超超临界八角切圆燃煤电站锅炉冷态动力场试验方法

摘要

本发明涉及一种超超临界八角切圆燃煤电站锅炉冷态动力场试验方法，包括步骤：检查超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的风烟系统及风门挡板、燃烧器；对超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的煤粉管风速进行冷态调平；对超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的磨煤机入口进行一次风量、二次风量标定；对超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的燃烧器喷口风速、水平烟道气流速度进行测试、炉内贴避风速进行测试；结合上述各步骤的结果获取超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的冷态动力场规律。本发明的方案可为其它同类型百万火电机组冷态动力场试验提供参考，且可以根据试验得到冷态动力场规律对炉内动力场不好的地方进行调整，为机组热态启动及试验奠定基础。

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种超超临界八角切圆燃煤电站锅 炉冷态动力场试验方法。

背景技术

超超临界机组，由于蒸汽压力和蒸汽温度的提高，热效率比国内机组平均 水平提高近10％，因此发展超超临界火电机组是国内外火电机组的主要发展方 向。一些研究者利用ANSYSFLUENT14.0软件进行了沙角C电厂低氮改造后 不同负荷下燃烧特性的数值模拟，主要研究了炉膛速度场、温度场、组分场和 污染物浓度分布的规律。还有一些研究者对1000MW超超临界机组双切圆锅炉 NO排放特性进行了数值模拟研究。主要研究了过量空气系数、AA风率、燃烧 器投运方式以及锅炉负荷等因素对NO排放的影响特性。其它研究者等对 1000MW超超临界锅炉燃烧特性进行了数值模拟与优化。

然而，这些方式主要是通过数值模拟的方式进行，主要针对的是四角切圆 锅炉。而八角切圆锅炉与四角切圆锅炉冷态动力场试验方法存在较大的差异， 主要原因是结构非常复杂，涉及到燃烧器喷口数量更多，要准备获得炉内冷态 动力场试验结果更加复杂现场实际测量比较困难，而且目前也没有相关的针对 八角切圆锅炉冷态动力场进行现场试验的方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超超临界八角切圆燃煤电站锅炉冷态动力场试 验方法。

一种超超临界八角切圆燃煤电站锅炉冷态动力场试验方法，包括如下步骤：

检查超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的风烟系统及风门挡板；

检查所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的燃烧器；

对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的煤粉管风速进行冷态调平；

对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的磨煤机入口进行一次风量标定；

对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的二次风箱进行二次风量标定；

对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的燃烧器喷口风速进行测试；

对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的水平烟道气流速度进行测试；

对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的炉内贴避风速进行测试；

结合所述风烟系统及风门挡板的检查结果、所述燃烧器的检查结果、所述 粉管风速的调平结果、所述磨煤机入口的一次风量标定结果、所述二次风箱的 二次风量标定结果、所述燃烧器喷口风速的测试结果，所述水平烟道气流速度 的测试结果、所述炉内贴避风速的测试结果，获取所述超超临界八角切圆燃煤 电站锅炉的冷态动力场规律。

根据上述本发明的方案，其是检查超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的风烟 系统及风门挡板、检查所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的燃烧器、对所述 超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的煤粉管风速进行冷态调平、对所述超超临界 八角切圆燃煤电站锅炉的磨煤机入口进行一次风量标定、对所述超超临界八角 切圆燃煤电站锅炉的二次风箱进行二次风量标定、对所述超超临界八角切圆燃 煤电站锅炉的燃烧器喷口风速进行测试、对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅 炉的水平烟道气流速度进行测试、对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的炉 内贴避风速进行测试，结合所述风烟系统及风门挡板的检查结果、所述燃烧器 的检查结果、所述管风俗的调平结果、所述磨煤机入的一次风量标定结果、所 述二次风箱的二次风量标定结果、所述燃烧器喷口风速的测试结果，所述水平 烟道气流速度的测试结果、所述炉内贴避的测试结果，获取所述超超临界八角 切圆燃煤电站锅炉的冷态动力场规律，由于这种方式是一种对超超临界八角切 圆燃煤电站锅炉冷态动力场进行的现场试验方式，可以为其它同类型百万火电 机组冷态动力场试验提供非常重要的参考，且可以根据试验得到冷态动力场规 律对超超临界八角切圆燃煤电站锅炉炉内动力场不好的地方进行调整，为机组 热态启动及试验奠定基础。

