生物質顆粒燃燒機切向燃燒中側邊風的研究術
側邊風是切園布置直流式生物質燃燒機中的一種輔助風．作為一股高速射流，它對一次風氣流起支撐作用，以防止爐壁結渣現象的發生，本文介紹了裝有側邊風生物質燃燒機的模型試驗結果，并采用改進的冷熱態相似計算方法推算了在熱態設計工況下生物質燃燒機出口段的濃度分布和溫度分布．
1．前 言
直流式生物質顆粒燃燒機配切園布置爐膛是目前國內外廣泛采用的鍋爐燃燒方式． 尤其在國內，大中型電站鍋爐在燃用劣質煤時幾乎都采用這種設計．由于劣質煤的揮發份含量低，灰分高，所以著火不穩和燃燒區域爐膛壁面結渣是經常遇到的兩個問題．為此有關方面做了大量努力，提出許多改進方案，側邊風即其中之一．側邊風是一股輔助風，它的風量約占整個二次風的7%，風速與二次風速相同．它布置在一次風口的背火一側，其目的是作為一股高速氣流從背后對一次風進行支撐，這樣既有助于防止爐膛壁面結渣，同時又不影響一次風氣流從向火面卷吸熱煙氣來滿足煤粉著火的需要．電廠實踐已表朗它具有較好的效果．原設計中側邊風口高度與一次風口的總體高度相同，這樣造成因寬度小而自身的抗偏轉能力不強，再則由于側邊風將一次風的背火面全部擋住，影響了著火穩定性．于是設想：是否可以在保持側邊風口截面積不變的條件下，壓縮風口的高寬比．這時因寬度增加可以使自身抗偏轉能力提高，還因高度的減少而增加了一次風與熱爐煙之間的接觸面，對一次風的穩定著火及抵抗偏轉都是有利的．本文目的是通過實驗方法來證實這一設想，在一個直流式生物質燃燒機模型試驗臺上，采用正交試驗法求出一次風混合與偏轉特性跟側邊風各個參數之間的關系，并確定各個因素影響的大小．
2． 試驗系統及方法
試驗模擬的原型選用上海鍋爐廠400噸／時鍋爐直流式生物質燃燒機．模型與原型完全幾何相似，比例為1:5.系統與測點參見圖1．沖擊氣流是為考察一次風氣流抗偏轉能力而專門設置的一股外加沖力．試驗主要包括兩部分內容，一是在著火區域內一次風與側邊風混合場的測定．二是在沖擊氣流作用下一次風軸線偏轉軌跡的測定．混合場采用剩余溫度法測定．在著火區參加混合的有三種不同的氣體：一次風，側邊風及環境大氣．為了求得混合區被測點的一次風濃度，側邊風濃度及環境大氣濃度這三個未知量，除了質量守恒方程式外，還需建立兩個熱平衡方程式，使方程組封閉有定解．因此要求每個工況在保持動力參數不變的條件下調整兩次加熱溫度進行測量．測定一次風氣流軸線的偏轉軌跡，目的在于從數量上考察一次風的抗彎性能．本試驗采用溫度近似法測量混合偏轉氣流的軸心線位置．每次工況中求得一次風氣流在12個方向上軸心線位置之后，便可繪出氣流的平均斜率．
3． 生物質顆粒燃燒機出口區濃度分布
為了對原設計工況一F側邊風與一次風的混合有清楚的了解，以及對本試驗所采用的方法進行必要的檢驗，首先測定了一次風出口區域的濃度場．工況選用原設計參數，測量截面選擇在A-A截面上．濃度場以一次風濃度z．，側邊風濃度z：，環境大氣濃度T，的分布來表示．共測量了J-IV四個方向60點．測定結果詳見圖3中．
如果采用模擬計算方法將上述冷模試驗結果推算到熱態工況下的濃度分布及溫度分布，無疑對生物質燃燒機設計具有重要意義．文獻【2】在這方面進行了嘗試，本文引用了[2]推薦的方法，并作了適當的修改．在模型試驗中保證了(1)模型與實型完全幾何相似；(2)模型與實型的側邊風與一次風動壓頭之比相等．設這時冷態與熱態的動量流密度p“2與流量密度p“f具有相同的分布，
4.側邊風結構特性試驗
特性試驗中始終保持一次風為定值，改變：(1)側邊風出口的高寬尺寸比Ⅳ；(2)側邊風出口與一次風出口間距的無因次量AS/B；(3)側邊風與一次風的出口動壓頭之比M．每個因素變化四個水平，按正交設計法編排16個工況．試驗結果整理成圖5形式．濃度場指標玩，氣流偏轉指標是平均斜率露．從穩定著火及防止結渣角度考慮，希望磊值盡可能高，霞值盡可能低，分析比較后選用Ⅳ=2，As/B一0.6，M一4.8三個合理參數綜合成一個推薦工況，結果以冰標注在圖5上，比較推薦工況和原設計工況后發現，霸即混合區卷吸熱煙氣的平均重量比例，
5．結 論
為J，確定側邊風在混合及偏轉過程中的作用，成功地進行了三因素四水平16工況的正交試驗．結果展示了一次風的混合與偏轉隨側邊風口高寬比，風口間隔，兩股風的速比這三因素變化的規律.F檢驗表明，對提高一次風與側邊風混合邊界層的溫度水平，側邊風口高寬比的影響特別顯著，風口間隔的影響不大，而兩股風的速比幾乎沒有什么影響．對改善一次風偏轉，風速比的作用為顯著，其次是側邊風口高寬比，而兩風口間隔的影響較小，
試驗結合相似理論計算的方法對燃燒設備的設計具有重要意義，它能夠簡便，及時推算一種新型生物質燃燒機在熱狀態下著火區域的溫度場與濃度場，問題在于目前尚缺乏熱態數據對現有計算結果作校驗與修正，為此，有必要開展這方面工作，積累必要的資料與數據，使之逐步得以完善．
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