专利名称：旋流燃烧器冷态空气动力场测量方法及专属测量仪器的制作方法
旋流燃烧器冷态空气动力场测量方法及专属测量仪器技术领域
本发明主要属于火力发电的技术领域，特别是涉及旋流燃烧器冷态空气动力场的测量方法及所专用的仪器。
背景技术：
近几年，随着锅炉容量的增加，炉膛的断面也相应增加，为了能够使热量输入沿炉膛宽度方向较均匀分布，一般只须调整炉膛宽度来增加炉膛断面，相比于直流燃烧器，旋流燃烧器存在自稳燃性好、热负荷分配均匀的特点，因此随着机组大型化，旋流燃烧器得到了更为广泛的应用。但在实际生产过程中，受旋流燃烧器结构复杂以及热态运行机械零部件受热膨胀后难以调整等因素的限制，旋流燃烧器进行冷态空气动力场试验势在必行。另外， 受近几年电厂煤源供应紧张、煤价上涨等因素的影响，大多数电厂很难燃用设计煤质，这样原设计的旋流燃烧器难以适应不同燃烧特性的新煤种带来的变化。很多电厂出现不同程度锅炉严重结焦、燃烧器烧损、灰渣可燃物含量高、燃烧稳定性差等问题，严重影响着机组的安全性和经济性。
所以通过冷态空气动力场试验分析并掌握旋流燃烧器的燃烧特性，并根据不同燃烧工况和不同煤质进行调整成为日益突出和亟待解决的课题。发明内容
发明目的本发明提供了一种旋流燃烧器冷态空气动力场测量方法及专属测量仪器，其目的在于掌握燃烧器的特性，以便在锅炉启动后解决因燃烧所引起的炉严重结焦、 燃烧器烧损、灰渣可燃物含量高、燃烧稳定性差等问题。
技术方案本发明是通过以下技术方案实现的一种旋流燃烧器冷态空气动力场测量方法，其特征在于取旋流燃烧器冷态空气动力场测量仪器，该仪器包括支撑杆、连接杆、风车片和支撑架；风车片安装在连接杆上，连接杆设置在支撑杆上，连接杆与支撑杆轴向垂直，支撑杆设置在支撑架上，风车片可以随风自由的沿连接杆的轴向如后移动；具体测量方法如下①、确定旋流燃烧器冷态空气动力场测量仪器的安装位置确定纵向安装位置测量燃烧器外沿直径尺寸，根据射流衰减规律，确定在风口 O. 5倍直径处、I. O陪直径处、I. 5陪直径处、2. O陪直径处以及3. O倍直径处位置为安装旋流燃烧器冷态空气动力场测量仪器的纵向位置；在确定完安装旋流燃烧器冷态空气动力场测量仪器的纵向位置后再确定横向安装风车片数量一般前后墙对冲燃烧的大型锅炉旋流燃烧器间距为4m左右，考虑相邻燃烧器对测量结果的影响，O. 5倍直径位置的旋流燃烧器冷态空气动力场测量仪器的支撑杆3长度定为3. lm，安装30个风车片，1. 0倍直径位置的支撑杆3长度定为4. lm,安装40个风车片，1. 5 倍直径位置的支撑杆3长度定为4. lm,安装40个风车片，2. 0倍直径位置的支撑杆3长度定 为5. lm，安装50个风车片，3. 0倍直径位置的支撑杆3长度定为6. lm，安装60个风车片； ②、按照冷态模化的工况进行锅炉冷态空气动力场试验，根据风车片随风飘动的位置， 确定该位置的风向，进而确定旋流燃烧器出口的回流区以及扩散角大小；根据不同工况的 测量结果，确定合理的一、二、三风的风量、风比例及风速、旋流强度等设置方式和调整量。根据相似原理确定冷态一、二、三次风比例及风速
根据相似原理，锅炉冷态空气动力场试验应遵守以下原则
(1)几何相似
由于冷态试验和热态运行是同一台锅炉，因此满足几何相似条件；
(2)保证空气流动状态进入自模区
锅炉稳定运行时，炉内的气流工况属于粘性流体不等 温的稳定受迫运动，对流动过程起主要作用的是雷诺准则
权利要求
