123号炉空气动力场试验小结[1]
【有范儿】锅炉炉膛空气动力场试验是什么鬼？
【有范儿】锅炉炉膛空气动力场试验是什么鬼？干过调试或者配合过检修机组启动的都知道，锅炉在各个风门调试完成后要进行炉膛的动力场试验，但是做了这多次的工作，很多人还是不明白动力场试验是个什么鬼？小编在百度搜索了一下，还真找到了一个高大上的解释："炉膛空气动力场试验（furnace aerodynamic test），是根据冷、热态空气动力场相似理论的要求，计算室温下各次喷口的风量和风速，并在此工况条件下测定炉膛内的空气流动速度场的分布，以便掌握和评价炉内气流的流动特性的试验。
该项试验可在实际炉膛内进行，也可在按几何相似缩小的模型上进行。
"对于这个解释，小编看了也是一头雾水，什么是空气动力场相似理论，什么是速度场，我学问低，别为难我！其实对于普通的本科毕业的电力学生来说，这简单的一段话包含的原理实在太多，本来抱着求真相的目的来的，走的时候是怀疑人生的。
何必弄的这么复杂呢？按照本猫的理解，所谓的动力场试验就是测量一下锅炉各个风口的风速，然后再计算一下风量。
至于那些个原理，其实你学会了，也用不上。
那么问题来了，为什么要测量风速和风量？答案很简单，因为只有风速和风量满足锅炉工况的要求，才不至于锅炉缺氧啊！那么问题又来了，风速是越高越好吗？当然不是啦，因为风速太高，造成风量过大，容易引起炉膛的爆燃，就好比你往炉子里刮的风太大，炉子会灭的。
扯了这么多，咱们一本正经的回答一个问题，动力场的目的到底是什么？答：冷炉空气动力场试验，就是在冷态下试验炉内气流的流动状况，即通过冷态模化试验，直接观察炉内气流的分布、扩散、扰动、混合等情况，从而可帮助分析、发现一些问题。
如对旋流燃烧器，可观测射流扩散角、回流区的大小和回流速度;射流旋转情况及出口气流的均匀性;调节挡板的调节特性;射流是否会出现"飞边"现象等。
对于四角布置的直流燃烧器，可观测射流的射程及沿轴向气流速度的衰减情况;切圆大小和位置;一、二次风混合特性;射流偏斜情况以及是否会出现"贴壁"现象;燃烧器倾角变化对射流混合距离及相对偏离程度的影响等。
锅炉冷态空气动力场试验,了解一下
！锅炉冷态空气动力场试验目的：测定流化床的空床阻力和料层阻力特性，找出临界流化风量，为锅炉的热态运行提供参考资料，从而保证锅炉燃烧安全，防止床面结焦和设备烧损，保证汽温汽压稳定。
试验内容及方法：（1）.一、二次风主风道的风量标定。
（2）.空床阻力特性试验:在布风板不铺床料的情况下，启动引风机、一次风机，调整一次风量，记录布风板压差值,根据这些数据绘制布风板阻力与风量关系曲线。
（3）.料层厚度与床压的关系试验：在一定的风量下（一般选取设计运行风量），床料静止高度分别为500mm、600mm、700mm、800mm，记录床压值,绘制料层厚度与床压的关系曲线。
（4）.临界流化风量试验：临界流化风量是锅炉运行特别是低负荷运行时的最低风量值，低于此值就有结渣的可能性。
选择不同的静止料层高度500mm、600mm、700mm、800mm测量临界流化风量，记录床压和风量等值，绘制相应料层厚度的床压和风量曲线。
（5）.流化质量试验：在床料流化状态下，突然停止送风，观察床料的平整程度，从而确定布风板布风的均匀性，如有不均，应查明原因，采取相应措施。
锅炉水压试验：水压试验的有关规定：（1）.锅炉水压试验分工作压力水压试验和超水压试验。
工作压力水压试验为汽包工作压力；超水压试验为1.25倍汽包工作压力。
（2）.工作压力水压试验：锅炉在大、小修或承压部件检修后应进行额定工作压力水压试验。
此试验应由专责人指挥，运行人操作，检修人员检查。
（3）.超压试验，1.25倍工作压力必须经总工程师批准。
（4）.有以下情况之一，应进行超压试验：a.新安装锅炉投产前；b.停炉一年后恢复投产前；c.承压受热面，大面积检修可更换，（如水冷壁更换总数达50%以上，过热器、再热器、省煤器成组更换时）；d.锅炉严重缺水引起受热面大面积变形；e.根据实际运行情况对设备可靠性有怀疑时。
（5）.水压试验压力：工作压力11.0MPa(汽包压力)；超压试验13.75MPa（汽包压力1.25倍；（6）.水压试验进水温度应在30~70℃。
超临界直流锅炉冷态空气动力场研究
