煤粉炉冷态空气动力场试验课件

切圆燃烧方式切圆燃烧方式W W火焰燃烧方式火焰燃烧方式17m6m18m25m29m58.2m47m21m907817678宽17340工况良好的主要表现：工况良好的主要表现：火焰中心适中，无冲刷贴墙现象；火焰中心适中，无冲刷贴墙现象；风粉分布均匀，扩散混合良好；风粉分布均匀，扩散混合良好；烟气对煤粉加热良好，有利于着火稳定烟气对煤粉加热良好，有利于着火稳定 火焰充满好，无死滞旋涡区。火焰充满好，无死滞旋涡区。基本原则基本原则 使冷态试验结果与热态气流工况尽量接近。使冷态试验结果与热态气流工况尽量接近。需满足的条件：需满足的条件：几何相似几何相似试验设备与实际设备的结构相同，试验设备与实际设备的结构相同，尺寸成比例；尺寸成比例；一般电厂均在实际锅炉上进行试验，自然满足几一般电厂均在实际锅炉上进行试验，自然满足几何相似。何相似。流动相似流动相似试验时的流动状态与热态时相似试验时的流动状态与热态时相似 要求：冷态时的要求：冷态时的Re数数=热态的平均热态的平均Re数数或：冷态或：冷态Re数大于流动自模化区的界限数大于流动自模化区的界限Re数数说明：说明：流动状态主要用流动状态主要用Re数来表征数来表征 Re=wd/(运动粘度运动粘度)=惯性力惯性力/粘性力粘性力 自模化区当自模化区当Re数大于一定值后，流体数大于一定值后，流体惯性力远大于粘性力，流动图形不随惯性力远大于粘性力，流动图形不随Re数数的增加而变化的流动状态。（此时，随的增加而变化的流动状态。（此时，随Re数增加，只有空间各点速度绝对值成比例数增加，只有空间各点速度绝对值成比例增加，而速度场图形不再变化）增加，而速度场图形不再变化）一般炉膛，界限一般炉膛，界限Re数数104。边界相似（入口条件相似）边界相似（入口条件相似）使火嘴的风量分配方式与热态相似。使火嘴的风量分配方式与热态相似。故要求各喷口射流：故要求各喷口射流：冷、热态动量相等冷、热态动量相等 因冷态时因冷态时1K中无煤粉，为保持动量相等，中无煤粉，为保持动量相等，则则1K风量应适当加大）风量应适当加大）冷、热态动量比相等冷、热态动量比相等 冷热态的冷热态的Re数相等。数相等。2.试验前的准备试验前的准备 技术准备技术准备按设计风速和风温，计算各射流的动量；按设计风速和风温，计算各射流的动量；根据相似原则，确定试验所需风速；根据相似原则，确定试验所需风速；计算试验所需风量，调整和控制风量，计算试验所需风量，调整和控制风量，使其满足计算要求；使其满足计算要求；安装测点安装测点安装位置：冷风、热风、再循环风、安装位置：冷风、热风、再循环风、1K、2K、3K等管道；等管道；检查和校正燃烧器检查和校正燃烧器 结构完好程度、尺寸、标高、安装角度结构完好程度、尺寸、标高、安装角度 应符合设计要求应符合设计要求 风门档板开度和严密性风门档板开度和严密性 实际开度与指示开度应一致；实际开度与指示开度应一致；风压表计的正确性。风压表计的正确性。对风烟道进行冷态标定对风烟道进行冷态标定 用标准测速管（皮托管）和笛形管分别用标准测速管（皮托管）和笛形管分别测量流速，对结果进行比较，求得标定系测量流速，对结果进行比较，求得标定系数（计算风量用的修正系数）数（计算风量用的修正系数）其它其它 通风吹扫通风吹扫12小时，保持受热面清洁；小时，保持受热面清洁；搭设脚手架，用于观测搭设脚手架，用于观测(尽量不影响气尽量不影响气流的流动流的流动)；安装照明、观察、测量、照相或摄像设安装照明、观察、测量、照相或摄像设备。备。3.