鄭州達(dá)冠生物質(zhì)燃燒機(jī)氣固流動(dòng)特性試驗(yàn)研究

時(shí)間：2020-01-05作者：鄭州達(dá)冠節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司瀏覽：130

水平濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī)氣固流動(dòng)特性試驗(yàn)研究
搞要：在水平濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī)的實(shí)際應(yīng)用中，生物質(zhì)燃燒機(jī)的分離性能主要受分離擋板數(shù)量及布置方式的影響。該文在一擋板對(duì)稱布置、一擋板不對(duì)稱布置、三擋板不對(duì)稱布置3種不同的方式下，通過(guò)調(diào)整生物質(zhì)燃燒機(jī)一次風(fēng)擋板角度，對(duì)3種布置方式下生物質(zhì)燃燒機(jī)的阻力特性、濃淡風(fēng)比及濃縮比進(jìn)行了研究，旨在確定一次風(fēng)擋板角度與分離擋板對(duì)生物質(zhì)燃燒機(jī)濃淡分離的影響，以便提高水平濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī)的性能。結(jié)果表明，生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板角度的調(diào)整對(duì)生物質(zhì)燃燒機(jī)的總體阻力特性影響很??；生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板偏轉(zhuǎn)對(duì)于生物質(zhì)燃燒機(jī)整體以及濃淡兩側(cè)的氣流速度都有一定的影響，
生物質(zhì)燃燒機(jī)的濃淡分離效果隨擋板偏角的增加而顯著增加，且三擋板非對(duì)稱布置的濃淡分離效果較好。
0  引言
    電力工業(yè)對(duì)煤燃燒的要求是高效、穩(wěn)燃、防結(jié)渣和低污染，這4點(diǎn)要求往往相互矛盾，而水平濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī)可以同時(shí)滿足這4方面的要求[1-3]。
    水平濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī)是針對(duì)直流生物質(zhì)燃燒機(jī)四角噴燃切圓燃燒式鍋爐開發(fā)研制的，通過(guò)在近噴口處的一次風(fēng)管道中加裝一可調(diào)整的水平擋板，利用煤粉與空氣的慣性差別，使一次風(fēng)煤粉氣流流經(jīng)擋板后在其下游水平兩側(cè)形成一側(cè)煤粉濃度高、另一側(cè)煤粉濃度低的狀況，濃側(cè)煤粉氣流使其面對(duì)向火側(cè)，形成內(nèi)切圓，淡側(cè)煤粉氣流處于背火測(cè)（靠近水冷壁）形成外切圓。濃一次風(fēng)煤粉氣流在向火側(cè)的著火區(qū)域形成了高溫、高濃度區(qū)域。煤粉濃度的提高，可以減少著火熱，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?，有利于穩(wěn)燃[4-7]。濃一次風(fēng)煤粉氣流著火后，淡一次風(fēng)煤粉氣流逐漸混入，符合“隨燃燒進(jìn)行供風(fēng)”的原則，有利于煤粉粒子的燃盡[8-10]。淡一次風(fēng)煤粉氣流在背犬側(cè)噴入，從而在爐膛水冷壁附近形成氧化性氣氛和較低的溫度環(huán)境，可防止結(jié)渣，還可以抑制爐膛受熱面的高溫腐蝕，又能有效控制NO。的生成、排放[11-12]。本文主要是?；沸掳l(fā)電有限責(zé)任公司01號(hào)鍋爐濃淡式生物質(zhì)燃燒機(jī)，研究調(diào)節(jié)擋板角度與調(diào)節(jié)擋板數(shù)量對(duì)于生物質(zhì)燃燒機(jī)濃淡分離效果的影響，主要研究參數(shù)為生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)阻力特性、生物質(zhì)燃燒機(jī)濃淡風(fēng)比、生物質(zhì)燃燒機(jī)濃縮比。
1  試驗(yàn)系統(tǒng)及方法
