摆动式燃烧机的试验研究

    本文介绍了摆动式生物质燃烧机短喷嘴结构冷态模拟试验结果,以殪中间工业试验和热态运行试验结果。研究了短喷嘴的气流特性、摆动燃烧对锅炉汽温的影响。  以及摆动式生物质燃烧机本身运行的特点与可靠性。同时对短喷嘴摆动式生物质燃烧机的某些结构设计提出了建议。

    一、前言

    锅炉燃烧设备采用摆动式生物质燃烧机切向燃烧,可以用于锅炉蒸汽温度调节,具有某些突出优点IIl。通常生物质燃烧机喷嘴上下摆动从。至+300,可以调节汽温约30---50。C左右。是一种可行的重要调温手段。某锅炉厂在为某电厂设计制造大型再热机组时,为了考核热力计算结果,控制炉膛出口烟温,探索再热蒸汽温度调节方法,选用了四角布置切向燃烧全摆动式生物质燃烧机。进行了摆动式生物质燃烧机的短喷嘴结构选型的冷态模拟试验,确定较佳结构尺寸。随后,又进行了中间试验生物质燃烧机的设计、制造和热态应用试验,以及高压发电机组锅炉产品摆动式生物质燃烧机的设计、制造、安装、调整和热态运行的试验研究,获得了圆满成功,取得了重要数据和经验,为大型再热机组的设计、制造和运行提供了必要的经验和资料。

    二、短喷嘴冷态试验

    为了摸素摆动式生物质燃烧机短喷嘴在摆动时气流的特点和喷嘴结构设计要领,进行了喷嘴的冷模试验研究,详细考察了喷嘴摆动时结构形式与特性尺寸对喷嘴出口气流的流场、流向、阻力、衰减、漏流等的影响。

    试验简况

    试验采用单相等温空气流和双相等温粒子流。使用发烟剂等作示踪剂并与火花摄影相比较,用测速探针测量流动场,并拍摄气流轨迹。

    试验设备如图1所示。喷嘴可上下摆25。,30。。

    试验主要数据与讨论

    1.喷嘴相对尺寸L/A的影响

    ①气流的偏离:

    喷嘴摆动时,气流突然被迫改向,速度分布发生变化,造成出口气流偏离AB。角。

    试验表明,当L]彳>1.0时,A,B很小;L/么越大,AB越小ILlA值很大时,AB趋于0。反之,当/lA<1.0时,AB较大IL/A越小,AB迅速加大。如图3所示。这时,喷嘴的锥角ai变化时,将出现相近的规律。

    4.隔板的影响

    试验发现,喷嘴内装设适当的水平隔板,可以改善喷嘴摆动时对于气流的导向性能,减小偏斜角A届。

    同时,隔板不仅具有良好的导向和扰动作用,而且又能提高喷嘴的结构刚性,相当于提高LlA结构参数值。

    如果隔板设置不良,隔板的作用将恰与上述相反。当风管内不设置导流隔板时,喷嘴内隔板的长度一般约为喷嘴长度L的1/2左右,如图11所示。否则,当喷嘴摆动较大角度时,过长的隔板将可能使出口气流产生严重分层和分配不均,以及引起喷嘴出口漩图11短隔板结构形式涡,破坏了期望的空气动力场。

    当风管内装设合适的隔板时,喷嘴内隔板可以适当加长,改善导向性,参见图12所示的一种结枸形式。

    图12长隔板结构形式

    5.喷嘴出口截面宽度B的影响

    试验表明,喷嘴宽度对摆动时的气流流动有复杂的影响。增大宽度,气流偏斜角加大。

    三、中间工业试验

    在某电厂130吨/时中压锅炉上,装设按冷模试验结果而设计试制的中间试验摆动式生物质燃烧机,分上下两组,喷嘴摆动±170。锅炉炉膛宽度7米,深6.7米,生物质燃烧机正四角布置,炉内假想切圆+800毫米。

    锅炉燃用混煤,挥发份Vr36.8~42.7%,水份Wy= 4.66~10.65%,灰份Ay= 25.1~37,6%,发热值QyD= 5408大

    23卡/公斤~3896大卡/公斤。配二套钢球磨,直吹式制粉系统,每套与一层喷嘴连接,带100%负荷。

    生物质燃烧机结构如图13所示,其中上层一组喷嘴模拟60万千瓦机组设计,具有一次风边缘风。喷嘴由耐热不锈钢焊制,各转动部分的间隙按摆动要求严格检验。控制系统由气电转换器、升压器等组成气电控制单元操纵气缸,通过一套联杆使喷嘴同步摆动,实现远方操作。

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