观测方法观测方法 飘带法飘带法 在燃烧器喷口上系长飘带，观察气流情况刚度、在燃烧器喷口上系长飘带，观察气流情况刚度、贴墙、切圆位置等；贴墙、切圆位置等；在火嘴出口或上方适当距离的横截面上，拉数层在火嘴出口或上方适当距离的横截面上，拉数层铁丝网络，扎上短飘带，观察截面上的气流方向和铁丝网络，扎上短飘带，观察截面上的气流方向和速度分布。速度分布。特点：特点：飘带过长时容易打绞，既影响观察，又飘带过长时容易打绞，既影响观察，又会带来指示偏差；会带来指示偏差；在弱风区飘带的敏感性差飘带有一定强度，风在弱风区飘带的敏感性差飘带有一定强度，风速低时不易飘动；速低时不易飘动；观察记录工作量大，不适宜大尺寸炉膛，仅用于观察记录工作量大，不适宜大尺寸炉膛，仅用于中小容量炉。中小容量炉。烟花法烟花法 在各次风管距出口在各次风管距出口2米左右处，安放烟花示踪剂；米左右处，安放烟花示踪剂；示踪剂在风管中与风混合充满喷口，依靠风的引示踪剂在风管中与风混合充满喷口，依靠风的引射进入炉膛；射进入炉膛；火花的产生用钢管做成类似注射器结构，筒内火花的产生用钢管做成类似注射器结构，筒内填锯末，置于火上烘烤至阴燃状态；将注射器插入填锯末，置于火上烘烤至阴燃状态；将注射器插入风道上的开孔，将阴燃的锯末徐徐推进，即形成火风道上的开孔，将阴燃的锯末徐徐推进，即形成火花流束。花流束。特点：特点：火花的寿命较短，仅能观察出口气流，对大炉膛火花的寿命较短，仅能观察出口气流，对大炉膛不易观察炉内气流轨迹；不易观察炉内气流轨迹；在示踪摄像相片中，不易将射流与回流区分清楚在示踪摄像相片中，不易将射流与回流区分清楚测量法测量法 用测速仪测量各点射流速度和方向用测速仪测量各点射流速度和方向 测速仪：测速仪：喷口出口平面气流喷口出口平面气流 速度探针、皮托管、旋杯式风速仪；速度探针、皮托管、旋杯式风速仪；炉膛空间气流炉膛空间气流 热球风速仪、热线风速仪（可测范围热球风速仪、热线风速仪（可测范围0.0510m/s，可用于测量弱风区），可用于测量弱风区）磁电高频风速仪（适宜高风速区，如喷磁电高频风速仪（适宜高风速区，如喷口出口处）；口出口处）；测点选择测点选择 沿炉膛截面对称十沿炉膛截面对称十字形布置测点，字形布置测点，测气流各向速度，测气流各向速度，然后按比例画风然后按比例画风速图（玫瑰图），速图（玫瑰图），连接最大切向速连接最大切向速度所在位置，即度所在位置，即得实际切圆直径；得实际切圆直径；测量法可给出较准确的数量分布，但不够测量法可给出较准确的数量分布，但不够直观。直观。4.观测要点观测要点 旋流燃烧器旋流燃烧器 射流形式开式或闭式；射流形式开式或闭式；射流特性扩散角大小、回流区尺寸及射流特性扩散角大小、回流区尺寸及回流速度；回流速度；射流旋转强度及速度分布；射流旋转强度及速度分布；1K与与2K的混合特性的混合特性混合点位置及混混合点位置及混合时的强度；合时的强度；调节有关部件后，对上述特性的影响。调节有关部件后，对上述特性的影响。直流燃烧器直流燃烧器 射流特性射程、速度衰减情况（沿轴射流特性射程、速度衰减情况（沿轴线的速度变化）；线的速度变化）；射流偏斜情况偏离几何中心情况射流偏斜情况偏离几何中心情况 切圆大小及所在位置；切圆大小及所在位置；1K与与2K的混合特性；的混合特性；调节倾角后的影响混合与偏斜情况。调节倾角后的影响混合与偏斜情况。炉膛气流流动情况炉膛气流流动情况 气流充满程度；气流充满程度；偏斜和刷墙情况；偏斜和刷墙情况；速度分布均匀程度；速度分布均匀程度；气流之间相互干扰情况气流之间相互干扰情况 1K与与2K之间；之间；3K对对1K和和2K的影响等。的影响等。五、流化床炉冷态试验五、流化床炉冷态试验 1.1.