附图说明

图1为本发明的超超临界八角切圆燃煤电站锅炉冷态动力场试验方法实施 例的流程示意图；

图2为具体应用示例中的超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的膛出口截面气 流测试结果图，其中，(a)上层(b)中层(c)下层；

图3为具体应用示例中的超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的炉膛贴壁风流 场图(速度单位m/s)；

图4为具体应用示例中的超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的前墙贴壁风风 速分布图；

图5为具体应用示例中的超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的后墙贴壁风风 速分布图；

图6为具体应用示例中的超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的左墙贴壁风风 速分布图；

图7为具体应用示例中的超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的右墙贴壁风风 速分布图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式 仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

参见图1所示，为本发明的超超临界八角切圆燃煤电站锅炉冷态动力场试 验方法实施例的流程示意图。如图1所示，本实施例中的超超临界八角切圆燃 煤电站锅炉冷态动力场试验方法包括如下步骤：

步骤S101：检测超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的风烟系统及风门挡板；

对风烟系统及风门挡板的检查主要包括：检测超超临界八角切圆燃煤电站 锅炉的烟风道是否已经清理干净、无杂物；检测超超临界八角切圆燃煤电站锅 炉的一次、送、引风机进出口挡板动作是否灵活，是否指示正确；检测超超临 界八角切圆燃煤电站锅炉的磨煤机相关风门、挡板动作是否灵活，是否指示正 确；检测超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的二次风箱是否已清理干净，无杂物， 检测超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的二次风门、中心风门开关是否灵活，是 否指示正确；

进行下一过程的条件是：烟风道已经清理干净、无杂物；一次、送、引风 机进出口挡板动作灵活，指示正确；磨煤机相关风门、挡板动作灵活，指示正 确；二次风箱已清理干净，无杂物；二次风门、中心风门开关灵活，指示正确； 若任意一个条件不满足，则先采用相应措施进行改进或者调整，例如，烟风道 有杂物时，需要先清理杂物；

步骤S102：检查所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的燃烧器；

检查燃烧器方式可以是：进入所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的炉膛 内，面对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的燃烧器，检测燃烧器气流方向 是否正确，是否与所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的设计方案相符，检查 燃烧器的安装情况；检测燃烧器内是否无杂物；检测燃烧器二次风门动作是否 灵活；

进行下一过程的条件是：燃烧器气流方向正确，与设计相符；燃烧器的安 装情况良好；燃烧器内无杂物；燃烧器二次风门动作灵活，若任意一个条件不 满足，则先采用相应措施进行改进或者调整；

步骤S103：对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的煤粉管风速进行冷态 调平；

对粉管风速进行冷态调平的方式可以是：对同一台磨煤机对应的4根煤粉 管用标定好的靠背管进行测量，若当前测量的煤粉管的风速与其他3根煤粉管 风速的平均值的偏差的绝对值大于5％时，调整各煤粉管的缩孔，其中，在调整 时，可以预先将缩孔全开，只需将风速偏高的缩孔关小即可；

步骤S104：对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的磨煤机入口进行一次 风量标定；

一次风量标定的具体方式可以是：分别对各磨煤机风量进行两个工况的测 量，通过调整一次风机出力及改变磨煤机冷热风调门挡板开度，给出每台磨煤 机两个不同的工况；采用靠背管测量计算出各工况的实测风量，将该实测风量 与DCS(分布式控制系统DistributedControlSystem)上显示风量进行对比，计 算得出各磨煤机的修正系数；

步骤S105：对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的二次风箱进行二次风 量标定；

具体地，二次风量的标定通过改变送风机动叶开度来调整二次风箱压力， 以调整工况用标准靠背管(靠背管系数为0.80)按网格法测量二次风的风速， 从而计算相应的二次风量；

步骤S106：对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的燃烧器喷口风速进行 测试；

具体地，可以通过冷模试验原理确定燃烧器喷口风速；

步骤S107：对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的水平烟道气流速度进 行测试；

炉膛出口(水平烟道)烟气流速的均匀性差容易导致炉膛出口烟温偏差， 造成两侧汽温偏差较大，对机组的安全经济运行造成影响。另外，出口气流速 度过小，容易造成水平烟道及之后的受热面积灰严重，对机组的安全运行也带 来危害；因此，所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的冷态试验中也测试了炉 膛出口截面的气流速度，分高、中、低三层测量，旨在检查出口气流的均匀性 及大小情况；