超临界直流锅炉冷态空气动力场研究汪潮洋;崔育奎【摘要】针对四角切圆锅炉水平烟道上普遍存在烟温偏差的情况,在河北国华定洲发电厂新建锅炉开展了冷态空气动力场试验,重点研究炉膛出口烟气流速分布情况.试验证明,通过调整分离燃尽风(SOFA)喷嘴的角度,能有效改变炉膛出口气流的分布,保证左、右烟气流速均匀,可满足锅炉正常运行的要求.【期刊名称】《华电技术》【年(卷),期】2011(033)003【总页数】3页(P8-10)【关键词】超临界直流锅炉;切向燃烧;空气动力场试验;烟气流速【作者】汪潮洋;崔育奎【作者单位】河北省电力研究院,河北,石家庄,050021;华北电力大学,河北,保定,071003;河北国华定洲发电厂,河北,定州,073000【正文语种】中文【中图分类】TM621.2;TK229.20 引言目前，我国新投超临界600 MW等级及以上机组的锅炉有相当一部分采用四角切圆燃烧技术。
运行实践表明，在这些锅炉的水平烟道上普遍存在烟温偏差，致使高温过热器、高温再热器不断发生超温爆管事故，严重威胁电站的安全、经济运行。
多年来，对大容量锅炉水平烟道中烟温偏差(以下简称烟温偏差)进行了许多研究，烟温偏差有所改善。
然而，由于对烟温偏差产生的原因认识不足，烟温偏差至今仍是电力安全生产中存在的主要问题，有必要总结分析有关研究成果，认识其规律，以便进一步改善四角切圆燃烧时的烟温偏差。
1 系统概况河北国华定洲发电厂二期工程2×660 MW机组所采用的锅炉为上海锅炉厂生产的SG－2150/25.4－M976型超临界参数变压运行直流炉，四角切向燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、半露天布置、全钢构架、Π形布置。
采用低NOx同轴燃烧系统LNCFS(Low NOxConcentric Firing System)。
低NOx煤粉燃烧系统设计的主要任务是减少挥发分氮转化成NOx，主要方法是建立早期着火和使用控制氧量的燃料/空气分段燃烧技术。
(整理)锅炉冷态空气动力场试验
（3）总经济价值的组成。我们可以用下式表示环境总经济价值的组成：
锅炉冷态空气动力场试验技术方案1试验目的通过本试验，可以直观地了解炉内气流的分布、扩散、扰动、混合是否良好，实际切园的大小、位置等。其结果可以帮助分析锅炉燃烧设备及各风粉管道的设计、安装、配风等可能出现的一些问题，从而为安装验收、投产、热态燃烧调整试验提供参考依据。2引用标准、依据2.1.《火电工程启动调试工作规定》（96版）2.2.《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》（96版）2.3.《火电施工质量检验及评定标准》（96版）2.4.《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）2.5.《xxxxx锅炉设计说明书》3设备简介3.1锅炉主要设计参数：名称单位额定蒸发量t/h额定蒸汽温度℃额定蒸汽压力MPa锅筒工作压力MPa给水温度℃3.2煤粉燃烧器的主要设计参数：名称单位一次风速度m/s一次风率%二次风总风率%二次风风速m/s上二次风风率%中二次风率%下二次风率%边界二次风率% 4试验前应具备的条件4.1锅炉的烟风系统、制粉系统、燃烧设备安装完毕，内部所有异物已清除、并经通风试验合格。4.2锅炉的送、引、一次、排粉风机试运转合格，能进行可靠操作。4.3试验所需测点已经安装完毕。4.4各人孔门、安全门、检查孔均处于关闭状态，防爆门正常。4.5各烟、风系统风门、挡板的实际开度与指示的一致性经校验合格，各烟、风系统挡板门应开关灵活、固定可靠，全部能操作。4.6各烟风管道系统压力指示能正常投入，能正确显示。5试验前的准备工作5.1在炉内最下层二次风口下边缘以下500mm截面处搭设一试验平台(铺满竹排并留一上下孔)，要求平台牢固，能承载10人在上面工作的重量。在12m运行层，平右侧人孔门炉膛内，搭设一个3×3m的小平台，旁边装设1m高防护栏杆，要求牢固可靠，并搭设一个脚手架与上下孔连接，要求牢固，上下方便。5.2在炉内每个角的向火侧分别搭设一个10m高的脚手架，要求牢固可靠，可以承载2人上下行走，且不阻碍喷口气流。5.3在炉膛内布置36V行灯4盏，满足照明需要。.4炉膛外左侧人孔门处设联系人员一名，负责炉内外的通讯联络。