试验前的检查与准备试验前的检查与准备 检查：检查：炉膛、分离器、返料系统、风室、风板炉膛、分离器、返料系统、风室、风板和风帽、返料口、落煤口、放渣管、风和风帽、返料口、落煤口、放渣管、风门档板等，清理干净无杂物；门档板等，清理干净无杂物；准备：准备：准备仪表准备仪表 风量表、风压表、差压计、动压测量装风量表、风压表、差压计、动压测量装置等，仪表齐全，性能完好，安装正确；置等，仪表齐全，性能完好，安装正确；流化床锅炉流化床锅炉结构示意结构示意煤煤粒粒返料风返料风石石灰灰石石一次风一次风二次风二次风流化床锅炉流化床锅炉结构图结构图准备底料准备底料 用用炉渣或溢流渣，粒度与运行床料相炉渣或溢流渣，粒度与运行床料相近，保持干燥；近，保持干燥；准备试验材料记录表格、纸笔、仪表准备试验材料记录表格、纸笔、仪表用材（酒精、水或水银）；用材（酒精、水或水银）；进行风门档板检查位置、方向、操作进行风门档板检查位置、方向、操作灵活性和正确性；灵活性和正确性；检查炉墙严密性，消除漏风；检查炉墙严密性，消除漏风；进行风机试转检查转动方向、轴承温进行风机试转检查转动方向、轴承温度和振动、电机电流等。度和振动、电机电流等。2.风量核定试验风量核定试验 任务任务:核定现场风量表和通风能力核定现场风量表和通风能力,了解引、送风了解引、送风机的风量和风压能否满足燃烧需要；机的风量和风压能否满足燃烧需要；方法方法 在在空空板板（无无料料层层）状状态态下下，启启动动引引、送送风风机进行通风；机进行通风；保保持持炉炉膛膛负负压压为为2030Pa，逐逐步步提提高高风风机机转转速速，观观察察风风室室静静压压、风风机机电电流流及及风风门门开开度度指指示示器器的的变变化化，以以判判断断风风机机的的出出力力是是否否符符合合铭牌参数；铭牌参数；测量并计算实际风量，核对风量表指示测量并计算实际风量，核对风量表指示 指示是否正确，最大风量是否足够指示是否正确，最大风量是否足够3.3.空板阻力特性试验空板阻力特性试验目目的的：确确定定一一次次风风量量与与布布风风板板阻阻力力之之间间的关系的关系方法方法:在空板在空板(无料层无料层)状态下，启动引风机和状态下，启动引风机和一次风机，维持炉膛负压为一次风机，维持炉膛负压为2030Pa（或二次风口负压为零，此时风室静压即（或二次风口负压为零，此时风室静压即为空板压降）；为空板压降）；空板阻力特性试验空板阻力特性试验逐渐升高一次风机转速，测定在不同一逐渐升高一次风机转速，测定在不同一次风流量下的风室静压；次风流量下的风室静压；逐渐降低一次风机转速，测定在不同一逐渐降低一次风机转速，测定在不同一次风流量下的风室静压；次风流量下的风室静压；取上行（升高）与下行（降低）时的流取上行（升高）与下行（降低）时的流量和风室静压的平均值，绘制空板阻力量和风室静压的平均值，绘制空板阻力特性曲线特性曲线Pk=f(Q)。空板阻力特性曲线空板阻力特性曲线4.布风均匀性检查布风均匀性检查 目的：目的：检查布风板的配风是否均匀，流化时有无检查布风板的配风是否均匀，流化时有无死料层死料层方法方法 加加入入料料层层约约500mm，启启动动引引风风机机和和一一次次风风机机，维持炉膛负压为维持炉膛负压为2030Pa；逐逐渐渐提提高高一一次次风风机机转转速速，使使风风量量超超过过临临界界沸沸腾腾风量，底料处于良好沸腾状态；风量，底料处于良好沸腾状态；逐逐渐渐降降低低一一次次风风机机转转速速，在在一一次次风风机机转转速速低低于于10Hz（20%额额定定风风量量）时时，停停止止一一次次风风机机和和引引风风机运行。机运行。打开炉门，观察静止料层表面的平整度。