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锅炉送粉系统通过管外壁温度实现风粉混合物断面平均温度的测量

李凤鸣  
【摘要】: 在电站煤粉锅炉的运行中,对于四角布置的直流燃烧器,其风量和煤粉量分配的均匀性对于锅炉的安全和经济运行有着重要意义。电站煤粉锅炉的供风,一般可以分为一次风和二次风两种。其中一次风的作用是将煤粉输送到炉膛,并供给煤粉着火所需要的空气量。要保证风量和煤粉分配的均匀性,必须进行锅炉燃烧配风调整。对一次风送粉系统实行配风监测是运行人员对锅炉进行有效的燃烧配风调整的关键。一次风送粉系统的燃烧配风监测一般包括一次风速和风温、煤粉温度、风粉混合物管道的温度和浓度等指标。 目前,在电站煤粉锅炉的燃烧配风监测中,对一次风、煤粉和风粉混合物的温度普遍采用带保护套管的热敏元件插入管内进行测量。这种测量手段存在几个缺点:一是热敏元件对流场的扰动;二是管内流体介质对热敏元件的磨损,这主要体现在风粉混合物对热敏元件的磨损上;三是这种测量方式所得到的温度只是局部平均温度,既不是管内最高温度,也不是管内断面平均温度。 本文针对电站煤粉锅炉的配风监测中各温度指标的测量,提出了一种通过管外壁面温度测量实现管内流体断面混合平均温度的测量的方法。即利用均相流模型的数值计算分别模拟一次风和风粉混合物的流动,计算出管内充分发展段的断面温度分布状况,通过数值积分建立管内平均温度与管外壁面温度的关系,并把计算结果拟合为二者的关系式。以此为基础,编制燃烧配风监测中各温度指标的算法和软件,安装到计算机中配合各一二次元件及相关配置组织成配风监测系统。 在现场实验中,针对多种运行工况,把插入式测量方式所得温度数值、外壁面测温方式所得断面平均温度、数值计算所得管内断面平均温度及最大温度作对比分析。结果发现,外壁面温度测量方式所得断面平均温度确能较好地反映管内混合平均温度指标。该算法和软件应用于实际中的燃烧配风监测系统,实现各温度指标的测量是合适的。


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