6试验内容及步骤6.1炉内网面布置在炉膛下层一次风喷口中心标高截面处用铁丝布置一个“十”字形网面，用铁丝按锅炉厂说明制作两个切圆，安装在“十”字形网面中心。网面布置时，调试所试验人员现场进行指导和检查。具体作法：平炉膛下层一次风喷口中心标高用两根铁丝拉“十”，找出炉膛中心，在中心上布置切圆，由四角A层一次风喷口中心各拉一根铁丝与切圆相切，在铁丝上沿喷口中心按喷口长度间距用电工胶布缠绕，作为A、B层一次风气流衰减度测量测点。在“十”铁丝上沿炉膛中心按300mm间距用电工胶布缠绕，作为下层一次风切圆测量测点。6.2燃烧器检查对燃烧器安装情况进行外观检查，检查燃烧器喷口的形状是否与图纸相符，油枪安装位置是否正确、合理；实测一组燃烧器喷口的实际尺寸；测量燃烧器的垂直度，检查燃烧器中心线安装是否垂直。对检查结果做好记录。6.3各风机投运下总风压调整按照规程要求，先启动一侧引、送风机，待正常后，再启动另外一侧引、送风机。两侧风机均启动正常后，保持两侧引风机开度一致，两侧送风机开度一致，使两侧风机并列投入运行。调节送、引风机，逐渐增加各风机出力，调整锅炉总风量至试验要求。调整一、二挡板，使燃烧器出口风速达到满负荷条件下的冷态模拟值。调整好引风机静叶开度，维持炉膛负压在-30～-50Pa的范围内。系统稳定后，对烟风系统吹扫20分钟，准备进行炉内空到试验所需的冷态模拟值后，开始进行以下项目测量：6.4.1用热式风速仪测量下层一次风喷口出口气流衰减特性，了解出口气流的衰减特性。测量时分两组同时进行，每组2人，对喷口的出口气流沿喷口中心轴线对风速进行实测。6.4.2用热式风速仪测量一、二次风喷口出口实际风速；6.4.3用热式风速仪测量下层一次风实际切圆的大小及位置，了解炉内气流的空气动力场情况；6.4.4用热式风速仪测量贴壁风风速大小，对风速较高的地方做好记录。7安全技术措施7.1试验设安全员一名,专门负责安全工作。7.2炉膛内搭的棚架工作平台一定要牢靠，炉膛内碎物、易燃物应清理干净。试验人员进入炉内前先启动风机清扫炉内一小时。7.3参加试验的人员应注意人身安全，进入炉内应着工作服、戴好安全帽、风镜及耳罩；在平台上行走应注意防止坠落；高空作业必须系好安全带。7.4电线、电源插座应绝缘良好,无漏电,并置于人孔门旁侧一米以上处。7.5在风机运行和并列过程中，应注意监视各风机电流，不得超过额定值。7.6在整个试验过程中，应注意人身及设备安全，如有危及人身及设备安全的情况出现，应立即停止试验。8试验组织及人员分工8.1调试人员负责整个试验的指挥与协调，并负责提供对设备操作的要求及试验的技术指导。负责整个试验的观测、测试、记录工作。负责向参加试验的全体工作人员进行技术、安全交底。负责对搭设的平台、脚手架，安装的照明、测点进行验收。8.2安装单位根据试验要求，负责炉内测风平台、脚手架的搭设，照明的安装，试验所需测点的安装，并负责设备的维护，配合试验的进行。8.3电厂运行单位负责试验期间的设备运行操作、监护，按调试措施积极配合调试人员做好工作。8.4监理单位在全过程中行使质量监理职责。
第三讲锅炉空气动力场试验
试验三：锅炉空气动场试验
3）、冷态试验时，各次风通过燃烧器进入炉膛的总风量 应不使引风机或送风机过负荷。
4）、为了满足试验与运行状态的几何相似，试验时增பைடு நூலகம் 的火花及测风装置不可过多占用或遮挡燃烧器喷口面积。
试验三：锅炉空气动场试验
二次风压
二次风速
二次风开度 空气运动
试验三：锅炉空气动场试验
试验三：锅炉空气动场试验 3、冷态试验前的准备工作： 1 2 3 4 进行试验前的燃烧器和锅炉炉内检查; 启动送、引风机、排粉机，吹扫炉膛及烟、风道 1-2小时； 炉膛上部装置四盏100-500W电灯。
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第三讲
试验三：锅炉空气动场试验
试验三：锅炉空气动场试验
一、对锅炉空气动力场的理解 1、空气动力场定义：
空气，燃料和燃烧产物在锅炉炉膛内的运动工况称为空气
动力场。 良好的空气动力场主要要求为以下三个方面：
试验三：锅炉空气动场试验
