锅炉炉膛空气动力场的冷态等温模化赵成东1,孙文举2,殷晓红1,黄启龙1,杨利民1,王志国3,刘鹏宇3(1.黑龙江省电力科学研究院,黑龙江哈尔滨150030;2.哈尔滨第三发电厂,黑龙江哈尔滨150024;ColdIsothermalSimulationofAirDynamicFieldInBoilerChamberZHAOCheng2dong1,SHUNWen2ju2,YINXiao2hong1,HUANGQi2long1,YANGLi2min1,WANGZhi2guo3,LIUPeng2yu3(1.Heilong激angElectricPowerScienceResearchInstitute,Harbin,Heilong激ang150030;2.HarbinNo.3Power摘要:介绍了电站锅炉空气动力场的冷态模化的基本相似模化原理、试验控制参数的计算方法及相关的测量技术。关键词:锅炉;模化;湍流欧拉准则p=Eu=constρw2ρwl雷诺准则μ=Re=constwl贝克列准则α=Pe=const:TK223.21文献标识码:A文章编号:1002-1663(2000)05-0017-02Abstract:Presentthebasicsimilaritysimulationprinciplefollowedincoldsimulationofpowerplantboilerdynamicfield,wayofcalculatingtestcontrolparametersandasso2ciatedmeasuringtechniques.显然,为使试验工况与实际相似而保持以上各相似准则实际与试验值完全一致是不可能的。但Ho、Fr、Pe对时均受迫流动过程的影响相对微弱,可忽略不计,因此粘性不可压缩流体的稳定不等温受迫运动完整方程组的解,可写成如下形式的准则方程式:Eu=f(Re)当粘性流体在Re大于第二临界值时,其对流体的紊乱程度及流速分布的影响非常微弱,流动状态与流速分布不再发生变化,并彼此相似,这一特性就是粘性流体的“自模化性”,它为模化试验带来很大方便,当实际的Re处于自模化区时,模型的Re值可不必与实际值相等,只要与实际Re处于同一自模化区就可满足相似性。冷态动力场模化试验正是利用粘性流体的“自模化性”来保证实际与模化试验的Eu数值相等以简化模化条件来实现相似试验。112模化条件根据相似第二定理,冷态等温模化试验模型与实物间应遵循的相似条件如下:a.几何相似。对于在锅炉或其模型上的冷态试验,几何相似很容易满足;b.介质进入及引出模型的流速分布与实物相0前言新型锅炉投入运行前或锅炉燃烧器改造后,常常通过炉膛冷态动力场试验探索其气流流动规律,以验证和修改锅炉设计及运行方案。冷态模化试验虽不能完全模拟炉内燃烧的复杂过程,但易于实现并可提供一些炉内流动的定性试验结果作为分析依据,因而得到锅炉调试人员的广泛应用。1111冷态模化的相似原理冷态模化试验的相似准则由于炉内流动是粘性流体的受迫流动,根据连续方程、运动方程及导热方程可导出如下相似准则:动力时均性准则wτ=Ho=constl热力时均性准则gl=Fr=constw2收稿日期:1999-08-03作者简介:赵成东(1968-),男,1990年毕业于东南大学动力工程系。现在黑龙江省电力科学研究院从事锅炉调试、试验工作,工程师。—17—Vol.22,No.5Heilong激angElectricPowerOct.2000似。同时由于粘性流体具有“稳定性”,故由几何相似就可使之得到保证;c.物理参数相似。锅炉燃烧过程的温度变化为100～1600℃,由于等温过程进行模化难以办到,只能在分析试验结果时考虑不等温状态的影响;d.与准则Re保持一致。真实锅炉一般具有很高的Re值,模型要保持相同的Re值,需较大的风量,但根据粘性流体的“自模化性”,Re值大于第二临界值即可进入自模化区,可以减少试验所需的风量;e.单值条件确定,即确定出试验的工况。ρ2oΔp2m所以(4)w2m=w2oρ2mΔp2o式(4)中Δp2m/Δp2o值可任意选择,但必须使模型试验在自模化区内。Δp2m/Δp2o值的选择对模化试验很重要,过高会使风机出力满足不了试验要求,过低将使试验不在自模化区内。选择原则一般以试验总风量接近风机额定出力为准,这样可使风速标定更加准确。由式(3)、式(4)可计算出模拟某一热态工况的试验风速,通过靠背管或笛形管监测并控制试验风速,即可模拟相应的工况。3冷态动力场模化试验的测量技术传统动力场的测量主要是通过靠背管、笛形管2试验参数的确定为使试验模拟炉内某一特定的真实工况,必须等测速元件测量一次风、二次风的风速,即在炉内拉网格设定测量点,利用热球或风杯式风速仪测量炉内各点风速,并在各点绑上飘带以指示气流方向。为形象地观察炉内的流动情况,一般在喷口燃放烟花,以火花示踪来观察气流的流动轨迹。...