    將煤粉氣固兩相流原型試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)（圖1）中的螺旋給粉系統(tǒng)與旋風(fēng)分離系統(tǒng)聯(lián)結(jié)管路拆除，便可得到本次的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。試驗(yàn)中生物質(zhì)燃燒機(jī)有3種布置方式（圖2），本試驗(yàn)連接與阜新發(fā)電有限責(zé)任公司01號(hào)鍋爐生物質(zhì)燃燒機(jī)結(jié)構(gòu)相同，生物質(zhì)燃燒機(jī)與原型的比例為1：4，試驗(yàn)時(shí)，由風(fēng)機(jī)的開關(guān)與風(fēng)機(jī)風(fēng)門的開度控制一次風(fēng)的開關(guān)與一次風(fēng)風(fēng)速，由濃淡兩側(cè)布袋除塵器入口處風(fēng)門的開度來(lái)控制一次風(fēng)風(fēng)速的平衡。
    試驗(yàn)操作方法均是：先開啟一次風(fēng)，每次都將一次風(fēng)調(diào)整擋板歸零，調(diào)整一次風(fēng)風(fēng)速到預(yù)定風(fēng)速，分別調(diào)整一次風(fēng)擋板到100、200、300位置，給粉，并在0、100、200、300位置時(shí)測(cè)量一次風(fēng)風(fēng)速，以及濃淡兩側(cè)一次風(fēng)風(fēng)速，可得到生物質(zhì)燃燒機(jī)的阻力特性，保持工況4mm，停止給粉，停一次風(fēng)，接著測(cè)量濃淡兩側(cè)旋風(fēng)除塵器中粉塵的質(zhì)量，用以得到濃淡兩側(cè)的煤粉濃度，從而得到濃縮比。
2  結(jié)果分析及研究
2.1  生物質(zhì)燃燒機(jī)阻力特性
    阻力損失意味著能耗的增加和風(fēng)粉分配的不均，直接關(guān)系到鍋爐的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行，因此應(yīng)將阻力損失降到較小。
    圖3給出了3種不同布置方式的阻力特性，可以看出擋板對(duì)稱布置生物質(zhì)燃燒機(jī)在生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板偏角從00到100時(shí)風(fēng)速下降比較大，約下降8.2%左右，濃側(cè)風(fēng)速下降7.8%，淡側(cè)風(fēng)速下降8.7%，而在燃燒器擋板偏角從100到300時(shí)，變化很小，在1.5%左右，濃側(cè)風(fēng)速變化為2.7%，淡側(cè)為3.3%。由于在生物質(zhì)燃燒機(jī)淡側(cè)裝有固定葉片，因此在生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板無(wú)偏轉(zhuǎn)時(shí)，濃側(cè)風(fēng)速就比淡側(cè)風(fēng)速0.82m/s。
    一擋板不對(duì)稱布置生物質(zhì)燃燒機(jī)的擋板偏角在100以上時(shí)，由于生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致濃側(cè)一次風(fēng)流量增加，淡側(cè)一次風(fēng)流量降低，從而使?jié)鈵棚L(fēng)速上升而淡側(cè)風(fēng)速下降，對(duì)于風(fēng)速影響顯著。三擋板不對(duì)稱布置生物質(zhì)燃燒機(jī)，也因擋板偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致濃側(cè)一次風(fēng)流量增加，淡側(cè)一次風(fēng)流量降低從而使?jié)鈧?cè)風(fēng)速一直大于淡側(cè)風(fēng)速。
2.2生物質(zhì)燃燒機(jī)濃淡風(fēng)比
    由于濃淡兩側(cè)風(fēng)速的差異，生物質(zhì)燃燒機(jī)濃淡兩側(cè)流*11期
    圖4給出了生物質(zhì)燃燒機(jī)3種不同布置方式的濃淡風(fēng)比，可以看出擋板對(duì)稱布置生物質(zhì)燃燒機(jī)在生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板偏角在00時(shí)，濃淡風(fēng)比為1.054，偏角100時(shí)濃淡風(fēng)比上升到1.065，約上升1%，而在生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板偏角從100到200時(shí)，又下降到1，偏角300時(shí)回升到1.033，在生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板偏角200時(shí)濃淡風(fēng)比較小。
    一擋板不對(duì)稱布置生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板偏角在00時(shí)，濃淡風(fēng)比為1.015，偏角200時(shí)濃淡風(fēng)比上升到1.111，