步骤S108：对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的炉内贴避风速进行测 试；

由于旋转射流的强烈混合，在炉膛贴壁处已经无法明显地判断气流速度的 方向，其在速度的测试上表现为时大时小，时强时弱，甚至速度为“零”。故此， 炉膛贴壁风取10秒内的测量值的算术平均值，无方向差异。根据现场试验情况， 选取中层燃烧器对应的贴壁风进行测量；

步骤S109：结合所述风烟系统及风门挡板的检查结果、所述燃烧器的检查 结果、所述粉管风速的调平结果、所述磨煤机入口的一次风量标定结果、所述 二次风箱的二次风量标定结果、所述燃烧器喷口风速的测试结果，所述水平烟 道气流速度的测试结果、所述炉内贴避风速的测试结果，获取所述超超临界八 角切圆燃煤电站锅炉的冷态动力场规律；

其中，冷态动力场规律可以包括磨煤机入口一次风量的标定系数、二次风 量的标定系数、水平烟道气流速度各层相对偏差的规律等等。

据此，根据上述本实施例的方案，其是检查超超临界八角切圆燃煤电站锅 炉的风烟系统及风门挡板、检查所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的燃烧器、 对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅炉的煤粉管风速进行冷态调平、对所述超 超临界八角切圆燃煤电站锅炉的磨煤机入口进行一次风量标定、对所述超超临 界八角切圆燃煤电站锅炉的二次风箱进行二次风量标定、对所述超超临界八角 切圆燃煤电站锅炉的燃烧器喷口风速进行测试、对所述超超临界八角切圆燃煤 电站锅炉的水平烟道气流速度进行测试、对所述超超临界八角切圆燃煤电站锅 炉的炉内贴避风速进行测试，结合所述风烟系统及风门挡板的检查结果、所述 燃烧器的检查结果、所述管风俗的调平结果、所述磨煤机入的一次风量标定结 果、所述二次风箱的二次风量标定结果、所述燃烧器喷口风速的测试结果，所 述水平烟道气流速度的测试结果、所述炉内贴避的测试结果，获取所述超超临 界八角切圆燃煤电站锅炉的冷态动力场规律，由于这种方式是一种对超超临界 八角切圆燃煤电站锅炉冷态动力场进行的现场试验方式，可以为其它同类型百 万火电机组冷态动力场试验提供非常重要的参考，且可以根据试验得到冷态动 力场规律对超超临界八角切圆燃煤电站锅炉炉内动力场不好的地方进行调整， 为机组热态启动及试验奠定基础。

下面通过一具体实施例阐述本发明的应用过程。

在本具体实施例中，试验对象是：华润电力(海丰)有限公司2×1050MW 机组锅炉，该锅炉型号为HG-3100/28.25-YM4型，由哈尔滨锅炉厂有限责任公 司制造。该锅炉为超超临界变压运行直流锅炉，采用Π型布置、单炉膛、一次 中间再热、低NO_X主燃烧器和高位燃尽风分级燃烧技术、反向双切圆燃烧方式， 炉膛为内螺纹管垂直上升膜式水冷壁，大气扩容式启动系统；调温方式除煤/水 比外，还采用烟气分配挡板、燃烧器摆动、喷水等方式。锅炉采用平衡通风、 露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构。每台锅炉配备6台中速磨冷一 次风机正压直吹式制粉系统，燃用设计煤种时，5台运行，1台备用。另外，每 台锅炉同步配备SCR脱硝系统及低温省煤器系统。锅炉主要参数如表1所示， 煤质资料如表2所示：

表1锅炉技术参数

表2煤质资料

燃烧器采用无分隔墙的八角双火球切圆燃烧方式，全摆动燃烧器。燃烧器 共设六层一次风口，三层油风室，十二层辅助风室，整个燃烧器与水冷壁固定 连接，并随水冷壁一起向下膨胀。在距上层煤粉喷嘴中心线上方7.2m处布置有 四层附加燃尽风喷嘴，它的作用是补充燃料后期燃烧所需要的空气，同时实现 分级燃烧达到降低炉内温度水平，抑制NO_X的生成，燃尽风燃烧器与煤粉燃烧器 一起构成低NO_X燃烧系统。

