炉冷态空气动力场试验

1、NEPRI编 号： 密 级： 某发电公司1号锅炉冷态空气动力场试验方案东北电力科学研究院有限公司Northeast Electric Power Research Institute Co.,Ltd 2014年10月东北电力科学研究院有限公司项目负责人： 方案编写人： 所 长： 某发电公司审 核： 批 准： 某发电公司1号锅炉冷态空气动力场试验方案 NEPRI1 试验目的通过冷态空气动力场试验，了解和掌握燃烧器射流的流体动力特性、确定一、二、三次风的混合情况、燃烧器回流区的大小及变化情况等。2 试验原理根据相似原理，锅炉冷态空气动力场试验应遵守以下原则：2.1 几何相似由于冷态试验和热态运行是

2、同一台锅炉，因此满足几何相似条件。2.2 保证空气流动状态进入自模区锅炉稳定运行时，炉内的气流工况属于粘性流体不等温的稳定受迫运动，对流动过程起主要作用的是雷诺准则：，它表明了流体惯性力与粘性力的比值。在等温流动时，它决定了气流运动的阻力特性。所谓气流运动状态进入自模化区，是指当大于某定值后，惯性力起决定性因素，粘性力的影响可以忽略。对于旋流燃烧器1.8×105时即可进入自模化区。燃烧器冷态一、二、三次风喷口达到自模化区的最小风速按下式计算： （1）式中： 燃烧器喷口冷态自模化区的最小风速，m/s； 空气动力粘度，温度20时取为15.2×10-6m2/s； 雷诺数，取为1.

3、8×105； 一、二、三次风喷口当量直径，m。2.3 边界条件相似边界条件相似是指热态条件下通过燃烧器进入炉内的各股气流动量比与冷态条件下各股气流的动量比相等，遵循下式： （2）其中：冷态时一、二次风密度相等，即 。由于热态一、二次风温较高，静压对流体密度影响较小，可以忽略。则热态二次风的密度为： （3）考虑到煤粉浓度与空气之间的速度差的影响，热态一次风粉的密度为： （4）由此可以推导得出冷态试验的喷口风速比的计算公式，即： （5）其中： 煤粉相对于一次风气流的滞后系数，通常取为0.8； 一次风中煤粉的质量浓度，为0.596kg/kg。、设计热态工况喷口一、二次风温，；冷态燃烧器二次

4、风速为 （6） 冷态燃烧器三次风速为 （7）锅炉设计热态一次风温为66，二次风温、三次风温和燃尽风温均为318，热态一次风速为 =22.6m/s，二次风速为=13.9m/s，三次风速为=48.3m/s，燃尽风速为=48m/s，按公式（6）计算冷态时二次风速=9.8m/s，按公式（5）计算的冷态一次风速=25.5m/s，按公式（7）计算冷态时三次风速=34m/s，同理冷态时燃尽风速=34m/s。即当燃烧器喷口冷态一次风速为25.5m/s、二次风速为9.8m/s、三次风速为34m/s、燃尽风速为34m/s时，满足燃烧器冷、热态一、二、三次风及燃尽风动量比相等的原则，并且一、二、三次风及燃尽风也能保

5、证气流进入自模化状态。3 试验内容及方法3.1 一次风速调平在进行冷态模化试验前，分别对每台磨煤机出口各一次风管进行一次风速的测量，并通过调节可调缩孔来调整各一次风管的风速，使同一台磨煤机供粉的各燃烧器风粉分布均匀。用标准测速管测量每根一次风管内一次风动压、静压，并用经过校验的标准T型热电偶测量风温。通过下式计算一次风风速和风量。 m/s m3/h式中：测速管系数；风道截面积，m2；气流平均动压，Pa；气流密度，kg/m3；式中：标准状态下气体密度，kg/m3； 气体温度，；当地大气压，Pa；管内气体静压，Pa。管道风速偏差计算方法：式中：管道风速的偏差，%；风速最高(或最低)的第i根管风速，

6、m/s；各管风速的平均值，m/s。保持磨煤机通风量和温度不变，如各管内风速偏差过大，则根据测量结果对可调缩孔进行调节，将每台磨出口的一次风管风速控制在合理的范围内，直至<5%。3.2单个旋流燃烧器动力场试验利用冷态空气动力场测量器具(风车)，在距离燃烧器出口0.5D、1D、1.5D、2D、3D(D为燃烧器出口的标称直径)处，且与燃烧器轴线垂直的平面上布置多个薄片。按一定的方式投入燃烧器的一、二、三次风后，记录各薄片的串动方向，绘出射流的扩散角度和回流区情况。3.2.1变二次风旋流挡板试验（1）送、引风机和一次风机均投入运行。（2）分别控制需要的一、二、三次风速及燃尽风速。（3）保持一、二

