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燃尽风对W型火焰炉炉内气固流动影响的试验研究

作　者: 李世龙
导　师: 赵广播
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 热能工程
关键词: 燃尽风射流倾角射流深度喷口结构直流旋流
分类号: TK229
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

W型火焰锅炉采用长火焰、分级送风、煤粉浓缩等技术手段,适于燃烧无烟煤等劣质燃料,是燃烧无烟煤及贫煤的首选炉型。针对此类锅炉普遍存在NOx排放量超标问题,对至今技术最成熟、应用最广泛的降低NOx手段的燃尽风技术研究是十分必要的。为研究燃尽风对炉内拱下流场的气固两相流动特性的影响;燃尽风不同射流倾角及不同喷口结构对上炉膛燃尽区流动特性的影响,本文根据相似模化原理,设计并建立了气固两相试验系统,采用三维激光颗粒动态分析仪对W型火焰炉拱下炉膛和上炉膛燃尽区的流场分别进行了测量。采用燃尽风技术后,无论二次风下倾与否,拱下炉膛的流场总体没有本质性的变化,一次风依然能形成稳定的W形。加装燃尽风的情况下,一次风竖直速度衰减慢,一次风射流的穿透深度也增加,W形火焰中心下移,煤粉驻留炉膛的时间变长,这将有利于煤粉的燃尽。当燃尽风风率为30%时,射流倾角分别为0°、15°、30°和45°,水平射流都能冲击到炉膛中部,这样可以保证燃尽风射流沿炉膛水平方向与烟气充分混合;燃尽风喷口射流倾角越大,射流与炉膛中部煤粉气流的混合点越低,这将有利于延长这部分区域煤粉颗粒富氧燃烧的时间。但当下倾角度大到一定程度时,竖直射流深度变化不大,而水平方向分速度过小,因而射流可能无法达到炉膛中部,因此,推荐燃尽风射流倾角为30°。燃尽风喷口结构为内直流、外旋流时,扩散效果很好,相邻燃尽风喷口之间不存在扩散不到的区域。而完全直流结构扩散效果很弱,相邻燃尽风喷口之间存在扩散不到的区域,建议使用内直流、外旋流的燃尽风喷口结构。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-17
  1.1 课题背景  8-11
  1.2 NO_x排放的控制技术  11-13
    1.2.1 NO_x的形成机理  11
    1.2.2 NO_x排放的控制方法  11-13
  1.3 燃尽风技术简介  13-14
    1.3.1 燃尽风降低NO_x的原理  13-14
    1.3.2 燃尽风喷口的结构  14
  1.4 国内外在该方向的研究现状及分析  14-16
  1.5 课题研究的意义和主要内容  16
  1.6 本章小结  16-17
第2章 W型火焰锅炉气固两相试验系统及测试方法  17-30
  2.1 气固两相试验台本体  17-22
    2.1.1 近似模化  19
    2.1.2 试验台本体  19-22
  2.2 PDA测量系统及原理  22-26
    2.2.1 PDA测量系统  22-23
    2.2.2 PDA测量原理  23-26
  2.3 PDA光路参数的选择与光路调节  26-27
    2.3.1 光路参数的选择  26-27
    2.3.2 光路的调节  27
  2.4 PDA测量范围及精度  27-29
  2.5 本章小结  29-30
第3章燃尽风对炉内拱下流场影响的试验研究  30-44
  3.1 试验工况安排  30
  3.2 试验结果及分析  30-43
    3.2.1 加装燃尽风装置对二次风不下倾下炉膛流场的影响  31-37
    3.2.2 加装燃尽风装置对二次风下倾25°下炉膛流场的影响  37-43
  3.3 本章小结  43-44
第4章燃尽风对上炉膛气相流动特性的影响  44-55
  4.1 试验研究内容及试验工况  44-45
  4.2 燃尽风射流倾角对流动特性的影响  45-50
  4.3 燃尽风喷口结构对流动特性的影响  50-53
  4.4 本章小结  53-55
结论  55-56
参考文献  56-60
攻读学位期间发表的学术论文  60-64
致谢  64

燃尽风对W型火焰炉炉内气固流动影响的试验研究

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