每只燃烧器各装有三只机械雾化式油枪，全炉共24只油枪，油枪的总输入 热量为15％B-MCR工况下输入热量，用于锅炉点火和低负荷稳燃，每只油枪均配 有高能点火装置。本工程点火拟采用小油枪微油点火，助燃油采用0号轻柴油。 储油罐按2台190m3设计，，供油泵采用1×50％+2×25％容量的离心泵。

燃烧器采用无分隔墙的八角双火球切圆燃烧方式，全摆动燃烧器。燃烧器 共设六层一次风口，三层油风室，十二层辅助风室，从下到上依次为：A煤粉、 AB轻油、B煤粉、C煤粉、CD轻油、D煤粉、E煤粉、EF轻油、F煤粉、OFA、 L-AA、U-AA。整个燃烧器与水冷壁固定连接，并随水冷壁一起向下膨胀。在距 上层煤粉喷嘴中心线上方7.2m处布置有四层附加燃尽风喷嘴，它的作用是补充 燃料后期燃烧所需要的空气，同时实现分级燃烧达到降低炉内温度水平，抑制 NO_X的生成，燃尽风燃烧器与煤粉燃烧器一起构成低NO_X燃烧系统。

八角切圆燃烧主要特点如下：

1)将整个炉膛作为两个大燃烧器组织燃烧，因此对每只燃烧器的风量、粉 量的控制简单。

2)锅炉负荷变化时，燃烧器按层切换，使炉膛各水平截面热负荷分布均匀。

3)对煤种适应性强。

4)由于炉膛内气流旋转强烈，与煤粉颗粒混合好，而且延长了煤粉颗粒在 炉内流动路程。

5)解决了锅炉炉膛出口左右烟温偏差问题。

表3燃烧器性能参数

表4燃烧器辅助风参数

制粉系统采用北京电力设备总厂ZGM123G-II中速磨正压直吹式系统，每炉 配6台磨煤机。BMCR时5台投运，一台备用。磨煤机出口煤粉细度为R90＝16.5％ (磨煤机厂家提供)。每台磨带一层燃烧器，每根一次风管道均装有一分为二的 煤粉分配器，供至两只燃烧器。

烟风系统按平衡通风设计。空气预热器系三分仓转子回转式，分为一次风、 二次风和烟气系统。每台燃烧器均设有火焰检测装置，系统设有两台100％容量 的火焰检测冷却风机，一台运行，一台备用。除尘器后设有两台与脱硫增压风 机合并的50％容量的动叶可调轴流式引风机，脱硫后的烟气两炉合用一座高240m 的双钢内筒套筒式烟囱排放。每炉设二台100％容量的密封风机、两台50％容量 的动叶可调一次风机和送风机。

试验项目及目的：

冷态通风及动力场试验主要是对锅炉的烟风系统的风门挡板、测压装置、 燃烧器喷嘴进行全面检查，对系统的风量测量装置进行标定。通过冷态通风和 动力场试验可以直观炉内气流的分布、扩散、扰动、混合等现象是否良好，可 以发现锅炉燃烧器及各风管道设计、安装、配风可能存在的问题，为热态运行、 燃烧调整提供参考依据。通过空气动力场试验，可以直观炉内气流的分布、扩 散、扰动、混合等现象是否良好。

冷态及动力场主要试验项目如下：

1)一、二次风门挡板、二次风箱(二次风门)、燃烧器检查等项目；

2)粉管风速调平；

3)磨煤机一次风量测量装置标定；

4)二次风量测量装置标定；

5)燃烧器喷口风速测量；

6)水平烟道流速测量；

7)空气动力场试验：炉内截面风速、贴壁风速测量及飘带试验。

2.试验原理及数据处理方式

试验测量原理：

1)锅炉一次风的调平

为了保证锅炉具有良好的空气动力场，锅炉一次风应该调平，其冷态风 速偏差应该控制在10％以内。风速调平后才进行空气动力场的测量和示踪。

2)冷态下燃烧切圆的测量

在常规的冷态试验中，对最下层燃烧器切圆的大小可以用测量的方法实现。 测量前，在第一层和第二层燃烧器之间位置沿着炉膛中心线布置一个“十”字 线，测量时，测量人员站在炉底大平台上，沿“十”字线按照一定的间隔测量 切向速度。在实际的冷态试验中，气流是比较紊乱的，测量仪器往往难以准确 读数，燃烧切圆的测量作为参考。