（1）、从燃烧中心区有足够的热烟气回流燃烧器出口， 喷入炉膛燃料能迅速着火，保持稳定的着火前沿。 （2）、燃料和空气的分布适宜，着火后能得到充分的空 气供应，并达到均匀的扩散混合，以得迅速燃尽。 （3）、炉膛内火焰充满度良好，形成良好燃烧中心。要 求炉膛内气流无偏斜，不冲刷炉墙.各燃烧器射流不应 发生剧烈干扰和冲撞。
1）火焰或气流在炉内的充满程度。火焰充满度愈大，炉膛
利用程度就愈高，炉内停滞区及涡流区就愈小。
2）观察炉内气流动态。气流是否冲刷炉墙。气流在炉膛断
如何作锅炉冷态空气动力场试验
一、试验目的1、确定燃烧系统的配风均匀程度，确定旋流燃烧器一、二次风配风的均匀性，确定风烟系统风门挡板的风量特性。
2、确定燃烧器及燃烧系统的阻力特性。
3、确定燃烧器的流体动力特性。
4、研究炉膛火焰充满度及炉膛结焦的空气动力场原理。
5、研究锅炉燃烧对受热面壁温影响、汽温偏差影响以及非正常工况燃烧的空气动力特性。
二、试验前准备工作1、在根据试验观察及试验要求，炉膛应该铺设足够保证安全的脚手架，脚手架不应该影响炉内气流特性，应该装设足够的炉内照明，便于试验观察。
2、试验前2小时启动引风机、送风机、一次风机对炉膛进行吹扫，确保试验时炉膛内部环境不至于太恶劣，保证试验顺利进行。
3、在试验前要对燃烧器喷口、风烟系统挡板进行全面的测量、校对，保证试验真实，能正确模拟出锅炉内部空气动力场情况。
三、试验监测内容1、观测炉膛气流的充满度充满度一般用有效气流面积占整个炉膛截面积之比计算，充满度越大说明炉内涡流区域越小，炉膛利用率越高则且气流在炉膛内的流动阻力也越小。
2、观测炉内气流动态气流是否冲刷墙壁，若存在，炉膛容易结焦或产生高温腐蚀；气流在炉膛断面上的分布的均匀性，若存在偏斜时，则会造成偏斜一侧的温度过高，气温产生偏差，受热面超温，结焦等不正常情况的发生。
3、观测炉内射流相互干扰情况燃烧器内、外二次风以及一次风、中心风的相互干扰情况。
四、观测方法1、飘带法优点：这是空气动力场试验中最简单的一种方法，可用长飘带显示气流方向，用短飘带显示微风区、回流区，用飘带网观察某一截面的全面气流情况；缺点：在微风区用飘带指示气流方向的敏感性差，若飘带过长，则指示气流方向的准确性差，做记录时，工作量较大。
2、烟花示踪法将烟花置于燃烧器一次风喷口内并点燃，喷出的烟花轨迹即为炉内气流的运动轨迹，通过观察、照相、摄像等方法记录下烟花在一、二、次风射流中的轨迹，以此直观观察和分析该燃烧器及炉膛的空气动力工况。
循环流化床锅炉的空气动力场试验
5试验具体内容及过程：
5试验具体内容及过程：
5.3.2测定临界流化风量的方法：
填加床料至静高1000mm，增加一次风量，初始阶段随着一次风量增加，床压逐渐增大，当风量超过某一数值时，继续增大一次风量，床压将不再增加，该风量值即为临界流化风量。另外，也可用逐渐降低一次风量的方法，测出临界流化风量。记录风量和床压值，绘制一次风量与床压的关系曲线。 排出床料至静高800mm重复上述步骤。
5试验具体内容及过程：
5试验具体内容及过程：
3然后从最大风量开始，逐渐减小风量，每改变一次开度（风门开度每次变动10%），读取一次数据，直至风门全关。
2试验方法：
2记录不同风量下对应的布风板阻力，每改变一次开度（风门开度每次变动10%），读取一次数据，直至风门全开或一次风机出力达到额定。
1启动引风机和一次风机。逐渐开大一次风门开度改变入炉风量，并调整引风量，维持炉膛负压为-10～-20Pa。
2循环流化床锅炉空气动力场试验的目的：
1通过锅炉冷态动力场试验，为锅炉的首次点火启动、热态安全稳定运行提供必要的控制参考依据；
添加标题
01
2同时掌握锅炉及主要辅机系统的冷态工作特性，及时发现锅炉制造及安装中的缺陷并为消除缺陷提供依据。
添加标题
02
3主要的试验内容：
1对锅炉烟风系统主要辅机和有关热工测试系统的性能进行检查； 2测定布风板和料层阻力特性； 3检查布风装置：炉膛布风板、返料装置、流化形式冷渣器； 4确定冷态临界流化风量及热态运行最小风量； 5检查布风装置的均匀性； 6检查返料阀返料情况及了解掌握其系统特性； 7检查系统承压部分耐压情况，以及系统密封情况，（锅炉风压试验压力较低，较高承压部位耐压密封要求高） 8二次风支管风量检查调平
空气动力学实验报告
实验一边界层流动测量实验摘要：边界层，又称为流动边界、附面层，它是流体流动过程中，紧贴壁面的粘性阻力不可忽略的一层薄薄的流体，它对主要流体运动的影响很大。