1.一种旋流燃烧器冷态空气动力场测量方法，其特征在于取旋流燃烧器冷态空气动力场测量仪器，该仪器包括支撑杆(3)、连接杆(4)、风车片(5)和支撑架(6);风车片(5)安装在连接杆(4 )上，连接杆(4 )设置在支撑杆(3 )上，连接杆(4 )与支撑杆(3 )轴向垂直，支撑杆(3 )设置在支撑架(6 )上，风车片(5 )可以随风自由的沿连接杆(4 )的轴向前后移动； 具体测量方法如下 ①、确定旋流燃烧器冷态空气动力场测量仪器的安装位置 确定纵向安装位置 测量燃烧器外沿直径尺寸，根据射流衰减规律，确定在风口 0. 5倍直径处、1. 0陪直径处、1. 5陪直径处、2. 0陪直径处以及3. 0倍直径处位置为安装旋流燃烧器冷态空气动力场测量仪器的纵向位置； 在确定完安装旋流燃烧器冷态空气动力场测量仪器的纵向位置后再确定横向安装风车片数量 一般前后墙对冲燃烧的大型锅炉旋流燃烧器间距为4m左右，考虑相邻燃烧器对测量结果的影响，0. 5倍直径位置的旋流燃烧器冷态空气动力场测量仪器的支撑杆3长度定为.3.lm，安装30个风车片，1. 0倍直径位置的支撑杆3长度定为4.1m,安装40个风车片，1. 5倍直径位置的支撑杆3长度定为4.1m,安装40个风车片，2. 0倍直径位置的支撑杆3长度定为5. lm，安装50个风车片，3. 0倍直径位置的支撑杆3长度定为6. lm，安装60个风车片； ②、按照冷态模化的工况进行锅炉冷态空气动力场试验，根据风车片随风飘动的位置，确定该位置的风向，进而确定旋流燃烧器出口的回流区以及扩散角大小；根据不同工况的测量结果，确定合理的一、二、三风的风量、风比例及风速、旋流强度等设置方式和调整量。
2.根据权利要求1所述的旋流燃烧器冷态空气动力场测量方法，其特征在于 根据相似原理确定冷态一、二、三次风比例及风速 根据相似原理，锅炉冷态空气动力场试验应遵守以下原则 (1)几何相似 由于冷态试验和热态运行是同一台锅炉，因此满足几何相似条件； (2)保证空气流动状态进入自模区 锅炉稳定运行时，炉内的气流工况属于粘性流体不等温的稳定受迫运动，对流动过程起主要作用的是雷诺准则
3.(3)边界条件相似 边界条件相似是指热态条件下通过燃烧器进入炉内的各股气流动量比与冷态条件下各股气流的动量比相等，遵循下式
4.根据权利要求1所述的旋流燃烧器冷态空气动力场测量方法，其特征在于同一支撑杆(3)上的相邻两连接杆(4)的距离为100mm。
5.如权利要求1中所述的旋流燃烧器冷态空气动力场测量方法中所应用的旋流燃烧器冷态空气动力场测量仪器，其特征在于该仪器包括支撑杆(3)、连接杆(4)、风车片(5)和支撑架(6 );风车片(5 )安装在连接杆(4 )上，连接杆(4 )设置在支撑杆(3 )上，连接杆(4 )与支撑杆(3)轴向垂直，支撑杆(3)设置在支撑架(6)上，风车片(5)可以随风自由的沿连接杆(4)的轴向前后移动。
6.根据权利要求5所述的旋流燃烧器冷态空气动力场测量仪器，其特征在于同一支撑杆(3)上的相邻两连接杆(4)的距离为100mm。
7.根据权利要求5所述的旋流燃烧器冷态空气动力场测量仪器，其特征在于相邻的两个支撑杆(3 )之间通过连接杆(7 )连接。
全文摘要
本发明提出了一种新的旋流燃烧器特性测量方法及测量仪器；该项发明能够测量出不同运行工况下旋流燃烧器回流区的位置及大小，为热态运行提供参考。本发明具有结构简单、易于实施、未给机组带来附加设施、操作方便、安全可靠的优点。
文档编号G01M9/06GK102980740SQ20121045575
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者宋大勇, 邹天舒, 吴景兴, 纪宏舜, 王力, 冷杰, 蒋翀, 张家维, 吴炬, 张振杰, 高继录, 刘学增, 梁明文, 苏东, 李彦龙, 王文生, 袁德权, 丛日成, 綦明明 申请人:辽宁省电力有限公司电力科学研究院, 国家电网公司