    三擋板不對(duì)稱布置生物質(zhì)燃燒機(jī)濃淡風(fēng)比隨生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板偏角增加先上升后下降。擋板偏角在100與200之間時(shí)，濃淡風(fēng)比達(dá)到較大為1.06。
2.3生物質(zhì)燃燒機(jī)濃縮比
    濃縮比是水平濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)，隨著濃縮比的提高煤粉氣流的化學(xué)反應(yīng)速度將加快，其著火將比普通生物質(zhì)燃燒機(jī)提前。同時(shí)相同點(diǎn)的煤粉氣流的溫度水平將逐漸升高，因此從穩(wěn)燃的角度出發(fā)，應(yīng)該提高生物質(zhì)燃燒機(jī)的濃縮比。
    圖5給出了生物質(zhì)燃燒機(jī)3種不同布置方式的濃縮比，一擋板對(duì)稱布置的生物質(zhì)燃燒機(jī)在生物質(zhì)燃燒機(jī)入口煤粉濃度保持在0.368kg/m3的條件下，濃側(cè)煤粉濃度保持在0.446kg/m3的水平上，而淡側(cè)煤粉濃度保持在0.287kg/m3左右，濃縮比為1.56左右。同時(shí)濃側(cè)煤粉濃度隨擋板偏角增加有所下降，幅度為0.054kg/m3，淡側(cè)煤粉濃度隨擋板偏角增如有所上升。因此，濃縮比隨擋板偏角增加而下降，下降幅度為8.4%。
    除一擋板對(duì)稱布置生物質(zhì)燃燒機(jī)外，生物質(zhì)燃燒機(jī)濃縮比隨生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板偏角的增加而增大，相對(duì)來(lái)說(shuō)，三擋板非對(duì)稱布置生物質(zhì)燃燒機(jī)的濃淡分離效果較好，在生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板偏角300，濃縮比較大，可達(dá)3.516。
3結(jié)論
    水平濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī)的濃縮效果好壞對(duì)濃淡燃燒器至關(guān)重要。以目前已安裝于01號(hào)鍋爐上的水平濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī)為原型，按照1：4?；膬上嗔髂Ｐ瓦M(jìn)行了濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī)濃縮效果試驗(yàn)，得到如下結(jié)論：
    (1)生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板的調(diào)整對(duì)生物質(zhì)燃燒機(jī)的總體阻力特性影響很小。
    (2)由于生物質(zhì)燃燒機(jī)裝有固定濃縮擋板，因此，在生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板無(wú)偏轉(zhuǎn)的條件下，生物質(zhì)燃燒機(jī)也有一定的濃淡分離效果，即生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板無(wú)偏轉(zhuǎn)時(shí)的濃縮比大于1。生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板偏轉(zhuǎn)對(duì)于生物質(zhì)燃燒機(jī)整體以及濃淡兩側(cè)的氣流速度都有一定的影響，基本上隨生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板偏角增加，氣流速度下降。
    (3)生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板偏角的改變對(duì)淡側(cè)氣流速度影響大于濃側(cè)，除一擋板對(duì)稱布置生物質(zhì)燃燒機(jī)外，燃燒器的濃淡分離效果隨生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板偏角的增加而顯著增強(qiáng)，濃縮比增大。相財(cái)來(lái)說(shuō)，三擋板非對(duì)稱布置生物質(zhì)燃燒機(jī)的濃淡分離效果較好，在生物質(zhì)燃燒機(jī)擋板偏角300，濃縮比較大，可達(dá)3.516。


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