自普朗特提出该概念起，边界层研究就一直是流体力学研究中一个焦点和难点课题。
本实验通过热线风速仪测量距离凹口平板前缘不同位置点流体的速度分布情况，并对实验数据加以分析处理，从而确定出在不同工况中的边界层的厚度、位移厚度，以及避免粘性力等参数，最终分析边界层的特性。
关键词：边界层，热线风速仪，粘性力，雷诺数，拟合，标定1.实验简介此次实验是在一个开口式风洞中进行的，该风洞试验段截面尺寸为：500mm*500mm。
设置风洞风机的运行频率为20Hz和30Hz、，利用热线风速仪测量凹槽分离点20mm的边界层上的速度分布。
然后用两种不同的方法拟合热线风速仪实验前后标定曲线，得出标定误差值，从而分析比较这两种拟合方法的优缺点，并分析出实验中热线性能的稳定性。
2.实验步骤1)将皮托管固定在风洞试验段，轴线和来流速度方向平行。
记录皮托管标定系数k。
皮托管静压连接到压力传感器负压接口，皮托管总压连接到压力传感器通道1；2)热线风速仪探头安装在二位坐标架上，连接热线探头与恒温控制器输入、输出。
此时热线恒温控制器切勿通电！将热线探头移至和皮托管同一高度；3)热线输出连接到数据采集卡AI0，皮托管输出连接到数据采集卡AI1；4)将热线恒温控制器通电，打开MATLAB热线风速仪标定程序“hw calibration.m”，改变文件名运行程序；5)将热线移动至测量点（距离凹腔分离点X=20mm）上方自由来流中，调整风洞风速，风机运行频率f=30Hz, MA TLAB运行热线速度分布测量程序“hw measurement.m”改变文件存储名称。
改变风洞风速，风机运行频率f=20Hz,重复步骤4；6)打开MATLAB热线风速仪标定程序’hw calibration.m’，改变标定参数存储文件名，重新运行标定程序。
锅炉冷态空气动力场试验分析
1、设备系统概述天津国投津能发电有限公司一期工程#2机组锅炉为上海锅炉厂引进美国ALSTOM公司的技术生产的超超临界参数变压运行螺旋管圈直流锅炉，型号为SG-3102/27.46-M532，单炉膛双切圆燃烧方式、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构、半露天Π型布置。
设计煤种为平朔安太堡煤，校核煤种I为晋北烟煤，校核煤种II为云峰混煤。
采用中速磨冷一次风正压直吹式制粉系统，配6台MPS275辊盘式磨煤机，正常运行，5运1备，其中A磨采用微油点火方式。
燃烧方式采用低NOx同轴燃烧系统（LNCFS），48只直流燃烧器分6层布置于炉膛下部四角和中部，在炉膛中呈双切圆方式燃烧。
炉膛宽度34290mm，深度15544.8mm。
炉膛由膜式壁组成，炉底冷灰斗角度为55°，从炉膛冷灰斗进口集箱（标高7500mm）到标高51996.5mm处炉膛四周采用螺旋管圈，在此上方为垂直管圈。
螺旋管圈与垂直管圈过渡采用中间混合集箱。
炉膛上部及水平烟道从前至后分别布置分隔屏过热器、后屏过热器、末级过热器、末级再热器，后烟井分成前后两个分隔烟道，前烟道布置有低温再热器和省煤器，后烟道布置有低温过热器和省煤器，在前后烟道中省煤器下部布置调温挡板，用于调节再热汽温。
锅炉采用机械干式出渣系统。
锅炉启动系统采用带循环泵的内置式启动系统，锅炉炉前沿宽度方向垂直布置4只汽水分离器和2个贮水箱。
当机组启动，锅炉负荷低于最低直流负荷30%BMCR时，蒸发受热面出口的介质流经分离器进行汽水分离，蒸汽通过分离器上部管接头进入炉顶过热器，而饱和水则通过每个分离器下方连接管道进入贮水箱中，贮水箱上设有水位控制。
贮水箱下疏水管道引至一个三通，一路疏水至炉水循环泵入口，另一路接至大气扩容器疏水系统中。
过热器汽温通过煤水比调节和三级喷水来控制，第一级喷水布置在低温过热器出口管道上，第二级喷水布置在分隔屏过热器出口管道上，第三级喷水布置在后屏过热器出口管道上，过热器喷水取自省煤器进口管道。
炉膛冷态空气动力场试验
煤粉炉炉膛运行的可靠性和经 济性在很大程度上取决于燃烧器及 炉膛内的空气动力工况，即空气 （包括挟带的燃料）和燃烧产物的 1、从燃烧中心区有足够的热烟气回 流至一次风粉混合物射流根部，使 燃料喷入炉膛后能迅速受热着火， 且保持稳定的着火前沿。
良好的炉膛空气动力工况：
