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煤颗粒粒径与停留时间和燃尽时间关系如图1所示.从图1可以看出:粒径在30μm以下的碳颗粒的燃尽时间远小于最小停留时间,可以在炉内充分燃尽;粒径在30~60μm的煤颗粒在炉内停留时间内基本可以充分燃尽,而粒径大于60μm的煤颗粒的燃尽时间随煤颗粒增大而增大,且远大于停留时间;临界逃逸粒径随流化风速增大而增大,负荷在185MW至270MW变化时,其范围在50~70μm之间.
1.2 二次风动量
二次风穿透深度影响着氧到达燃烧中心的程度,对飞灰中碳颗粒燃烧影响较大.影响二次风穿透深度的因素很多,如射流速度、喷口直径、射流角度、射流气体的密度,以及主气流的速度、温度、黏度、密度等.杨建华等基于Patrick提出了针对单相流的射流经验公式,以及气固两相流中二次风射流模型,二次风射程正比于二次风的动量(ρ2u22)与气固两相流混合物动量(ρ1u12+ρp(1-ε)up2)的比值.
实际锅炉运行中,通常会采取调节二次风挡板开度,以调整二次风喷入炉膛深度.二次风出口压力会随挡板开度变化而改变,一定程度上反应了二次风的穿透力.基于上述模型的思路,可以将试验研究中二次风出口压力与密相区压降的比值作为反映二次风穿透力的无量纲量,通过不同负荷下的试验,得到了5组比较典型运行负荷下,飞灰含碳量(质量分数,下同)随二者压比的变化情况,结果如图2所示.由图2可见:在各个负荷下随着二次风出口压力与密相区压降比值的增大,飞灰含碳量均下降;在不同运行负荷下,二次风出口压力与密相区压降比对飞灰含碳量影响不同.在185,240,280MW负荷时,飞灰含碳量随二者压比升高降低缓慢;在270,210MW负荷时,飞灰含碳量变化较为明显,随压比升高显著下降.
1.3 省煤器出口氧量
炉膛出口烟气含氧量(体积分数,下同)是表征炉内燃烧所需氧量与实际进入炉膛氧量的比例.氧量的高低直接影响着炉内未完全燃烧损失和排烟热损失的大小,从而影响锅炉效率.有研究发现不同负荷下,锅炉热效率对省煤器出口氧量变化的敏感程度不同.通过对试验数据分析,得到不同负荷下省煤器出口氧量与飞灰含碳量的关系如图3所示.
由图3可见,飞灰含碳量随省煤器出口氧量的增大而降低,在不同负荷下,氧量对飞灰含碳量影响程度不同,185,210,270,280MW负荷下的影响明显高于240MW.
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