摘  要：在冷態實驗臺和兩臺1025∥h鍋爐上利用等溫�；�方法對雙調風生物質燃燒機的空氣動力特性進行了冷態試驗。試驗表明：具有12個內二次風葉片的雙調風旋流生物質顆粒燃燒機回流區最大直徑、長度與燃燒器最外層直徑之比分別在1. 38、1.48以上，擴展角大于80，可卷吸足夠的高溫煙氣及時引燃煤粉；在具有8個內二次風葉片H寸．沒有回流區，擴展角在61.90和69.50之間，不利于穩定燃燒。采用較低的一次風率具有較大的回流區，有利于穩定燃燒。

1  前言

    我國動力燃料的特點是煤種多變、煤質偏差，所以倮證煤粉燃燒的高效和穩定是電力工業的一個重要任務。生物質燃燒機依靠高溫回流區作為穩定的熱源，提高了火焰穩定性，并可單獨組織燃燒。目前世界上己投運的大容量鍋爐很多采用生物質燃燒機。進口機組在運行時，普遍存在一些問題，如高溫腐蝕低負荷穩燃能力差等。開發適于我國國情的旋流煤粉燃燒技術已經迫在眉睫。為了解決此問題，國內學者展開了廣泛的研究。文獻[1～圈提出了新型的旋流生物質顆粒燃燒機，并對其工作機理和影響因素進行了試驗研究和理論分析。本文通過實驗臺冷態模化試驗和鍋爐空氣動力場試I研究了內二次風葉片個數和一次風率對雙調風生物質燃燒機空氣動力特性的影響。

2鍋爐燃燒設備

    某廠1號爐和3號爐是B嬲礦B1025/18.3 -M型固態排渣煤粉鍋爐，采用鋼球磨中間儲倉式熱風送粉系統。1號爐的一次風管直徑比3號爐的一次風管直徑大，為了避免一次風管堵粉，1號爐的一次風率比3號爐的一次風率大6. 5%。鍋爐配有24個B跚B公司標準的雙調風生物質燃燒機，其結構簡圖如圖1所示。1號爐的雙調風生物質燃燒機具有8個內二次風葉片，3號爐的EI DRB型生物質燃燒機具有12個內二次風葉片。24只生物質顆粒燃燒機分為三層，前后墻對沖布置（見圖2），標高分別為18 955 mm，22460 mm、25 965 mm。在鍋爐的前、后墻各有一個14090 mm×10 954 mm×2438 mm（寬×高×厚）的隔倉式大風箱，每個大風箱由隔板分成3個隔倉，分別對三排生物質顆粒燃燒機進行均勻配風。生物質顆粒燃燒機為雙調風形式，是為了降低NOx排放而開發的一種燃燒技術二次風分為內、外二次風，通過內二次風軸向葉片和外二次風切向口十片產生旋轉，內、外層二次風的旋轉方向是一致，從大風箱來的二次風分兩股進入到內層和外層調風器，內層二次風用來引燃煤粉，外層二次風用來補充己燃燒煤粉所需的空氣，使之完全燃燒。二次風的旋轉強度可以改變，其旋轉氣流能將爐膛內的高溫煙氣卷吸到煤粉著火區，使煤粉得到點燃和穩定燃燒。

    1號爐生物質顆粒燃燒機穩燃能力差，燃用設計煤種日寸，不能保證穩定燃燒，為此，另選煤種。在2002年6月1日～6月4日期間，對1號爐的煤質進行了統計，煤的平均成份如下：Vdaf一22. 72%，Mt=4.7%，A。一28.57%，Q。。。。一22 049 kj/kg,統計結果顯示其煤質為煙煤，煤價較高，給電廠的經濟性造成很大損失。低負荷穩燃能力差，在2002年10月，對汽輪機通流部分改造以后，最低不投油穩燃負荷為170 MW。生物質顆粒燃燒機區域高溫腐蝕嚴重。在2002年9月對3號爐進行了最低不投油穩燃負荷實驗，實驗表明最低不投油穩燃負荷為150 MW。