2、燃料和空气的分布适宜，燃料着 火后能得到充分的空气供应，并达 到均匀的扩散混合，以利迅速燃烧 及燃尽。
良好的炉膛空气动力工况：
3、炉膛内应有良好的火焰充满度， 并形成区域适中的燃烧中心。这就 要求炉膛内气流无偏斜，不冲刷炉 壁，避免停滞区和无益的涡流区； 各燃烧器射流也不应发生剧烈的干 扰和冲撞。
一、流动过程的模化条件
1、几何相似：模型和原型的几何形状相似； 2、运动学相似：模型和原型中的每个质点的 运动图形相似； 3、动力学相似：模型和原型中各种力的作用 关系必须相似； 4、热力学相似：系统中不同部位的温度差对 于模型和原型必须有相同的数值；
流动过程的模化条件（续）
5、化学过程相似：系统中不同部位的浓度 差对于模型和原型必须有相同的数值； 6、燃烧过程的工况组织相似：如过量空气 系数相同、燃料相同、一、二次风混合 过程相似等； 7、两相流动的相似。
动量比相等
为了达到多股射流混合流动的 相似，必须保持各喷燃器在冷态下 与热态下射流惯性力的比值相等， 也就是动量比相等。
三、炉内空气动力场的观测方法
1、飘带法 2、纸屑法 3、火花法 4、测量法
四、冷态试验结果分析
• • • • • • • 喷口速度分布、气流方向； 二次风门挡板特性； 四角均匀性； 切圆大小、位置； 炉内气流的旋转性； 气流运动轨迹； 测速管系数标定等。
涉及120个相似准则！
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TPRI东方希望包头稀土铝业有限责任公司#1、#2、#3锅炉冷态空气动力场试验小结西安热工研究院有限公司2011-10-61 试验目的东方希望包头稀土铝业有限责任公司自备电厂I期#1、#2、#3锅炉为武汉锅炉厂生产的WGZ410/9.8－18型高温、高压、自然循环单锅筒、固态排渣、四角喷燃、Π型布置、全钢架悬吊结构锅炉，每台锅炉配有2台MG320/580钢球磨煤机，中储式乏气送粉制粉系统。
2011年8月机组进行大修，为了掌握大修后炉内空气动力场分布状况、二次风门挡板特性、磨煤机出口一次风气流均匀性、观察燃烧器出口气流是否偏斜、冲刷炉墙等情况，并为热态试验提供依据，电厂特委托西安热工研究院有限公司在#1、#2、#3锅炉大修后进行冷态空气动力场试验。
2 试验内容为实现上述试验目的，此次冷态空气动力场试验具体包括以下试验内容：2.1 二次风小风门开关检查；2.2 一次风调平与标定试验；2.3 二次风小风门挡板特性试验；2.4 侧边风挡板特性试验；2.5 燃烧器喷口检查；2.6 炉内空气动力场气流切圆测量；2.7 一次风、辅助风喷口气流飘带试验；2.8 贴壁风测量试验2.9 一次风喷口放纸屑试验。
3 试验方法3.1 二次风小风门开度检查在非运行状态下，试验人员用对讲机与控制室联系，进行以下项目检查：（a）检查辅助风风门挡板操作是否灵活；（b）检查表盘挡板开度的指示值与就地挡板开度是否相符。
将检查情况向电厂汇报，如发现表盘挡板的指示值与就地挡板开度不相符的情况或操作不灵活等情况由电厂进行调整消缺。
3.2 二次风小风门挡板特性的标定启动送风机与引风机，维持适当的炉膛负压（－50Pa），维持二次风箱压力在额定出力下控制值，引风机挡板开度随炉膛负压确定。
在炉内二次风喷口处用皮托管对二次风门挡板特性进行标定，二次风的风门开度分别取30%、60%、90%，得到各个二次风门的特性曲线以及每个角的各层二次风速度分配关系。
3.3 侧边风小风门挡板特性的标定启动送风机与引风机，维持适当的炉膛负压（－50Pa），维持二次风箱压力在额定出力下控制值，引风机挡板开度随炉膛负压确定。
在炉内侧边风喷口处用皮托管对侧边风挡板特性进行标定，侧边风门开度分别取30%、60%、90%，得到各个侧边风门的特性曲线。
3.4 一次风调平与标定试验启动引风机与排风机，维持适当的炉膛负压（-50Pa），在一次风管测孔处用标准皮托管和电子微压计对风速进行测量，计算同层一次风的风速偏差，然后通过一次风管上的缩孔对一次风进行调整，最终保证同层一次风速偏差在±5%以内。
同时对表盘一次风速进行标定，以保证表盘一次风速显示的准确性。
3.5 炉内空气动力场试验3.5.1．模化试验准则冷态炉内空气动力场试验就是采用相似模化的试验方法在冷态条件下来模拟热态下炉内的空气动力特性。
