新安裝的鍋爐或在役鍋爐大修后，在熱態(tài)運行前通常要進行爐內(nèi)冷態(tài)空氣流場試驗。冷態(tài)試驗是依靠冷態(tài)�；夹g(shù)，通過冷態(tài)時對鍋爐進行的有關(guān)試驗來了解風門檔板的開度一流量特性：確認燃燒系統(tǒng)中配風的均勻性；考核燃料與煙風系統(tǒng)：爐內(nèi)氣流充滿度和渦流區(qū)的范圍等氣流分布情況；測量水冷壁貼壁風速和水平煙道風速的分布，從而掌握冷態(tài)爐內(nèi)氣流的流動規(guī)律。它不僅可以為鍋爐熱態(tài)運行提供參考依據(jù)，而且為運行中的諸多問題如結(jié)焦、火焰中心偏斜、爐膛出口煙溫偏差等問題的分析和對策的制定提供幫助：此外，它還為探索合理安全的低負荷運行方式帶來了方便。因此，冷態(tài)試驗是一種簡單易行、效率高的對鍋爐安全經(jīng)濟運行具有現(xiàn)實指導意義的試驗方法。本次試驗是在實爐上進行的，鍋爐實物圖見圖3.1。
三門峽富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐、生物質(zhì)燃料鍋爐、家用小型錘式生物質(zhì)爐灶等。
一、冷態(tài)�；瘲l件
在相似理論的基礎(chǔ)上通過�；囼瀬硌芯垮仩t內(nèi)的空氣流場。實踐經(jīng)驗表明，對鍋爐進行冷態(tài)�；囼炑芯浚軌虮容^真實的反映爐內(nèi)實際的空氣流場工況，由相似原理可知，在實爐上進行冷態(tài)空氣流場試驗研究應滿足兩個條件：①各股射流流動工況均應進入自�；瘏^(qū)（即界限雷諾數(shù)取為100000），眾所周知，對流動過程起主要怍用的是雷諾準則：Re=PVD/μ，它表明了流動慣性力與粘性力之比值。在等溫流動時，它決定了氣流運動的阻力特性，而壓力與慣性力的比值通常以歐拉準則Eu來表示即：
Eu=△p/pv
2=f（Re）
當Re大于一定值后，Eu值不再與Re數(shù)有關(guān)而保持為一定值，即此時慣性力是決定因素，而粘性力的影響可以忽略不計，因此氣流質(zhì)點的運動軌跡主要受慣性力的支配而不再受Re值的影響，氣流運動狀態(tài)進入自�；瘏^(qū)。對大多數(shù)鍋爐，Re≥105時即進入自模化區(qū)。②應維持冷、熱態(tài)時各股射流動量比相等。
二、鍋爐冷態(tài)調(diào)試
本次冷態(tài)試驗主要解決六個方面的問題：
①檢驗鍋爐的煙風系統(tǒng)能否正常運行；
②調(diào)平前后各風噴口風速；
③檢驗二次風門與執(zhí)行機構(gòu)能否正常工作并整定二次風門流量特性；
④部分流場數(shù)據(jù)的測量；
⑤爐內(nèi)流場示蹤研究；
⑥生物質(zhì)冷態(tài)噴吹試驗
試驗系統(tǒng)簡圖如圖3.2所示、
系統(tǒng)圖中各數(shù)字和字母的意義見下表：
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系統(tǒng)圖中各數(shù)字和字母的意義 |
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1 |
引風機總風門 |
2 |
送風機總風門 |
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3 |
二次風機總風門 |
A |
后二次風總風門 |
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B |
前二次風機總風門1 |
C |
頂二次風右風門 |
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D、E、F |
一次風風門 |
G |
頂二次風左風門 |
（1）鍋爐煙風系統(tǒng)調(diào)整
主要考核鍋爐的煙風系統(tǒng)是否能正常運行，檢驗項目包括：三個風機（送風機／引風機/二次風機）、爐排、門孔、風門、執(zhí)行機構(gòu)、鍋爐原有表計、新增的四個測點（指示總送風量的均速管流量計、指示總二次風量的均速管流量計、前一次風道靜壓、旋風除塵器前煙道負壓）等。通過試驗發(fā)現(xiàn)鍋爐的煙風系統(tǒng)在數(shù)值模擬計算所確定的工
況下能夠正常運行�？偹惋L量、總二次風量、風道負壓試驗原始數(shù)據(jù)見附錄F。
（2）前后各風噴口風速調(diào)平
1）前墻二次風調(diào)平
將送風機風門開度調(diào)到60%、二次風機風門開度調(diào)到60%、引風機風門開度調(diào)到70%、前二次風門開度打到7檔、后二次風門開度打到7檔，開始進行風口風速的調(diào)平，用靠背管和熱線風速儀測量各風口風速，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)進行調(diào)節(jié)，每個風口內(nèi)都設(shè)置有可調(diào)節(jié)的阻力件，通過調(diào)節(jié)阻力件把各個風口的風速調(diào)平并逼近數(shù)值模擬計算確定的風速（24 m/s）大小為止，然后將阻力件焊牢固。共進行了三輪調(diào)節(jié)，原始數(shù)據(jù)見附錄G，調(diào)平前風口速度見圖3.3，風口最終調(diào)平見圖3.4。