7、、三次风速及燃尽风速不变，改变二次风旋流挡板开度，测量扩散角、回流区长度和直径，确定合理的扩散角和回流区大小，此时二次风旋流挡板开度最佳，并用热线风速仪测量燃烧器出口0.5D、1D、1.5D、2D和3D的风速。3.2.2变三次风旋流挡板试验（1）送、引风机和一次风机均投入运行。（2）分别控制需要的一、二、三次风速及燃尽风速，二次风旋流挡板开度保持在前面确定的最佳开度。（3）保持一、二、三次风速及燃尽风速不变，改变三次风旋流挡板开度，确定产生“飞边”时燃烧器的三次风旋流档板开度。用热线风速仪测量燃烧器出口0.5D、1D、1.5D、2D和3D的风速。（4）保持一、二、三次风速及燃尽风速不变，改变三

8、次风旋流挡板开度，确定无内回流区时燃烧器的三次风旋流档板开度。用热线风速仪测量燃烧器出口0.5D、1D、1.5D、2D和3D的风速。（5）保持一、二、三次风速及燃尽风速不变，改变三次风旋流挡板开度，测量扩散角、回流区长度和直径，确定合理的扩散角和回流区大小，此时三次风旋流挡板开度最佳，并用热线风速仪测量燃烧器出口0.5D、1D、1.5D、2D和3D的风速。3.2.3变一次风率试验（1）送、引风机和一次风机均投入运行，控制总风量不变。（2）将燃烧器二、三次风旋流档板调至最佳开度，分别控制需要的一、二、三次风速及燃尽风速。（3）保持总风量不变，改变一次风率，测量扩散角、回流区长度和直径，确定合理的

9、扩散角和回流区大小，用热线风速仪测量燃烧器出口0.5D、1D、1.5D、2D和3D的风速。4 试验条件及要求l 试验前送、引风机和一次风机均投入运行，吹扫炉膛及烟、风道12小时，以便将烟风道内的杂物清理干净。l 风烟系统及制粉系统各风门挡板开关灵活，电动远操及手动灵活，挡板开关方向及开度指示正确。l 控制室内所有风烟系统的热控及电气仪表经过检验并指示正确。l 安装照明，炉膛内铺设平台的位置距离燃烧器底部300400mm，四周距离水冷壁平面在150mm 左右，平台大小与炉膛横截面相当，便于试验人员在平台上进行测量工作。l 试验所需的测点全部安装完毕。l 试验期间要求各风机运行稳定。5 试验仪器靠

10、背管、U型管、乳胶管、风车、飘带、风速仪等。6 安全措施l 搭设试验平台，应牢固结实，并应安装好照明以保证试验人员的安全。l 从人孔门处进入炉膛搭设的架子合理、方便，能使炉膛内、外联系畅通。l 如果在炉内水冷壁至折焰角区域有焦块，应将其清除，以防止伤害试验人员。l 试验人员无权启停电厂的任何设备，应由电厂运行人员进行操作。l 所有试验人员进入现场必须穿工作服、工作鞋，戴安全帽，必要时戴防护镜和口罩。l 炉膛负压保持在-30-50Pa，避免过大或过小。l 风机不过电流。l 试验期间若出现事故，试验人员应停止试验，马上撤离现场，运行人员按照有关运行规程处理。东北电力科学研究院有限公司 锅炉技术研究

11、所第 5 页 共 6页申 明1. 本技术报告（包括复印件）未加盖本检测机构印章（或标识）一律无效。2. 本技术报告无相关人员签字批准无效。3. 本技术报告涂改无效。4. 本技术报告部分复制无效。5. 检测结果只与检测试验进行时的设备状态有关。6. 对本技术报告若有异议，应于报告收到之后近期向本检测机构提出，以便妥善处理。Northeast Electric Power Research Institute Co.,Ltd东北电力科学研究院有限公司Boiler Department锅炉技术研究所Address: No.39 Siping Street Heping District地址：沈阳市和平区四平街39号Postc