根据相似理论，炉内空气动力场试验所需遵循的准则为：a.保持炉内气流运动状态进入自模化区。
当炉内上升气流的雷诺数Re界限雷诺数（约为5×104）时，炉内气流运动状态进入自模化区。
b.保证流动边界条件相似，即保证一、二次风各股射流的动量比冷热态相等：(ρ1W21：ρ2W22)冷=(ρ1W21：ρ2W22)热在达到上述条件后，认为基本上达到了近似模拟的条件,即炉内冷态流动状况大致反映了热态时的炉内流动状况。
c.通过计算得出一、二次风的风速比例，按计算值将一、二次风调到模拟热态时的炉内空气动力特性。
3.5.2 试验方法启动引风机、送风机、排粉风机，维持适当的炉膛负压（-50Pa），然后根据式（1）的模化试验的条件,调整各个燃烧器的一、二次风门，使各个燃烧器的风量基本平衡，并使炉内空气流动场模拟热态时的工况。
满足试验条件后，维持各风门、运行条件不变，并在此条件下运行3～5个小时。
由试验人员进入炉内对炉内的流场进行测量，确定切圆大小和炉内空气动力场。
3.6炉内空气动力场气流切圆测量在第一层一次风喷口与第一层二次风喷口中心线水平高度用铁丝拉成十字，沿十字铁丝每隔250mm扎一个短飘带（飘带长约200mm）。
全投四层一次风及各层二次风，观察飘带方向，并在扎飘带各点测量气流速度，得到炉内气流切圆直径。
3.7 一次风、二次风喷口气流飘带试验炉内投入四层一次风及各层二次风时，在各个一次风和辅助风喷口处用长飘带观察各喷口的气流流动方向；改变燃烧器摆角开度，重复飘带观察试验。
3.8 一次风喷口放纸屑试验炉内全投四层一次风及各层二次风时，在各个一次风喷口处放纸屑，模拟煤粉气流运动，观察纸屑流动情况，判断该炉运行中煤粉气流是否冲刷水冷壁。
3.9 燃烧器观察检查逐一对燃烧器的结构和外观进行检查，是否存在变形等缺陷。
3.10 贴壁风测量试验在第一层一次风喷口高度层炉膛四周水冷壁附近，对贴壁风速进行测量，以掌握贴壁风的大小，从而判断一次风是否存在刷墙情况。
4 试验结果与分析4.1 #1锅炉冷态空气动力场试验4.1.1 二次风小风门与侧边风风门开关检查冷态空气动力场试验开始前，多次对5层二次风小风门与侧边风风门灵活性以及风门开度进行了检查与校对。
检查结果表明：（1）各二次风小风门与侧边风风门开关调节灵活，没有出现卡塞等情况。
（2）将各二次风小风门与侧边风风门分别调整至0%、30%、50%、70%、100%开度时，经电厂热工与运行人员一致确认，风门就地开度与表盘显示值基本一致。
4.1.2 一次风调平试验#1锅炉制粉系统采用乏气送粉方式，每台排粉机出口连接8根一次风管（A 排粉机出口与#1～#8一次风管连接，B排粉机出口与#9～#16一次风管连接），因此一次风调平试验时先对#1～#8一次风管风速进行调平，然后对#9～#16一次风管风速进行调平（缩孔逆时针开大，顺时针关小），具体调平结果见表4-1～表4-4。
表4-1 #1～#8一次风管风速调平试验结果（调平前）表4-2 #1～#8一次风管风速调平试验结果（调平后）表4-3 #9～#16一次风管风速调平试验结果（调平前）表4-4 #9～#16一次风管风速调平试验结果（调平后）试验结果表明：与A排粉机连接的#1～#8一次风管风速经过三次调整后，A 层一次风（#1～#4）风速偏差由-5.00%～7.09%降低至-1.46%～2.46%，B层一次风（#5～#8）风速偏差由-8.17%～9.83%降低至-3.93%～2.99%；与B排粉机连接的#9～#16一次风管风速经过两次调整后，C层一次风（#9～#12）风速偏差由-6.47%～5.38%降低至-3.43%～2.14%，D层一次风（#13～#16）风速偏差由-10.68%～11.53%降低至-3.51%～4.25%。
一次风调平试验后，四层一次风速同层偏差均在±5%以内，达到一次风调平试验要求。
4.1.3 一次风速标定试验目前#1锅炉每根一次风管上均安装有风速测量装置，为保证表盘一次风速显示的准确性，对16根根一次风管风速进行了标定，标定结果见表4-5。
表4-5 一次风速标定试验结果注：K=实测风速/表盘风速。
建议按照表4-5中的标定结果对现有表盘风速进行修正。
