【文章內(nèi)容簡介】 內(nèi)風(fēng)速低，測量比較困難。此時也可利用自?；瘏^(qū)的特點。(3) 當實際的Re處于自?；瘏^(qū)時，模型的Re值可不必與實際值相等，只要與實際Re處于同一自?；瘏^(qū)就可滿足相似性。冷態(tài)動力場?；囼炚抢谜承粤黧w的“自模化性”來保證實際與?；囼灥腅u 數(shù)值相等以簡化模化條件來實現(xiàn)相似試驗。另外，冷態(tài)實驗按等溫?；荒茏鼋葡嗨?。因為熱態(tài)爐膛空間內(nèi)實際上存在著不可忽視的溫度梯度，各點氣流的密度和粘度有相當?shù)牟町悾@是冷態(tài)實驗不可能模擬的，從而冷態(tài)爐膛速度分布必然較熱態(tài)真實情況有一定畸變?？紤]到實驗條件和研究問題的需要，本文結(jié)果分析時忽略此點。綜上所述，在冷態(tài)爐內(nèi)空氣動力場模化實驗中，一般采用近似模擬的方法。?；瘻蕜t可概括成三條：a. 模型與原型幾何相似；；c. 模型與原型動量比相等。XX電廠采用武漢鍋爐廠生產(chǎn)的24臺雙通道帶有煤粉濃縮裝置的軸向旋流燃燒器，燃燒器布置成水平4排，每排6臺，每臺相鄰燃燒器旋向相反。與燃燒器支持框架為一體的獨立風(fēng)箱向每一排6個雙通道帶有煤粉濃縮裝置的軸向旋流燃燒器提供內(nèi)外二次風(fēng)，一臺磨煤機供應(yīng)每一排的6個燃燒器，使給入熱量沿整個爐膛寬度均勻分布，以保持最小的溫度變化。圖31　軸向旋流燃燒器24個旋流燃燒器中，其中12個為順時針旋向（即一次風(fēng)、內(nèi)外二次風(fēng)及中心風(fēng)均為順時針旋向），另外12個為逆時針旋向。從中心風(fēng)進入位置看只有3個從燃燒器右側(cè)接口進入，其余21個均從燃燒器左側(cè)接口進入。每只燃燒器在中心風(fēng)管內(nèi)設(shè)置油槍及高能點火器各一只，油槍為機械霧化，每只油槍銘牌出力900kg/h（另配備一只出力為350kg/h的霧化片）。當油槍停用時可以退出500mm。安裝油槍時需使油槍所配備中心旋流風(fēng)葉片的旋向與內(nèi)外二次風(fēng)旋向相同。采用分級送風(fēng)技術(shù)，煤粉燃燒所需的空氣，分別從內(nèi)二次風(fēng)道、外二次風(fēng)道和中心風(fēng)管進入，使二次風(fēng)在煤粉燃燒過程分級逐步送入煤粉氣流。內(nèi)二次風(fēng)量較小，可確保煤粉初期的燃燒反應(yīng)在偏離化學(xué)當量的狀態(tài)下進行，燃燒區(qū)域氧量相對不足，消減了火焰溫度峰值，同時使已形成的氮氧化物還原成氮氣，從而有效抑制氮氧化物的生成。大部分空氣從外二次風(fēng)道送入，量大風(fēng)速高，極大提高外二次風(fēng)與煤粉氣流的動壓比，氣流后期湍流混和強烈，使焦炭燃燒后期所需氧氣及時輸送到煤粉顆粒表面，促進剩余焦炭燃盡，降低飛灰中可燃物含量，提高燃燒效率。少量空氣從中心管送入，為煤粉燃燒根部提供必要氧量，有利于煤粉穩(wěn)定著火，中心風(fēng)速較低，可保證高溫?zé)煔饣亓鲄^(qū)穩(wěn)定，燃燒器停運時中心風(fēng)起到冷卻燃燒器的作用。燃燒器內(nèi)、外二次風(fēng)道內(nèi)均裝有軸向可動旋流葉片，旋轉(zhuǎn)角度為540176。，使二次風(fēng)形成旋流氣流，兩股風(fēng)的旋流強度通過軸向葉輪的拉桿進行調(diào)節(jié)，機構(gòu)簡單可靠。通過調(diào)節(jié)內(nèi)外二次風(fēng)的旋流強度能有效的改變?nèi)紵鞒隹诨亓鲄^(qū)的大小、位置以及各股風(fēng)之間的混合，使燃燒器有較強的煤種適應(yīng)能力。旋流葉片均為耐熱不銹鋼板壓制成形。燃燒器一次風(fēng)管由切向蝸殼引入煤粉分配器，煤粉由葉片旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向，使煤粉氣流在一次風(fēng)道內(nèi)旋轉(zhuǎn)，為改善煤粉氣流通過煤粉管道所造成的煤粉氣流濃度周向分布不均勻的現(xiàn)象。