基于回流区稳燃机理的旋流逆喷燃烧器优化研究

发布时间：2020-05-08 22:01

【摘要】：煤粉工业锅炉的双锥逆喷煤粉燃烧技术由煤炭科学研究总院研发,由于在早期燃烧器设计上二次风旋流强度较弱,对煤粉的着火和燃烧效率造成一定影响。因此本文通过引入较为成熟的钝体回流区稳燃技术,使之与现有双锥燃烧器有机结合,以提高燃烧器内煤粉燃烧效率,降低锅炉出口的飞灰残炭。通过这种优化改造,最终实现对煤粉的高效、循环、综合利用,达到节能降耗、降本增效的目的。本论文首先针对双锥燃烧器的旋转射流进行研究,模拟了不同旋流强度下燃烧器内温度场分布,得出双锥燃烧器内最佳的旋流强度为2.5~3.0,为下一步模拟研究提供参数设置依据。然后对钝体的回流区稳燃机理进行了研究,为下一步加装钝体提供了理论基础。继续借鉴电站锅炉燃烧器上应用的四种典型钝体,进行比较分析选型,确定为圆锥型钝体,又对圆锥型钝体的三个关键参数锥角、边宽和阻塞率合理取值范围就行了理论研究,确定了锥角取值为60°到90°、相对边宽为0.5~0.75、阻塞率为0。通过对原燃烧器进行了三种优化改造方案的模拟研究,比较分析了只加装钝体、只遮盖导流叶片、加装钝体和遮盖导流叶片三种方案的效果分析,确定了同时加装钝体与遮盖导流叶片的方案,又进行了四种不同尺寸钝体的模拟研究,确定了加装双锥燃烧器上圆锥型钝体的合适锥角为73.6°,边宽比为0.65,阻塞率为0。通过热态台架实验,验证了燃烧器内加装钝体的效果,提高了火焰的聚集程度,使得燃烧器出口火焰的刚性增强。通过在14MW燃烧器上进行了加装钝体与遮盖导流叶片的优化改造,验证了高旋流强度下钝体形成的回流区可嵌套燃烧器旋转逆向射流形成的回流区,双回流区嵌套使炉头平均温度降低到60℃以下,炉膛平均温度提高了50℃,炉膛负压波动明显减小,平均蒸汽产量提高了2t/h,飞灰含碳量降低到15%以下,提高了煤粉的燃烧效率,验证了模拟结论。最后通过四种不同尺寸钝体进行工业试验,确定了加装在14MW燃烧器上合适的尺寸,与模拟结果相吻合。
【学位授予单位】：煤炭科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ534

【参考文献】

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本文编号：2655112