百葉窗等離子燃燒器的性能與應用研究.pdf

1、我國能源結構中油資源短缺，大量依靠進口，耗資巨大，因而，石油已成為影響我國經濟安全的重要戰(zhàn)略物資。節(jié)約和替代燃料油已成為保證國家能源和經濟安全的重要措施。對火力發(fā)電廠來說，燃油主要用于鍋爐的點火啟動和低負荷穩(wěn)燃，所以開發(fā)高效、清潔、低耗的新型無油點火燃燒器是燃煤發(fā)電廠節(jié)油的有效途徑之一。目前，應用廣泛的是以等離子點火技術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火源，在燃燒器的中心燃燒筒中產生局部高溫等離子

2、火核區(qū)，當煤粉顆粒通過等離子火核區(qū)時，受到高溫作用，在短時間內釋放出大量揮發(fā)物，使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒，達到鍋爐的無油點火啟動和低負荷穩(wěn)燃的目的。 本文在少油點火技術和低負荷穩(wěn)燃技術基礎上，針對等離子燃燒器在實際應用中的關鍵問題，即如何能夠設計一種高效低阻的煤粉濃縮裝置，進行理論和試驗研究，提出了環(huán)式百葉窗濃淡裝置。采用數(shù)值模擬理論分析、試驗臺試驗與工業(yè)試驗應用相結合的方法，對安裝有環(huán)式百葉窗的等離子燃燒器的性能進行研

3、究。 首先建立了等離子燃燒器數(shù)學模型，采用數(shù)值模擬軟件對環(huán)式百葉窗煤粉濃縮器進行了氣固兩相數(shù)值模擬研究，分析了不同風速、煤粉濃度等工況下，百葉窗濃縮裝置對阻力損失、濃淡風比和煤粉濃縮率的影響。根據(jù)這些數(shù)值模擬結果，對不同葉片角度、不同葉片間距、環(huán)行葉片后部是否加漸擴口等結構進行參數(shù)優(yōu)化數(shù)值計算，得到百葉窗濃縮裝置最佳的結構參數(shù)。根據(jù)數(shù)值模擬結果，在試驗臺上進行了試驗件的點火試驗，根據(jù)試驗情況得到最佳著火工況，為等離子燃燒器應用后

4、的調試提供了試驗依據(jù)。 其次根據(jù)數(shù)值模擬結果和試驗臺熱態(tài)點火試驗情況，開發(fā)出一種安裝了環(huán)式百葉窗的等離子燃燒器，應用于華能某電廠無油點火系統(tǒng)改造。在改造過程中，針對該廠的鍋爐特點，進行了必要的系統(tǒng)配套設計，完成鍋爐燃燒器系統(tǒng)的整體改造。根據(jù)數(shù)值模擬和試驗臺試驗結果，確定了等離子點火的最佳工況，為鍋爐點火啟動的調試提供了必要的理論和試驗依據(jù)，在大修后的啟動中實現(xiàn)了無油點火，為電廠節(jié)省了大量的燃油。 最后對華能某電廠大修后鍋

5、爐環(huán)式百葉窗等離子無油點火啟動過程進行了分析。啟動過程數(shù)據(jù)表明，等離子點火系統(tǒng)安裝后，冷爐無油點火啟動時鍋爐的溫升及升壓等啟動曲線同設計曲線基本吻合，在參數(shù)允許值范圍內，能夠滿足鍋爐正常啟動的要求。在鍋爐額定負荷下，進行了等離子燃燒器改造后的鍋爐燃燒性能的對比試驗，通過比較性試驗，證明環(huán)式百葉窗等離子燃燒器在鍋爐高負荷時對煤粉的燃燒效率也是很高的。通過以上的試驗，表明環(huán)式百葉窗等離子點火燃燒器不僅可以作為鍋爐啟爐點火燃燒器和穩(wěn)燃燃燒器，