百葉窗等離子燃燒器的性能與應(yīng)用研究.pdf

1、我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中油資源短缺，大量依靠進(jìn)口，耗資巨大，因而，石油已成為影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)安全的重要戰(zhàn)略物資。節(jié)約和替代燃料油已成為保證國(guó)家能源和經(jīng)濟(jì)安全的重要措施。對(duì)火力發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，燃油主要用于鍋爐的點(diǎn)火啟動(dòng)和低負(fù)荷穩(wěn)燃，所以開(kāi)發(fā)高效、清潔、低耗的新型無(wú)油點(diǎn)火燃燒器是燃煤發(fā)電廠節(jié)油的有效途徑之一。目前，應(yīng)用廣泛的是以等離子點(diǎn)火技術(shù)為核心的等離子燃燒器，該燃燒器利用溫度高于5000K的高溫等離子體作為點(diǎn)火源，在燃燒器的中心燃燒筒中產(chǎn)生局部高溫等離子

2、火核區(qū)，當(dāng)煤粉顆粒通過(guò)等離子火核區(qū)時(shí)，受到高溫作用，在短時(shí)間內(nèi)釋放出大量揮發(fā)物，使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒，達(dá)到鍋爐的無(wú)油點(diǎn)火啟動(dòng)和低負(fù)荷穩(wěn)燃的目的。 本文在少油點(diǎn)火技術(shù)和低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)基礎(chǔ)上，針對(duì)等離子燃燒器在實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵問(wèn)題，即如何能夠設(shè)計(jì)一種高效低阻的煤粉濃縮裝置，進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究，提出了環(huán)式百葉窗濃淡裝置。采用數(shù)值模擬理論分析、試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)與工業(yè)試驗(yàn)應(yīng)用相結(jié)合的方法，對(duì)安裝有環(huán)式百葉窗的等離子燃燒器的性能進(jìn)行研

3、究。 首先建立了等離子燃燒器數(shù)學(xué)模型，采用數(shù)值模擬軟件對(duì)環(huán)式百葉窗煤粉濃縮器進(jìn)行了氣固兩相數(shù)值模擬研究，分析了不同風(fēng)速、煤粉濃度等工況下，百葉窗濃縮裝置對(duì)阻力損失、濃淡風(fēng)比和煤粉濃縮率的影響。根據(jù)這些數(shù)值模擬結(jié)果，對(duì)不同葉片角度、不同葉片間距、環(huán)行葉片后部是否加漸擴(kuò)口等結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化數(shù)值計(jì)算，得到百葉窗濃縮裝置最佳的結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了試驗(yàn)件的點(diǎn)火試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)情況得到最佳著火工況，為等離子燃燒器應(yīng)用后

4、的調(diào)試提供了試驗(yàn)依據(jù)。 其次根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果和試驗(yàn)臺(tái)熱態(tài)點(diǎn)火試驗(yàn)情況，開(kāi)發(fā)出一種安裝了環(huán)式百葉窗的等離子燃燒器，應(yīng)用于華能某電廠無(wú)油點(diǎn)火系統(tǒng)改造。在改造過(guò)程中，針對(duì)該廠的鍋爐特點(diǎn)，進(jìn)行了必要的系統(tǒng)配套設(shè)計(jì)，完成鍋爐燃燒器系統(tǒng)的整體改造。根據(jù)數(shù)值模擬和試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果，確定了等離子點(diǎn)火的最佳工況，為鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)的調(diào)試提供了必要的理論和試驗(yàn)依據(jù)，在大修后的啟動(dòng)中實(shí)現(xiàn)了無(wú)油點(diǎn)火，為電廠節(jié)省了大量的燃油。 最后對(duì)華能某電廠大修后鍋

5、爐環(huán)式百葉窗等離子無(wú)油點(diǎn)火啟動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了分析。啟動(dòng)過(guò)程數(shù)據(jù)表明，等離子點(diǎn)火系統(tǒng)安裝后，冷爐無(wú)油點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)鍋爐的溫升及升壓等啟動(dòng)曲線(xiàn)同設(shè)計(jì)曲線(xiàn)基本吻合，在參數(shù)允許值范圍內(nèi)，能夠滿(mǎn)足鍋爐正常啟動(dòng)的要求。在鍋爐額定負(fù)荷下，進(jìn)行了等離子燃燒器改造后的鍋爐燃燒性能的對(duì)比試驗(yàn)，通過(guò)比較性試驗(yàn)，證明環(huán)式百葉窗等離子燃燒器在鍋爐高負(fù)荷時(shí)對(duì)煤粉的燃燒效率也是很高的。通過(guò)以上的試驗(yàn)，表明環(huán)式百葉窗等離子點(diǎn)火燃燒器不僅可以作為鍋爐啟爐點(diǎn)火燃燒器和穩(wěn)燃燃燒器，