4.1.4 二次风小风门挡板特性试验为了掌握各二次风小风门挡板特性，将二次风压调整至锅炉额定负荷压力值，分别调整各辅助风挡板分别在30%、60%、90%三种开度下，在炉内喷口处用标准皮托管与电子微压计测量实际的喷口风速（每个喷口取6个测量点），得出各二次风的小风门挡板特性。
二次风层数从1～5按照从下至上方向进行排序，试验表盘参数见表4-6，二次风喷口风速测量见表4-7，二次风小挡板特性曲线见图4-1～图4-5。
表4-6 二次风小风门挡板特性试验表盘参数表4-7 二次风小风门挡板特性试验喷口风速测量结果图4-1 第1层二次风小风门挡板特性曲线图4-2 第2层二次风小风门挡板特性曲线图4-3 第3层二次风小风门挡板特性曲线图4-4 第4层二次风小风门挡板特性曲线图4-5 第5层二次风小风门挡板特性曲线试验结果表明：（1）各二次风挡板特性良好，基本均呈线性分布，在相同二次风箱压力下，小风门开度逐渐增大，喷口风速呈线性逐渐提高；（2）当二次风挡板开度在30%开度时，大部分二次风喷口风速在3.5m/s～10.0m/s，与其它电厂同容量锅炉冷态二次风小风门挡板特性试验结果相比，#1锅炉二次风速明显偏低，且当二次风小风门开大至50%时，二次风速也只达到15m/s左右，因此可见#1锅炉二次风小挡板开度在50%以下时二次风速较低，为防止热态运行时由于二次风速偏低引起的负面效应，建议热态运行时二次风小风门尽量不低于50%；（3）试验中发现第2～5层二次风同层四角二次风挡板特性较为接近，第1层二次风挡板特性较差；（4）由于二次风小挡板执行器长期处于高温、高粉尘的恶劣环境条件下运行，执行器与挡板故障率较高，为防止由于个别执行器或挡板故障引起的同层二次风速偏差问题，建议定期对二次风小风门执行器与挡板进行检查，以保证二次风小风门开度表盘值与就地实际开度一致。
4.1.5 侧边风挡板特性试验为了掌握不同侧边风开度下各层侧边风的实际大小，获得侧边风门挡板特性，将二次风压调整至锅炉额定负荷压力值，分别调整侧边风门挡板分别在30%、60%、90%三种开度下，在炉内喷口处用标准皮托管与电子微压计测量实际的喷口风速，得出侧边风门挡板特性。
试验表盘参数见表4-6，侧边风喷口风速测量见表4-8，侧边风门挡板特性曲线见图4-6～图4-9。
表4-8 侧边风门挡板特性试验喷口风速测量结果图4-6 A层侧边风门挡板特性曲线图4-7 B层侧边风门挡板特性曲线图4-8 C层侧边风门挡板特性曲线图4-9 D层侧边风门挡板特性曲线试验结果表明：（1）A、B、C、D层侧边风风门挡板特性均较好，随着挡板开度增大，侧边风速逐渐升高；（2）在相同侧边风门开度下，B、C、D层侧边风风速接近且较高、A层侧边风风速相对较低；（3）A、B、C、D层侧边风同层风门挡板特性接近，即在相同侧边风门开度下，侧边风速偏差较小。
4.1.6 燃烧器喷口检查试验期间对所有的燃烧器进行了检查，燃烧器结构完整，喷口规则，没有发现变形，烧损等缺陷。
经确认燃烧器安装角度在此次大修中进行调整，且已经过电厂验收合格。
4.1.7 炉内空气动力场气流切圆测量按照冷态试验相似模化理论，计算出试验期间一、二次风风速，试验期间按照计算的风速参数进行风速控制（试验参数见表4-9）。
然后通过测量安装在一、二次风喷口水平界面上的飘带处的风速进行炉内气流速度测量，并观测旋转气流的切圆直径。
试验期间表盘控制参数见表4-10，一次风切圆直径测量结果见图4-10与4-11，二次风切圆直径测量结果见图4-12与4-13。
表4-9 冷态空气动力场试验风速控制参数表4-10 冷态空气动力场试验表盘参数1314从试验结果可见：(1) 一次风切圆直径沿炉膛深度方向为6.0m左右，沿炉膛宽度方向为7.0m～7.5m左右,炉膛中心有直径为3.5m的无风区；(2) 二次风切圆直径沿炉膛深度方向为8.0m左右，沿炉膛宽度方向为8.0m左右,炉膛中心有直径为3.5m～4.0m的无风区；(3) 炉膛内一次风与二次风切圆略偏大，气流充满度较好，无明显偏斜现象，沿炉膛宽度与深度方向明显的风速对称趋势，且均存在速度峰值，气流有较强的旋转强度；（4）试验期间发现：一次风与二次风高度靠近四面炉墙中心部位，距离水冷壁1.0m范围内风速较高，达到6.0m/s～9.0m/s,有轻微刷墙迹象；且发现四面炉墙靠近喷口迎风面区域风速较高，该部分气流主要来自于二次风，能够起到防止煤粉刷墙的作用。