3)炉膛贴壁风速的测量

测量贴壁风速的目的：一是观察气流在炉内的充满度，通过测量炉膛贴壁 风速，可以大致判断炉内气流停滞区的大小；二是观察气流是否冲刷炉壁，如 果气流贴壁或者向一侧炉墙倾斜，则该侧炉墙附件气流的轴向和切向速度会比 其它炉墙附件气流的速度大。

4)炉膛出口流速分布的测量

锅炉炉膛出口的烟温偏差、汽温偏差以及管壁温度的超温问题，往往与炉 膛出口气流流速的偏差有很大的关系。一般测量3个不同标高的风速分布，在 每一个标高处，可以间隔1m测量一点。

数据处理方法：

空气流量按照如下的计算表达式：

V＝3600W_pjA(1)

$V_n=3600W_{pj}A\frac{\rho }{{\rho }_n}---\left(2\right)$

其中：V、V_n为空气的实测流量和换算成标准状态下的流量，m³/h；

A为被侧截面的面积，m²；

W_pj为气流在被测截面的平均速度，m/s；

按照如下的计算表达式计算W_pj

$W_{pj}=K_d\sqrt{\frac{2{\mathrm{\Delta p}}_d}{\rho }}---\left(3\right)$

其中：Δp_d为动压测量值，Pa；

K_d为修正系数；

ρ、ρ_n为气流的实测和标准状态下的密度，kg/m³，对于空气： ρ_n＝1.293kg/m3；

$\rho =3.483\left(\frac{P_{act}+H_a}{273+t}\right)\times {10}^{-3}---\left(4\right)$

其中：P_act为实测大气压力，单位为Pa

H_a为管道内气流的静压，单位为Pa

速度不均匀系数其定义式为：

$C_v=\frac{\delta }{\bar{x}}\times 100\%---\left(5\right)$

其中，$\delta =\sqrt{\frac{1}{n-1}\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{(x_i-\bar{x})}^2},---\left(6\right)$

$\bar{x}=\frac{1}{n}\underset{i=}{\overset{n}{\Sigma }}{x}_i---\left(7\right)$

x_i为每个测点的参数值，为平均值，偏差值越小，速度分布均匀性就越好。 δ为标准偏差，C_v为相对标准偏差。

试验结果分析与讨论：

1)风烟系统及风门挡板的检查

风烟系统风门挡板传动检查、烟风道的检查结果：烟、风道内部已清理干 净，无杂物；一次、送、引风机进出口挡板动作灵活、指示正确，磨煤机相关 风门、挡板动作灵活、指示正确；二次风箱已清理干净，无杂物；二次风门、 中心风门开关灵活，指示正确。

2)燃烧器检查

进入炉膛，面对燃烧器，燃烧器气流方向正确，与设计相符。检查燃烧器， 其安装情况良好，燃烧器内无杂物，燃烧器二次风门动作灵活。

3)粉管风速调平

对同一台磨煤机对应的4根煤粉管用标定好的靠背管进行测量，对某根煤 粉管的风速与3根煤粉管风速的平均值的偏差大于±5％的要调整缩孔。预先将 缩孔全开，只需将风速偏高的缩孔关小即可。粉管风速调平后的结果如下表5，， 其中，表中A磨指A磨煤机，其他类似。从表4可以得出，A、B、C、D、E、F 磨速度相对标准偏差分别为2.2％、2.4％、1.3％、1.8％、2.3％、2.4％，6 台磨煤机粉管速度标准偏差都小于5％，说明粉管风速已经比较均匀，调整取得 了较好的效果。

表5磨煤机粉管风速冷态调平后结果

4)磨入口一次风量标定

磨煤机入口一次风量标定。本次冷态试验中，分别对各风量进行了两个工 况的测量，通过调整一次风机出力及改变磨煤机冷热风调门挡板开度，给出每 台磨煤机两个不同的工况。采用靠背管测量计算出各工况的风量，与DCS上显 示风量进行对比，计算得出修正系数。六台磨煤机的一次风量标定结果见表6。

