粗细煤粉分级少油点火装置的开发及试验研究

摘要

燃油紧缺一直是我国面临的一项重大问题,无油及少油点火技术作为新型点火技术已成功应用于火电站实际生产过程中,并已证明其节油的巨大潜力,然而对于挥发分低的煤种其节油效率相当有限或不能实现直接点燃。为此,本文提出了微油点燃煤粉的“先细后粗”、分级引燃的方式进行,以期突破低挥发份煤种适应性差的瓶颈。
　　本文应用惯性原理设计出了“锥形体+分隔环”的煤粉粗细分离器,利用分离器对煤粉的粗细分离效果将细煤粉先引入微油点火一级燃烧室对其点燃,细煤粉火焰再逐级引燃周围粗煤粉,达到以煤代油、微油直接点燃煤粉的效果。
　　通过对粗细分离器进行冷态试验,改变锥形体与分隔环之间距离,测量两者之间气流速度分布、气流结构,分析对粗细颗粒分离产生的影响。结果表明锥形体尾部形成回流区,回流区的大小直接影响分离器的阻力特性以及对锥形体尾部颗粒的卷吸能力。分隔环尾部气流对维持细煤粉气流的运动刚性、巩固粗煤粉贴壁运行有益。分隔环出口气流偏差范围不大于1:1.13,对尾部点火不会产生较大不利影响。分离器整体阻力不大于260Pa,适用于点火燃烧器。
　　对分离器还分别进行了粗、中、细三组粒径颗粒的浓度场试验,测量了不同工况下分隔环尾部不同粒径颗粒的浓度分布情况。结果表明,在同一测量截面、锥形体分隔环两者相对距离0.5D～1.5D范围内,随着距离的增加,粗、中颗粒向环外运动增多,细颗粒则多向环内聚集;分隔环尾部颗粒都有向管壁附近发散的趋势,总体而言,惯性大的粗、中颗粒趋势更为明显。
　　最后对分离器进行了1:1热态微油点火试验,加装煤粉粗细分离器后的燃烧器油枪点火更加顺利,燃烧器出口火焰更加明亮,火焰周围黑烟明显减少。改变锥形体与分隔环之间距离其燃烧状况随之改变,在两者相对距离D/2附近火焰温度最高,烟气中O2浓度较低,燃烧状况较好。表明煤粉经粗细分离器后,小油枪先细后粗、分级点燃方法是有明显效果的。

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1 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 微油点火技术的发展与现状

1.3 煤粉点燃特性

1.4 课题的提出及意义

1.5 本文主要研究内容

1.6 课题研究进展计划

2 气-固两相流理论与粗细分离器的设计

2.1 气-固流动简介

2.2 绕流颗粒受到的阻力

2.3 管内气-固流动模式

2.4 稀相气固流动

2.5 粗细分离器的设计

2.6 本章小结

3 粗细分离器的冷态试验

3.1 试验系统

3.2 试验条件

3.3 气体单相流试验

3.4 气-固两相流试验

3.5 误差的来源及控制

3.6 本章小结

4 粗细分离器的微油点火燃烧试验

4.1 微油点火热态试验台架

4.2 试验条件

4.3 热态试验结果及分析

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献