打开炉门，观察静止料层表面的平整度。5.料层阻力特性试验料层阻力特性试验 目的：测定一次风量与料层差压的关系，目的：测定一次风量与料层差压的关系，确定临界流化点（从固定床转变为流化床确定临界流化点（从固定床转变为流化床的转折点）。的转折点）。方法：方法：在布风板上放上不同厚度（取在布风板上放上不同厚度（取300300、400400、500500毫米）的料层，按空板阻力特性试验的毫米）的料层，按空板阻力特性试验的方法，分别测定不同厚度的料层加空板的方法，分别测定不同厚度的料层加空板的总阻力特性总阻力特性PZ=f(Q)，进而得出不同厚度进而得出不同厚度的料层阻力特性的料层阻力特性PL=f(Q)。根据料层阻力的变化特性，确定冷态下的临根据料层阻力的变化特性，确定冷态下的临界点位置。界点位置。空板空板+料层总压降特性料层总压降特性料层压降特性料层压降特性说明：说明：对宽筛分床料，不存在明显的拐点，可对宽筛分床料，不存在明显的拐点，可用对应流态化与固定床的两条特性曲线用对应流态化与固定床的两条特性曲线的切线的交点作为拐点。的切线的交点作为拐点。热态风量大于冷态风量，故热态临界流热态风量大于冷态风量，故热态临界流化风速小于冷态临界风速化风速小于冷态临界风速；实际运行风速应大于临界风速，以保证实际运行风速应大于临界风速，以保证床料中大颗粒也完全流化；床料中大颗粒也完全流化；在负荷降低时，应保证实际流速大于临在负荷降低时，应保证实际流速大于临界流速界流速，否则会造成流化不良而结渣。，否则会造成流化不良而结渣。6.返料风调整试验返料风调整试验 目的：调整返料器供风量，使返料器工作正常目的：调整返料器供风量，使返料器工作正常方法一：方法一：在在布布风风板板上上铺铺上上粒粒径径1毫毫米米以以下下、厚厚度度约约为为300500毫米的细灰；毫米的细灰；启启动动引引、送送风风机机，将将风风量量开开至至最最大大，运运行行10分分钟钟左右；左右；调调整整通通风风量量，使使炉炉膛膛保保持持负负压压；打打开开炉炉门门，开开启启返返料料风风，观观察察返返料料情情况况；通通过过适适当当调调整整返返料料风风大大小小，使使返返料料又又多多又又均均匀匀；然然后后记记录录下下此此时时返返料料风风的的风风量量和风压；和风压；如发现返料不通畅时，应检查分离器、料腿及返如发现返料不通畅时，应检查分离器、料腿及返料器是否堵塞，返料风是否开启，必要时应调整返料器是否堵塞，返料风是否开启，必要时应调整返料风的送风位置，再进行试验，直至满意为止。料风的送风位置，再进行试验，直至满意为止。方法二：方法二：在返料器的立管上设置一加灰漏斗，在试验在返料器的立管上设置一加灰漏斗，在试验前加入前加入0 01 1mm细灰，使返料阀充满细灰；细灰，使返料阀充满细灰；缓缓慢慢开开启启返返料料风风，同同时时观观察察炉炉膛膛返返料料口口，当当有有细细灰灰开开始始流流入入炉炉膛膛时时，记记录录返返料料器器启启动动风风量量、风室静压及风门开度；风室静压及风门开度；继继续续开开大大返返料料风风量量，使使返返料料增增多多，同同时时记记录录相应的风门开度；相应的风门开度；注注意意连连续续向向漏漏斗斗中中加加入入细细灰灰，以以保保持持立立管管中中的料柱高度；的料柱高度；通过称量加入漏斗的细灰量和记录试验时间，通过称量加入漏斗的细灰量和记录试验时间，可确定单位时间内的返料流量。可确定单位时间内的返料流量。课堂作业课堂作业35.煤粉炉冷态空气动力场试验的主要观测煤粉炉冷态空气动力场试验的主要观测内容有哪些内容有哪些?6.如何通过试验确定流化床锅炉的临界风如何通过试验确定流化床锅炉的临界风量量?