在煤粉分配器出口裝有縱向均流槽。使得煤粉氣流通過煤粉管道沿徑向也均勻分布。煤粉旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向葉片和縱向均流槽均為耐磨鑄鋼制成。燃燒器又采用煤粉濃淡燃燒技術(shù)，在煤粉噴口出口，裝設(shè)4個帶有半圓形狀的煤粉濃縮器。利用煤粉氣流旋轉(zhuǎn)的慣性，使得煤粉在4個煤粉濃縮器附近密集，形成煤粉濃相區(qū)，從而沿圓周上形成四股濃淡煤粉，實現(xiàn)沿圓周分布的濃淡燃燒，特別有利于煤粉的穩(wěn)燃和抑制氮氧化物的生成。燃燒器一次風(fēng)出口處設(shè)有火焰穩(wěn)燃器。它由穩(wěn)燃齒和穩(wěn)燃環(huán)兩部分組成。穩(wěn)燃齒可對煤粉的分布進行合理的調(diào)整，當煤粉氣流繞流過穩(wěn)燃齒時，在其圓周形成小渦流圈，附在高溫回流區(qū)的根部，在小渦流區(qū)內(nèi)，煤粉極易著火，并將熱量傳給未著火的煤粉，強化煤粉的著火。同時，大量煤粉顆粒流過穩(wěn)燃齒時，其運動軌道將向中心偏轉(zhuǎn)，射入高溫?zé)煔饣亓鲄^(qū)，形成較高的煤粉濃度，回流區(qū)內(nèi)的湍流度也較高。這種高溫度、高濃度、高湍流同時存在，形成了局部的煤粉著火有利條件，煤粉氣流可在此區(qū)域內(nèi)被迅速加熱，實現(xiàn)及時著火和穩(wěn)定燃燒。在穩(wěn)燃齒外裝有穩(wěn)燃環(huán)。其作用可避免內(nèi)二次風(fēng)過早與煤粉混合，有利于煤粉著火穩(wěn)定。表31石嘴山燃燒器數(shù)據(jù)表名稱330MW設(shè)計煤330MW校核煤風(fēng)率 風(fēng)速 風(fēng)溫風(fēng)率風(fēng)速風(fēng)溫一次風(fēng)327575內(nèi)二次風(fēng)321321外二次風(fēng)32159321漏風(fēng)44煤質(zhì)Qydw5032kcal/kg %%%Qydw5844kcal/kg ；%；%；%制粉系統(tǒng)四臺中速磨ZGM113N 一臺備用本實驗臺以XX電廠330MW機組鍋爐旋流燃燒器一次風(fēng)管作為原型，按1：6比例設(shè)計并加工制造。實驗臺系統(tǒng)布置如圖34所示。模型總長1133mm，測試段兩側(cè)和頂部由普通玻璃制成，其余部分均由鐵板制成，測點置在模型前置段及一次風(fēng)出口處。燃燒器出口區(qū)域沿著徑向均勻分布測點，燃燒器測試段區(qū)域分布2排測量孔。每排測量孔布置8個，每個測孔測量4~6點。整個裝置采用微負壓系統(tǒng)，一次風(fēng)由鼓風(fēng)機進入爐膛，流經(jīng)管道、測試段、前置段，經(jīng)過布袋除塵器過濾后乏氣排入大氣。鼓風(fēng)機選型為4919型，配3KW電機。1突擴段；2等速取樣槍；3熱膜風(fēng)速儀；4前置段；5振動給料機；6中心風(fēng)流量計；7一次風(fēng)流量計；8外二次風(fēng)流量計；9內(nèi)二次風(fēng)流量計；10送風(fēng)機；11內(nèi)二次風(fēng)調(diào)節(jié)門；12外二次風(fēng)調(diào)節(jié)門；13中心風(fēng)調(diào)節(jié)門；14一次風(fēng)調(diào)節(jié)門；15總風(fēng)門；16旁路門；17除塵器入口門；18除塵器下料門；19布袋除塵器；20給料斗；21引風(fēng)機圖32冷態(tài)實驗臺系統(tǒng)布置示意圖（膜）風(fēng)速儀介紹及標定一、熱線風(fēng)速儀的概述[25]熱線風(fēng)速儀是常用的熱電式測速裝置，被廣泛應(yīng)用來進行氣流速度的測量。與畢托管、均速管、三孔探針、五孔探針等氣力式測速裝置相比，具有以下優(yōu)點：靈敏度高，能夠進行低速氣流的測量。頻率響應(yīng)好，可以利用來測量各種紊流參數(shù)。感應(yīng)元件體積小，對被測氣流干擾小。以電量為輸出信號，可以在遠離研究對象處進行自動記錄及計算機數(shù)據(jù)處理。