350MWe超临界W火焰锅炉冷态空气动力场试验研究

论文摘要

在我国电力行业的动力用煤中,随着低挥发份的劣质煤所占份额逐渐增大,W火焰锅炉作为燃用低挥发份煤种成熟炉型在我国发展迅速。但是我国的W火焰锅炉均使用引进的国外技术,我国缺乏拥有自主知识产权的W火焰锅炉技术,为此在对国外W火焰锅炉技术消化吸收的基础上,提出了W火焰锅炉多次引射分级燃烧新技术。本课题研究对象为某一采用该技术的350MW超临界W火焰锅炉,根据相似模化原理建立了1:10的冷态模化实验台,进行了一系列单相冷态空气动力场试验研究。在示踪试验中,在锅炉BMCR工况配风下进行了流场示踪。炉内空气动力场稳定,拱上气流下行刚性好,能够到达冷灰斗中上部区域,形成了对称的W型流场。OFA射流穿透到炉膛中心,对下炉膛流场影响较小。使用IFA300恒温热线风速仪对不同一次风乏气风量分配下的炉内流场进行了测量,研究后发现:在不同的一次风乏气风量分配下,拱上气流的衰减基本相同,无量纲穿透深度均在0.50-0.57范围内。当一次风动量小于内二次风动量时,随着一次风风量的增加,一次风与内二次风混合推迟,回流区长度降低。当一次风动量大于内二次风动量后,一次风与内二次风混合明显滞后,但是回流区长度增加。最佳的一次风与乏气风量分配为5:5。当拱下二次风风率为5%、15%、24.16%和35%时,拱上气流到达拱下二次风区域前为线性衰减。当拱下二次风风率为35%时,前墙穿透深度为0.449,后墙穿透深度为0.594,下炉膛空气动力场发生明显的偏斜。前墙拱下二次风喷入炉膛内即转折向上,冲向后墙拱下区域。后墙气流在前墙气流的压制下,贴近后墙下行,进入冷灰斗区域后贴近冷灰斗继续下行,至冷灰斗中部后转折向上,并冲向前墙拱下二次风区域,托举前墙拱下二次风上行。综合考虑合适的无量纲穿透深度和流场对称性,拱下二次风风率为24.16%为最佳值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 W 火焰锅炉燃烧技术介绍
• 1.2.1 四种W 火焰锅炉炉型介绍
• 1.2.2 W 火焰锅炉运行存在的问题及分析
• 1.3 W 火焰锅炉国内外研究现状
• 1.4 W 火焰锅炉多次引射分级燃烧技术简介
• 1.5 课题的研究目的和主要内容
• 第2章 试验系统及测量方法
• 2.1 350MW W 火焰锅炉原型概况
• 2.1.1 炉膛结构参数的确定
• 2.1.2 锅炉燃烧器设计及配风参数
• 2.2 单相冷态空气动力场试验台
• 2.2.1 冷态模化方法原理
• 2.2.2 试验台模化设计方法
• 2.2.3 试验台系统介绍
• 2.3 IFA300 恒温热线风速仪测量系统及原理
• 2.4 可视化系统介绍及原理
• 2.5 本章小结
• 第3章 炉内空气动力场示踪试验
• 3.1 引言
• 3.2 烟雾示踪试验试验方法及内容
• 3.3 试验结果分析
• 3.3.1 有OFA 时炉内流场示踪试验结果
• 3.3.2 无OFA 时炉内流场示踪试验结果
• 3.4 本章小结
• 第4章 一次风与乏气风量配比对炉内空气动力场影响的试验研究
• 4.1 引言
• 4.2 试验内容及工况安排
• 4.3 试验结果分析
• 4.3.1 炉内流场试验结果分析
• 4.3.2 炉内无量纲速度分布试验结果分析
• 4.3.3 一次风与内二次风混合特性试验结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 拱下二次风风率对炉内空气动力场影响的试验研究
• 5.1 引言
• 5.2 试验内容及工况安排
• 5.3 试验结果分析
• 5.3.1 炉内流场试验结果分析
• 5.3.2 炉内无量纲速度分布试验结果分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