由圖3.3中可見初始狀態(tài)的前二次風各噴口之間的流速很不均衡，最小風速出現(xiàn)在1號噴口，最大流速出現(xiàn)在12號噴口，噴口間最大速度差約為4.6 m/s，會造成爐內(nèi)流場嚴重偏斜，所以必須進行調(diào)平。由圖3.4可見經(jīng)過調(diào)節(jié)后前墻二次風的14個風口的速度都已逼近數(shù)值計算的速度值24m/s，最小風速出現(xiàn)在10號噴口，最大流速出現(xiàn)在
5號噴口，噴口間最大速度差約為1.3m／s，與調(diào)整前的狀態(tài)相比，噴口流速分布均勻性大為改善。
2）后墻二次風調(diào)平
前墻二次風調(diào)平后開始進行后墻二次風的調(diào)平，后墻二次風共15個風口，每個風口內(nèi)都設(shè)置有可調(diào)節(jié)的阻力件，反復進行“調(diào)節(jié)一測試一再調(diào)節(jié)”的步驟，直到把風口的風速調(diào)到逼近數(shù)值模擬計算的速度值17m/s，共進行了5輪調(diào)節(jié)，原始數(shù)據(jù)見附錄H，調(diào)平前和調(diào)平后的風口風速分別見圖3.5和圖3.6。
對照后二次風的初始狀態(tài)（圖3.5）和調(diào)平后的狀態(tài)(圖3.6)可見，原先嚴重不均衡的后二次風各個噴口的流速被基本調(diào)平。
3）頂二次風和一次風調(diào)平
通過調(diào)節(jié)頂二次風和一次風的風門將頂二次風和一次風風速調(diào)平，最終調(diào)平結(jié)果見圖3.7和圖3.8，由圖3.7可見經(jīng)過調(diào)平后頂二次風風口風速已經(jīng)逼近數(shù)值模擬的速度值16.5 m/s：由圖3.8可見經(jīng)過調(diào)平后一次風風口風速已經(jīng)逼近數(shù)值模擬的速度值11m/S。
（3）二次風門流量特性整定
完成前后二次風調(diào)平之后，基本可以認為前后二次風噴口的流速均衡，在此基礎(chǔ)上進行兩個二次風門的“風門開度一流量”特性整定，為制定燃燒系統(tǒng)的運行規(guī)程提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。前后二次風管道示意圖如圖3.9所示，二次風系統(tǒng)為多管路系統(tǒng)，流量分配受所有風門共同影響，所以對二次風門的“風門開度一流量”特性進行整定。
風門標示：A代表后二次風門，B代表前二次風門，后接數(shù)字代表風門檔位，檔位（風門開度）由小到大分為7檔。例如A283表示后二次風門為2檔位，前二次風門為3檔位，共測量了四個工況的數(shù)據(jù)，內(nèi)場數(shù)據(jù)見表3,2。內(nèi)場數(shù)據(jù)經(jīng)過處理可得各二次風量與風門開度之間的關(guān)系。爐內(nèi)測量的數(shù)據(jù)為內(nèi)場數(shù)據(jù)，其余為外場數(shù)據(jù)。
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二次風門特性內(nèi)場數(shù)據(jù)表 |
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A3B7 |
前1 |
18.8 |
|
前7 |
18.2 |
|
前14 |
17.8 |
|
后1 |
14.5 |
|
后8 |
14.6 |
|
后15 |
14.7 |
|
A7B3 |
前1 |
17.1 |
|
前7 |
17.2 |
|
前14 |
17.0 |
|
后1 |
16.1 |
|
后8 |
16.3 |
|
后15 |
16.5 |
|
A2B5 |
前1 |
16.6 |
|
前7 |
16.4 |
|
前14 |
16.4 |
|
后1 |
13.1 |
|
后8 |
12.8 |
|
后15 |
12.9 |
|
A5B2 |
前1 |
16.8 |
|
前7 |
16.3 |
|
前14 |
16.3 |
|
后1 |
15.6 |
|
后8 |
15.5 |
|
后15 |
15.2 |
各種工況下前后二次風的計算量、比值見下表：
|
工況 |
前二次風計算量/（m3/h） |
后二次風計算量（m3/h） |
前二次風量/后二次風量 |
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A3B7 |
2107.4 |
1804.7 |
1.17 |
|
A7B3 |
1973.0 |
2015.0 |
0.98 |
|
A2B5 |
1900.0 |
1599.0 |
1.19 |
|
A5B2 |
1900.0 |
1908.0 |
0.995 |
由上表可見，二次風系統(tǒng)中風量調(diào)節(jié)受到前二次風門和后二次風門的共同影響，調(diào)節(jié)前二次風門時，前二次風量變化的同時后二次風量也會變化，此時需要調(diào)節(jié)后二次風門維持后二次風量，前后二次風門是相互關(guān)聯(lián)的。
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