧机浓淡风比
    由于浓淡两侧风速的差异，生物质燃烧机浓淡两侧流*11期
    图4给出了生物质燃烧机3种不同布置方式的浓淡风比，可以看出挡板对称布置生物质燃烧机在生物质燃烧机挡板偏角在00时，浓淡风比为1.054，偏角100时浓淡风比上升到1.065，约上升1%，而在生物质燃烧机挡板偏角从100到200时，又下降到1，偏角300时回升到1.033，在生物质燃烧机挡板偏角200时浓淡风比较小。
    一挡板不对称布置生物质燃烧机挡板偏角在00时，浓淡风比为1.015，偏角200时浓淡风比上升到1.111，
    三挡板不对称布置生物质燃烧机浓淡风比随生物质燃烧机挡板偏角增加先上升后下降。挡板偏角在100与200之间时，浓淡风比达到较大为1.06。
2.3生物质燃烧机浓缩比
    浓缩比是水平浓淡生物质燃烧机的一个重要参数，随着浓缩比的提高煤粉气流的化学反应速度将加快，其着火将比普通生物质燃烧机提前。同时相同点的煤粉气流的温度水平将逐渐升高，因此从稳燃的角度出发，应该提高生物质燃烧机的浓缩比。
    图5给出了生物质燃烧机3种不同布置方式的浓缩比，一挡板对称布置的生物质燃烧机在生物质燃烧机入口煤粉浓度保持在0.368kg/m3的条件下，浓侧煤粉浓度保持在0.446kg/m3的水平上，而淡侧煤粉浓度保持在0.287kg/m3左右，浓缩比为1.56左右。同时浓侧煤粉浓度随挡板偏角增加有所下降，幅度为0.054kg/m3，淡侧煤粉浓度随挡板偏角增如有所上升。因此，浓缩比随挡板偏角增加而下降，下降幅度为8.4%。
    除一挡板对称布置生物质燃烧机外，生物质燃烧机浓缩比随生物质燃烧机挡板偏角的增加而增大，相对来说，三挡板非对称布置生物质燃烧机的浓淡分离效果较好，在生物质燃烧机挡板偏角300，浓缩比较大，可达3.516。
3结论
    水平浓淡生物质燃烧机的浓缩效果好坏对浓淡燃烧器至关重要。以目前已安装于01号锅炉上的水平浓淡生物质燃烧机为原型，按照1：4模化的两相流模型进行了浓淡生物质燃烧机浓缩效果试验，得到如下结论：
    (1)生物质燃烧机挡板的调整对生物质燃烧机的总体阻力特性影响很小。
    (2)由于生物质燃烧机装有固定浓缩挡板，因此，在生物质燃烧机挡板无偏转的条件下，生物质燃烧机也有一定的浓淡分离效果，即生物质燃烧机挡板无偏转时的浓缩比大于1。生物质燃烧机挡板偏转对于生物质燃烧机整体以及浓淡两侧的气流速度都有一定的影响，基本上随生物质燃烧机挡板偏角增加，气流速度下降。
    (3)生物质燃烧机挡板偏角的改变对淡侧气流速度影响大于浓侧，除一挡板对称布置生物质燃烧机外，燃烧器的浓淡分离效果随生物质燃烧机挡板偏角的增加而显著增强，浓缩比增大。相财来说，三挡板非对称布置生物质燃烧机的浓淡分离效果较好，在生物质燃烧机挡板偏角300，浓缩比较大，可达3.516。


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