表6磨煤机入口一次风量标定结果

5)二次风量标定

二次风量的标定通过改变送风机动叶开度来调整二次风箱压力，以调整工 况用标准靠背管(靠背管系数为0.80)按网格法测量二次风的风速，从而计算 相应的二次风量。二次风量的标定共进行了三个工况，通过实际测量计算风量 与DCS显示风量作对比，得到二次风量的修正系数。结果见表7-9。

表7二次风风量标定工况1

表8二次风风量标定工况2

表9二次风风量标定工况3

6)燃烧器喷口风速测试

为了确保锅炉冷态试验时炉膛内的气流流动进入自模化区，根据欧拉2数相 等得到冷态二次风速(取)

${\omega }_{2M}={\omega }_{2o}\times \sqrt{\frac{{\rho }_{2o}}{{\rho }_{2M}}\times \frac{{\mathrm{\Delta p}}_{2M}}{{\mathrm{\Delta p}}_{2o}}}={\omega }_{2o}\times \sqrt{\frac{t_{2M}+273}{t_{2o}+273}}---\left(8\right)$

其中：ω为流体风速，t为流体温度，ρ为流体密度，下脚标1和2代表一次 风和二次风；Δ为二次风阻力；M代表冷态，0代表热态。

为保证边界条件相似，保证冷态和热态的一、二次风动量比相等，即：

$\frac{m_{1M}{\omega }_{1M}}{m_{2M}{\omega }_{2M}}=\frac{m_{1o}{\omega }_{1o}+m_p{\omega }_p}{m_{2o}{\omega }_{2o}}=\frac{m_{1o}{\omega }_{1o}(1+ku)}{m_{2o}{\omega }_{2o}}---\left(9\right)$

其中k为考虑煤粉流速与风速不同的系数，取为0.8，u为一次风中的煤粉 质量浓度，kg/kg，取为0.61。

在冷态时，t_1M＝t_2M，冷态时实际气流温度为20℃，则根据(8)、(9)式 得到一次风速为：

${\omega }_{1M}={\omega }_{1o}\times \sqrt{\frac{t_{2M}+273}{t_{1o}+273}(1+ku)}---\left(10\right)$

表10锅炉BMCR工况下锅炉主要参数

根据表10数据，计算得到冷态下二次风速为ω_2M＝38.7m/s，冷态下一次风 速为ω_1M＝28.9m/s。

以A层煤粉燃烧器所在的平面为试验平台，对AA辅助风、A层一次风、AB1 辅助风、AB油辅助风进行了风速测量。燃烧器喷口风速根据上述冷模试验原理 确定。测量期间，炉膛负压维持在-115.1Pa，送风机风压分别为2.07kPa、 1.90kPa，一次风机风压分别为9.18kPa、9.23kPa，炉膛右侧二次风量为1982t/h， 炉膛左侧二次风量为1683t/h。结果如下表11。

表11燃烧器风速测试

从测量结果可以看出，AB油辅助风、AB1辅助风、A层一次风、AA辅助风8 个角的速度相对标准偏差分别为22.59％、22.09％、14.98％、36.5％。因此AA辅 助风8个角风速速度相对标准偏差较大，这个一方面由于炉内冷态流动过程强 烈的湍流波动特性，现场实际测量为有限个数据点，导致实际测量的速度值很 难真实反应实际速度湍流波动的特点，另外可能原因是8个角风门挡板特性存 在差异，即使在同样的开度下，由于风门结构上存在的差异，导致风速有一定 的差异。

7)水平烟道气流速度测试

炉膛出口(水平烟道)烟气流速的均匀性差容易导致炉膛出口烟温偏差， 造成两侧汽温偏差较大，对机组的安全经济运行造成影响。另外，出口气流速 度过小，容易造成水平烟道及之后的受热面积灰严重，对机组的安全运行也带 来危害。因此，本次冷态试验中也测试了炉膛出口截面的气流速度，分高、中、 低三层测量，旨在检查出口气流的均匀性及大小情况。测试结果如图所示2所 示。

