Vol.15 No.5 王景甫等：液排渣粉煤燃烧器空气动力特性的试验 ·533· 图】实验设备系统示意图 1.风机2.阀门3.转子流量计4.电加热器5.流量孔板6.煤粉喷嘴7.热电偶 8.五孔探针9.冰点槽10.数字电压表11.打印机12.斜管压力计13.燃烧室 Fig.1 Schematic diagram of experimental apparatus 2实验结果及分析 2.1燃烧室流场分布特点 燃烧室速度分布如图2所示。大量实验数据表明，轴向速度分布可划分为6个气流结 构不同的区域：(1)前区中心回流区；(2)扩散回流区；(3)后区中心回流区；(4)环形 回流区；(5)主气流区；(6)出口正向气流区。随工况不同，各区域的比例和位置有所改 变，当采取直流供粉时(S1=0),中心回流区消失。由于中心回流区位于煤粉喷嘴出口附 近，它将烟气卷回来，相当于该处存在1个热源，对煤粉稳定着火和热分解是十分有利 的。这表明不宜采用直流进粉方式。后区中心回流区卷吸的是经过燃烧室燃烧的高温烟 气，其不仅对提高燃烧室温度和化渣有利，而且也从一定程度上阻止了较难分离的细小渣 粒和飞灰被气体带出燃烧室，从而提高捕渣率。环形回流区和主气流区构成了】个强有力 的循环区，该区域延长了煤粉颗粒的停留时间并对煤粉进行气化和高温燃烧，提高燃烬率 和捕渣率。就整个燃烧室轴向速度分布而言，正负速度交替出现，速度梯度很大，燃烧室 具有较大的扰动度，混合过程剧烈。 研究的重要发现是：选用简单环形挡渣板的燃烧室亦能产生环形回流区。前人对旋风 燃烧室的研究和设计均选用锥形缩口挡渣板以获得环形回流区，并认为环形回流区的形成 是因锥形缩口的几何形状迫使气流反流造成的3。简单环形挡渣板也能产生环形回流区 对液排渣的粉煤燃烧器设计具有重要意义，可取代结构复杂且易烧坏的锥形缩口挡渣板。 同时也进一步解释了环形回流区的形成机理，它的形成除了挡渣板的几何结构作用外，贴 壁强烈旋转的2次空气在壁面附近所形成的主气流区的引吸作用也是1个重要的因素。实V o l . 1 5 N o . 5 王 景甫等 : 液排渣粉煤燃烧器空气动力特性 的试验 9 l 0 l l : l 2 l l 、 门二 } 图 1 实验设备系统示意 图 1 . 风机 2 . 阀门 8 . 五孔探针 9. 3 . 转子流 量计 4 . 电加热器 5 . 流量孔板 6 . 煤粉喷嘴 冰点槽 1 0. 数字 电压表 1 . 打印机 1 2 . 斜管压力计 13 . 7 . 热电偶 燃烧室 F i g . 1 S c h e m at i e d i a g r a m o f e x 衅r 加e n t a l a P P a r a t u s 2 实验结 果及分析 2. 1 燃烧室 流场 分布特点 燃烧室速 度分布如 图 2 所示 。 大量实验数据表明 , 轴 向速度分布 可划 分为 6 个 气流结 构不 同的 区 域 : ( l) 前区 中心 回 流区 ; (2) 扩散回流 区 ; ( 3) 后 区 中心 回流 区 ; (4) 环形 回流 区 ; ( 5) 主气流 区 ; ( 6) 出 口 正 向气流 区 。 随工 况不 同 , 各 区 域的 比 例和位 置有 所改 变 , 当采取直 流供粉时 ( 5 1 = 0) , 中心 回流 区 消 失 。 由于 中心 回流 区位 于煤 粉 喷嘴出 口 附 近 , 它将烟 气 卷 回 来 , 相 当于 该处存在 1 个热源 , 对煤粉稳定 着火 和热 分解是 十 分有 利 的 。 这 表明 不宜采 用直流 进粉方式 。 后 区 中心 回 流 区 卷 吸的 是经过燃烧室燃 烧 的 高 温烟 气 , 其不仅 对提 高燃烧室 温度和化渣 有利 , 而 且 也从一定程度上 阻止了较难 分离的细 小渣 粒和 飞灰被气体带出燃烧室 , 从而提高捕渣率 。 环形 回 流区 和主 气流 区构 成 了 l 个强 有力 的循环区 , 该 区 域延 长 了煤粉颗粒的 停留时间并对煤粉进行气化 和高温燃烧 , 提 高燃烬率 和 捕渣 率 。 就整个燃烧室轴向速度 分布而 言 , 正 负速度 交替出现 , 速度梯 度很大 , 燃烧室 具有较大的扰动 度 , 混合过程剧烈 。 研 究 的重要 发现 是 : 选 用简单环形 挡渣板 的燃烧室 亦 能产生 环形 回 流 区 。 前人对旋风 燃 烧室的研究和设计均选用 锥形缩 口 挡渣板 以 获 得环形 回流 区 , 并认 为环 形 回流 区 的 形成 是 因锥 形缩 口 的几何形状迫使气流反 流造成的 34[ 】 。 简 单环 形挡 渣板也 能产 生环 形 回 流 区 对液排渣 的粉 煤燃烧器设计具有 重要 意义 , 可 取代结 构复杂且 易烧坏的锥 形缩 口 挡渣 板 。 同时也进一 步解释 了环形 回 流 区 的形成机理 , 它 的形成除了挡 渣 板的几 何结 构作用外 , 贴 壁 强 烈旋转的 2 次空 气在 壁面附 近所形 成的主气 流 区的 引吸 作用 也是 1 个重要 的因素 。 实