1锅炉冷态动力场试验

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1、“面对面，一切从交流开始”锅炉冷态动力场试验技术与方法简介2010年12月第一部分　炉内冷态模化及试验§1-1炉内模化及自模化区的确定§1-2炉内冷态模化原理§1-1炉内模化及自模化区的确定一、流动过程近似模化燃烧过程是一个复杂的物理化学过程，在目前理论水平和技术手段条件下尚无法进行准确模化。因此目前多采用流动过程的近似模化、局部模化技术来解决一些大型锅炉燃烧的技术问题。实践证明，通过冷模、冷炉试验来测量下列各项规律是行之有效的方法。1.锅炉燃烧系统的配风均匀程度，如旋流燃烧器的大风箱配风均匀性；四角燃烧

2、器各一、二、三次风系统配风均匀性，各风门挡板的调节特性等；2.燃烧系统及燃料器的阻力特性；燃烧器的流体动力特性；探索新型燃烧器的流动规律；一、二、三次风混合情况；旋流或直流燃烧器回流区的大小及流量变化情况；四角喷燃器的切圆大小等；3.三次风的作用、布置位置、角度和风速等。4.影响炉膛充满度的各种因素。5.探讨炉内结渣的空气动力原因。6.试验消除炉膛出口残余旋转的各种措施。7.摸索合理的运行方式，如低负荷运行方法；四角燃烧中缺角运行影响；停用个别旋流燃烧器的方式；8.探索新的燃烧方式、新的炉膛结构。二、自模

3、化区的概念冷态模化主要是对气流流动状态的模化，对流动过程起主要作用的是雷诺准则：它表明了流动惯性力和粘性力之比值。在等温流动时，它决定了气体流动的阻力特性，通常以欧拉准则来表明压力与惯性力的比值。在截面不变的情况下，阻力系数为欧拉准则的两倍。图１-1某典型锅炉的Eu=f(Re)曲线所谓进入自模化区，就是当Re大于某一定值后，Eu不再Re有关而保持一定值，即惯性力起决定性作用，而粘性力的影响可忽略不计，因此流体质点的运动轨道主要受惯性力的支配而不再受Re值影响。利用进入自模化区的特点进行试验有明显好处。（1

4、）只要模型中的Re数处于自模化区内就可以实现模型不与原型相等而保证流动状态相似，这样就给模型试验带来很大方便，不必用原型很高的Re值进行模化试验（锅炉容量越大，Re值越大）；所谓进入自模化区，就是当Re大于某一定值后，Eu不再Re有关而保持一定值，即惯性力起决定性作用，而粘性力的影响可忽略不计，因此流体质点的运动轨道主要受惯性力的支配而不再受Re值影响。利用进入自模化区的特点进行试验有明显好处。（1）只要模型中的Re数处于自模化区内就可以实现模型不与原型相等而保证流动状态相似，这样就给模型试验带来很大方便

5、，不必用原型很高的Re值进行模化试验（锅炉容量越大，Re值越大）；（2）使局部模化易于实现；（3）可使模化试验所需的风机容量和压头大为降低，使试验易于实现。那么锅炉冷态试验中进入自模化区的最低Re值为多少呢？此值与炉子结构布置有关，从国内外各炉试验资料来看炉内自模化区临界雷诺数Re均小于105（如下表），当设计锅炉冷模时，在缺乏试验数据情况下，可选用Re临=105，即认为Re=105时进入自模化区。炉子型式进入自模化区的临界Relj数值1旋风炉（3.1～4.1）×1042U型炉膛4.5×1043四角布置燃

6、烧器一次风1.48×104周界风4.8×104二次风7.5×1044单层四角布置燃烧器炉膛（2～6）×1045多层四角布置燃烧器炉膛7.5×1046前墙布置旋流燃烧器炉膛4.4×1047旋流燃烧器蜗壳式0.9×105叶片式1.8×105§1-2炉内冷态模化原理一、冷态模化原理1、冷态模化的概念冷态模化是指采用冷模或冷炉试验方法模拟没有燃烧升温状态下的炉内流动情况。当然冷态模化与炉内实际热态情况是有差别的，只对燃烧器出口附近着火阶段前较为符合，因而只能近似模化炉内气流的运动工况。2、冷态模化原则①模型与实物

7、需几何相似；②保持气流运动状态进入自模化区；③边界条件相似。3、边界条件相似考虑到影响炉内流动工况最主要的参数是动量，因此保持模型和实物之间的动量比相等是十分必要的。若以角标O，M分别表示实物和模型；角标1、2、3分别代表一、二、三次风；f、w、ρ、m分别代表喷口面积、平均速度、密度及质量流量，例如mp即为煤粉的喷出质量流量，则模型和实物一、二次风动量比可写成：第二部分　煤粉炉冷态空气动力场试验§2-1概述㈠空气动力场炉膛空间气流运动方向和速度的分布㈡试验对象：新安装投运炉；大修后的锅炉㈢主要目的：直观检

8、查炉内气流的分布、扩散、扰动、混合情况，判断气流工况是否良好。注：炉膛运行的可靠性和经济性，在很大程度上取决于空气动力工况（即风、粉、烟的流动情况）切圆燃烧方式㈣工况良好的主要表现：⑴火焰中心适中，无冲刷贴墙现象；⑵风粉分布均匀，扩散混合良好；⑶烟气对煤粉加热良好，有利于着火稳定⑷火焰充满好，无死滞旋涡区。㈤基本原则使冷态试验结果与热态气流工况尽量接近。需满足的条件：⑴几何相似—试验设备与实际设备的结构相同，尺寸成比例；一般电