熱線風(fēng)速儀是利用被加熱探頭在不同風(fēng)速下溫度或電阻等參數(shù)的變化規(guī)律來進行測量的。通常，熱線風(fēng)速儀用于實驗室測量速度和氣流紊流參數(shù)。二、基本原理[24]熱線風(fēng)速儀是一根很細的金屬絲，通電后會產(chǎn)生一定的熱量。通電的熱線在流場中受到氣流的沖刷會產(chǎn)生熱損失，此熱損失直接受氣流流速的影響[27]。設(shè)流過熱線的電流為I，熱線電阻為R，熱線產(chǎn)生的熱量為Q1，則 熱線探頭在流場中的散熱以對流為主，略去輻射散熱后，熱線散熱Q2式中：－熱線溫度； －氣流溫度；－對流換熱系數(shù)；－熱膜散熱面積當時，有電阻是熱線溫度的函數(shù)。在固定探頭與流體條件下，與氣流速度有關(guān)，當氣流溫度不變時，氣流速度只與電流及熱線溫度有關(guān)，即 根據(jù)這一關(guān)系式，即可以按恒電流或恒溫兩種方法之一測量氣流平均速度。本實驗室用熱線風(fēng)速儀采用恒溫工作方式，在此工作方式下，保持tw為常數(shù)，v=f(I)。可以根據(jù)電流I測得速度v。熱線輸出信號的強弱與氣流方向有關(guān)，當熱線的軸線與氣流速度方向垂直時，氣流對熱線的冷卻能力達到最大，熱線輸出信號最強。如果熱線軸線與氣流速度方向的交角逐漸減小，輸出信號也逐漸減弱。根據(jù)此現(xiàn)象，原則上可以確定氣流速度的方向。三、熱線探頭與工作線路熱線探頭有熱線和熱膜兩種。熱線通常用鉑絲或鎢絲，直徑可以細到3μm，～5μm，長度約1～2mm。為了減小氣流繞流支桿帶來的干擾，熱線兩端鍍有合金，起敏感元件作用的只有中間部分。熱膜是用鉑或鉻制成的金屬薄膜，用熔焊的方法將其固定在楔形或圓柱形石英骨架上。熱線的體積比熱膜小，響應(yīng)頻率高，但機械強度低，不適用于液體或帶顆粒的氣流中工作。而熱膜的機械強度相對較高。熱線探頭還可以分為一元、二元和三元探頭。一元探頭用來測量一元氣流速度；二元探頭用來測量平面氣流速度；三元探頭用來測量空間氣流速度。本實驗臺用一元s型探針和二元x型探針。恒溫式熱膜風(fēng)速儀工作原理（如圖35）。1熱線探頭 2伺服放大器 3電橋電壓表圖33恒溫式熱膜風(fēng)速儀工作原理圖四、數(shù)據(jù)采集本實驗臺采用了美國TSI公司生產(chǎn)的IFA 300恒溫式熱膜風(fēng)速儀系統(tǒng)（IFA 300 Constant Temperature Anemometer System）。實驗系統(tǒng)如圖36。該系統(tǒng)主要部分采用易安裝的通道模塊，將信號調(diào)節(jié)器和風(fēng)速儀電橋電路安裝在一塊電路板上，在一臺風(fēng)速儀機箱內(nèi)可同時插入8塊通道電路板。系統(tǒng)利用自動電橋優(yōu)化技術(shù)，對每個通道的線路進行自動調(diào)節(jié)和優(yōu)化，減少機器啟動后調(diào)整電路參數(shù)的時間。系統(tǒng)配有內(nèi)置式的熱電偶測溫電路，可自動測量被測流體的溫度以便對速度的測量結(jié)果進行實時修正。IFA300型熱線風(fēng)速儀的速度采集和處理過程完全由計算機進行實時控制，過熱率的調(diào)節(jié)和信號調(diào)節(jié)器的設(shè)置可以在界面上進行，高速采集的模量電信號由WIN10X/30X A/D轉(zhuǎn)換板轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號輸入計算機，數(shù)據(jù)的采集和處理可由THERMAL PRO 軟件完成。五、熱線探頭的標定[24] 由于熱線探頭在制造特性上的差異及使用過程中環(huán)境及材質(zhì)的變化，正式使用前每個探頭都必須嚴格校準其橋頂電壓與冷卻速度的關(guān)系。本實驗臺所用的校準儀器有AC—1型氣體探針校準器、C51A/33B型空氣壓縮機和斜管微壓計[23]。校準器由北京大學(xué)力學(xué)系制造，～150m/s，自由流的速度精度3m/s以上177。2% ， 177。3%，177。10%