周向濃淡旋流燃燒器空氣動力場的試驗研究及數(shù)值模擬.pdf

1、哈爾濱鍋爐廠引進(jìn)英國MBEL公司(英巴)公司技術(shù)的周向濃淡旋流燃燒器，前后墻對沖布置。在鍋爐實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)了燃燒器附近水冷壁結(jié)渣的問題。針對這個問題，結(jié)合周向濃淡旋流燃燒器的工作原理，從試驗和數(shù)值模擬兩方面分析產(chǎn)生這些問題的可能原因，建立冷態(tài)模化試驗臺，通過試驗和數(shù)值模擬的研究，力求尋找可行性方案。
　　在對周向濃淡旋流燃燒器空氣動力場試驗結(jié)果中可以看出，中心回流區(qū)分布均不對稱，原燃燒器模型當(dāng)燃燒器中心風(fēng)率為設(shè)計值時，中心回流區(qū)起

2、始于燃燒器噴口內(nèi)，在一次風(fēng)與內(nèi)二次風(fēng)噴口延長線之間，煤粉易在燃燒器預(yù)混段內(nèi)著火燃燒。原燃燒器模型一次風(fēng)與二次風(fēng)混和過早，造成攜帶煤粉的一次風(fēng)被旋轉(zhuǎn)的中心風(fēng)和二次風(fēng)帶動旋轉(zhuǎn)，在經(jīng)過預(yù)混段后進(jìn)入爐膛，易被甩到水冷壁上，造成燃燒器噴口及周圍水冷壁的結(jié)渣。試驗中射流擴(kuò)展角最大為90°，乙二醇煙霧示蹤試驗表明各結(jié)構(gòu)的外二次風(fēng)擴(kuò)展角差別不大，均在60°左右，不存在氣流飛邊的現(xiàn)象。將內(nèi)二次風(fēng)噴口向爐內(nèi)推進(jìn)使得中心回流區(qū)逐漸變小，當(dāng)推進(jìn)至外二次風(fēng)擴(kuò)口后

3、端時中心回流區(qū)最小，中心回流區(qū)減小則卷吸的高溫?zé)煔饬恳蚕鄳?yīng)減小，有利于減少燃燒器噴口結(jié)渣。
　　從周向濃淡旋流燃燒器空氣動力場模擬結(jié)果中可以得出，通過中心線回流區(qū)分布不對稱的原因是一次風(fēng)與燃燒器中心線偏離一定距離切向進(jìn)入，切向速度沿圓周方向分布不對稱，導(dǎo)致整個流場的分布不對稱，從而產(chǎn)生了中心回流區(qū)分布不對稱這一現(xiàn)象。從原型燃燒器噴口處軸向、切向、徑向速度分析可知，原型燃燒器噴口結(jié)渣的原因同樣是一次風(fēng)在旋轉(zhuǎn)的中心風(fēng)和內(nèi)二次風(fēng)的帶動下

4、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動并不斷向噴口四周擴(kuò)散，造成一次風(fēng)攜帶的顆粒被甩到燃燒器噴口和水冷壁上，從而造成結(jié)渣。切向速度差別不大，原型燃燒器模擬的結(jié)構(gòu)軸向速度衰減的最快，徑向速度最大，最容易結(jié)渣，而將內(nèi)二次風(fēng)噴口向爐內(nèi)推進(jìn),徑向速度的絕對值最小，有利于減少結(jié)渣，但是不能根除結(jié)渣，模擬中同樣發(fā)現(xiàn)不存在氣流飛邊的現(xiàn)象。
　　周向濃淡旋流燃燒器空氣動力場試驗和模擬結(jié)果分析，找到了燃燒器附近水冷壁結(jié)渣的部分原因，并提出了解決方案，在工程實(shí)踐中具有一定的指導(dǎo)意