从测试结果可以看出，图2(a)、2(b)、2(c)速度相对标准偏差分别为 4.97％、9.72％、12.52％。由此可见，水平烟道下层速度相对偏差较大，中、上 层速度相对标准偏差较小。炉左靠侧墙的气流速度相对较小，可能会存在死角 造成热态情况下积灰，建议在热态运行中要加强对这一位置区域的吹灰，防止 热态运行时，水平烟道积灰严重。

8)炉内贴壁风测量

由于旋转射流的强烈混合，在炉膛贴壁处已经无法明显地判断气流速度的 方向，其在速度的测试上表现为时大时小，时强时弱，甚至速度为“零”。故此， 炉膛贴壁风取10秒的测量算术平均值，无方向差异。根据现场试验情况，选取 中层燃烧器对应的贴壁风进行测量，测量结果如图5所示。由于炉内流场的复 杂性，贴壁风方向无法明确的判断。前、后、左、右墙的平均贴壁风速相对较 小，前、后、左、右墙平均贴壁风速分别为1.85m/s，2.42m/s，2.76m/s，1.33m/s， 说明没有明显冲涮水冷壁现象，左侧墙的贴壁风平均风速比前后墙贴壁风平均 风速稍大。

图4-7为前、后、左、右墙贴壁风风速分布。从图4前墙贴壁风风速可以 看出，前墙靠近右墙的局部区域风速偏低，风速大小最低为0.1m/s。

从图5后墙贴壁风风速可以看出，后墙中部局部区域风速偏低，风速最低 为0.2m/s，其他区域风度较高。

从图6左墙贴壁风风速可以看出，没有出现风速偏低的区域，左墙靠近前 墙区域只有个别点风速较低，达到了0.74m/s。

从图7右墙贴壁风风速可以看出，在右墙中部区域出现风速偏低的区域， 最低风速为0.1m/s，其它区域没有出现风速偏低的区域。

本具体应用示例进行了某电厂2号锅炉冷态通风及动力场试验。经过冷态 试验，完成了各风量测点的标定，验证了2号锅炉的冷态通风动力场情况良好， 为机组热态启动及168小时试验奠定了基础，主要的冷态动力场规律如下：

(1)A、B、C、D、E、F磨速度相对标准偏差分别为2.2％、2.4％、1.3％、 1.8％、2.3％、2.4％，6台磨煤机粉管速度标准偏差都小于5％，说明粉管风 速已经比较均匀，调整取得了较好满意的效果。

(2)分别对磨煤机入口一次风量进行了两个工况的测量，通过调整一次风 机出力及改变磨煤机冷热风调门挡板开度，给出每台磨煤机两个不同的工况， 得到了磨煤机入口一次风量的标定系数；

(3)通过改变送风机动叶开度来调整二次风箱压力，得到了二次风量的标 定系数；

(4)通过炉内燃烧器风速测量，得到了AB油辅助风、AB1辅助风、A层一 次风、AA辅助风8个角的速度相对标准偏差分别为22.59％、22.09％、14.98％、 36.5％。AA辅助风8个角风速速度相对标准偏差较大，这个一方面由于炉内冷 态流动过程强烈的湍流波动特性，现场实际测量为有限个数据点，导致实际测 量的速度值很难真实反应实际速度湍流波动的特点，另外可能原因是8个角风 门挡板特性存在差异，即使在同样的开度下，由于风门结构上存在的差异，导 致风速有一定的差异。

(5)速度相对标准偏差分别为4.97％、9.72％、12.52％。由此可见，水平烟 道下层速度相对偏差较大，中、上层速度相对标准偏差较小。炉左靠侧墙的气 流速度相对较小，可能会存在死角造成热态情况下积灰，建议在热态运行中要 加强对这一位置区域的吹灰，防止热态运行时，水平烟道积灰严重。

(6)前、后、左、右墙的平均贴壁风速相对较小，前、后、左、右墙平均 贴壁风速分别为1.85m/s，2.42m/s，2.76m/s，1.33m/s，说明没有明显冲涮水冷 壁现象，左侧墙的贴壁风平均风速比前后墙贴壁风平均风速稍大。

(7)通过试验中飘带的示踪可以发现，炉内截面速度场分布合理，没有出 现较大的湍流涡流区，符合八角切圆冷态动力场流动规律，验证了炉内燃烧器 设计合理性，为锅炉热态运行奠定了基础。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对 上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技 术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权 利要求为准。