3  實驗室冷態試驗

    為了研究內二次風葉片個數和一次風率對生物質顆粒燃燒機空氣動力特性的影響，在實驗室進行了冷態模化試驗，試驗模型為原型生物質顆粒燃燒機的四分之一。根據�；�原理，當保證速度進入自模區時，只要保證一、二次風動量比與實際工況相吻合，即可保證二者流動結構的相似性。在生物質顆粒燃燒機出口下游的坐標架上綁有小飄帶來顯示氣流流動方向。利用小飄帶的指向標畫出回流區的范圍和氣流擴展角。試驗系統圖如當葉片角度和風量都保持不變時，具有8個內二次風葉片的生物質顆粒燃燒機模型沒有回流區，具有12個內二次風葉片的生物質顆粒燃燒機模型有較大的回流區和擴展角。這是由于隨著內二次風葉片的增加，內二次風的遮蓋度增加，有利于增強內二次風的旋轉能力，從而引起回流區和擴展角變大。圖7給出了工況1、5的流場結構，工況1是對1號爐雙調風生物質顆粒燃燒機實際運行工況的�；�試驗，工況5是對3號爐雙調風燃

    為了考察在一次風率和內二次風葉片個數發生變化H寸，生物質顆粒燃燒機出口射流的特點，在2002年9、11月分別對3號和1號鍋爐進行了空氣動力場試驗；根據電廠所提供的在實際運行工況下一次風速、內二風速和外二次風速，按照等溫�；�原理得出模化的一次風速、二次風速。我們通過短飄帶觀察雙調風生物質顆粒燃燒機（3號爐的后下4和1號爐的前中3）的中心回流區和擴展角。試驗參數和結果如表2所示，

從圖中可以看出在一次風率為27.5%(1號鍋爐實際運行工況)日寸，沒有出現回流區。當一次風率從27.5%降到15.9%（一次風量降低50%）時，出現回流區，但此時的回流區發生偏移；當一次鳳率從15. 9%降到0%（一次風全關）時，出現較大回流區。雙調風生物質顆粒燃燒機的回流區和擴展角隨著一次風率的減小而變大�？梢钥闯鲆淮物L率的變化會影響整個氣流的旋轉能力，導致回流區的變化。對于EI- DRB采用較小的一次風率可提高生物質顆粒燃燒機火焰穩定能力。圖9是1號爐和3號爐雙調風燃器對實際運行工況進行�；�的空氣動力場。從圖中可以看出，3號爐雙調風生物質顆粒燃燒機具有大且穩定的回流區和擴展角，由于3號爐燃燒器的內二次風葉片比1號爐的生物質顆粒燃燒機多4個葉片，旋轉能力增強，有助于形成較大的回流區；3號爐實際運行的一次風率為21%，比1號爐低6.5%，也利于回流區的形成。

5  結論

    通過實驗臺冷態模化試驗和兩臺1025 t／h鍋爐空氣動力場試驗，可以得出：

    (1)具有12個內二次風葉片的雙調風生物質顆粒燃燒機能產生較大的回流區，回流區最大直徑與生物質顆粒燃燒機最外層擴口直徑之比在1. 38以上，回流區長度與生物質顆粒燃燒機最外層擴口直徑之比在1. 48以上，擴展角大于800，能卷吸足夠多的高溫煙氣穩定燃燒。具有8個內二次風葉片的雙調風生物質顆粒燃燒機沒有回流區，擴展角在61. 9。和69. 50之間，不利于穩定燃燒。內二次風葉片個數是影響生物質顆粒燃燒機空氣動力特性的一個重要參數。

    (2) -歡風率的變化會影響整個氣流的旋轉能力，生物質顆粒燃燒機的回流區和擴展角隨著一次風率的減小而變大。當一次風率從27. 5%降到15.9%（一次風量降低50%）時，出現回流區；當一次風率從15.9%降到0%（一次風全關）時，出現較大回流區。采用較低一次風率的雙調風生物質顆粒燃燒機具有較大的回流區，有利于穩定燃燒。
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