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配风对600MW旋流W火焰锅炉流动特性影响的试验研究

闫天舒  
【摘要】:W火焰锅炉燃烧低挥发煤种时在着火和燃尽等方面有明显优势,现已发展成为我国燃用低挥发分煤种重要炉型之一。W火焰锅炉在实际中存在NOx生成量大、飞灰可燃物含量高等问题。某电厂一台采用中心风旋流燃烧器的W火焰锅炉在掺烧烟煤时出现了燃烧器喷口烧损、SCR入口烟温过高和NOx生成量过高等问题。为了解决上述问题,需要掌握配风对这台采用全新燃烧组织方式的W火焰锅炉炉内单相流动特性的影响。本文通过相似模化的方法,搭建几何比例1:10的冷态模化试验台,建立冷态试验系统,开展炉内单相流动特性试验,对炉内流场,拱上主气流下冲以及多股复杂射流的耦合进行研究,优化炉内流场,推荐最优配风参数。分级风下倾角度为0°和10°时,拱上主气流由于分级风的托举作用分别出现主气流下冲深度过小和流场“后偏”现象。分级风下倾角度为25°时,拱上二次风,乏气和分级风依次在Y/Y0=0.63,Y/Y0=0.19和Y/Y0=0.4处与拱上主气流混合,起到了较强的引射作用,拱上主气流下冲至Y/Y0=0.47以下且炉内形成基本对称的“W”型流场。分级风下倾角度为40°和55°时,分级风不易与拱上主气流混合,不能起到引射作用。综合考虑炉内流场对称性,拱上主气流下冲深度和拱上主气流衰减规律等单相流动特性,最佳分级风下倾角度为25°。随着燃尽风率的增大,前、后墙侧拱上主气流的下冲深度逐渐减小。燃尽风率0%和10%时,炉内流场对称性良好,拱上主气流下冲深度大,均能下冲进入冷灰斗区域;燃尽风率为16.3%和20%时,前者出现流场偏斜征兆,而后者流场对称性良好,两个工况中拱上主气流下冲深度差异不大,均能下冲至Y/Y0=0.443附近区域;燃尽风率为25%时,炉内流场对称性良好,各级风的风量和风速过小,对拱上主气流的引射作用弱,主气流下冲至Y/Y0=0.32附近便已折转上行。根据研究可知,适当的增大燃尽风率有利于降低锅炉NOx排放量,综合考虑炉内流场对称性,拱上主气流下冲深度和拱上主气流衰减规律等单相流动特性,燃尽风率20%时即有利于实现NOx的减排,又能保证炉内流场对称稳定和拱上主气流下冲深度。


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