[發明專利]一種旋流燃燒器噴口冷態流場的網狀測量系統

有效

• 申請號: 201911374483.0
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN110967210B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 劉志強;王天龍;趙曉光;張姣;史洋;郝青哲
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;國網河北能源技術服務有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01M9/00
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 董金國;張曉龍

本發明涉及一種旋流燃燒器噴口冷態流場的網狀測量系統，包括數據采集儀、網狀測量架構和控制器。網狀測量架構由材質和長度相同的金屬桿組成，網狀測量架構的每個網孔節點用絞扣固定。網孔節點上設置熱線風速探頭，熱線風速探頭通過通信線纜或通過無線傳輸的方式與數據采集儀通信聯通，數據采集儀連接到控制器。網狀測量架構冷態試驗安裝在電站鍋爐旋流燃燒器噴口流場。本發明用于電站鍋爐冷態動力場試驗，測量旋流燃燒器噴口流場的狀態，通過數據分析得出旋流燃燒器葉片角度下的回流區的大小和形狀，選擇適合鍋爐所燒煤種的回流區大小，使旋流燃燒器的葉片角度開度與所燒煤種相匹配。

技術領域

本發明屬于火電廠鍋爐燃燒設備測量技術領域，涉及一種旋流燃燒器噴口冷態流場的網狀測量系統。

背景技術

電站鍋爐尤其是火焰對沖的旋流燃燒器鍋爐，回流區的大小和形狀是重要的燃燒因素?；亓鲄^的大小和形狀與所燒的煤種一一對應，對于揮發份含量較小的貧煤和無煙煤對回流區的要求較高，要求比較合適的回流區，對于燒噴煤和無煙煤的鍋爐來說，如果燃燒器噴口的回流區較小，會造成電站鍋爐的飛灰含碳量較高以及火焰中心上移，使得鍋爐出現一系列的燃燒問題。電站鍋爐所燒煤種的揮發份含量較高，應該選擇較小的回流區甚至不需要回流區，如果燃燒高揮發份的煤種而又選擇較大的回流，可能會出現噴口內著火，造成燃燒器噴口燒損或者噴口附近結焦或者腐蝕。因此電站鍋爐所燒的煤種與旋流燃燒器噴口處的回流區的大小和形狀一一對應，通過調整旋流燃燒器的內外二次風的葉片角度來實現改變回流區的大小和形狀。不論冷態動力場試驗還是熱態運行時的燃燒調整試驗，調整葉片角度改變回流區的大小是非常關鍵的調整手段。綜上所述，電站鍋爐旋流燃燒器的噴口流場對電站鍋爐的安全穩定高效運行至關重要。

當前傳統的測量回流區的方法比較簡單，用飄帶法只能對回流區的形狀進行大致的判斷，不能實現精確測試，傳統的測量方法的缺點是：

⑴試驗精度低，傳統的測量方式只能用幾個點代表測試，觀察一個直線上布條的擺動方向（只能觀測方向，無法對該測量點出的速度進行測量），當然更無法做到一個覆蓋面系統精確的測試，并且在測試過程中手持儀器對著每秒幾十米的風速進行測量，手臂晃動無法避免,人為的誤差無法改變，無法保證儀器穩定和角度正確，試驗精度受到極大的影響。

⑵旋流燃燒器噴口區域的流場非常重要，回流區的大小有無與所燒的煤種對應，不論從電廠的穩燃角度還是節能角度，噴口附近流場意義重大，冷態動力場試驗時需要不斷調整旋流燃燒的葉片角度，測量每個葉片開度下的回流區的大小和形狀，以實現找到與當前煤種最佳的回流區的大小，這個連續尋找最佳回流區的過程需要整個過程保持相當高的精度和試驗強度，對試驗人員的耐心和體力一個很大的考驗。

⑶工作環境差。爐內噪音大、粉塵飛揚且夏季酷熱（可達40℃以上）、冬季寒冷，給試驗人員的身體健康造成了很大的危害。

⑷勞動強度大。試驗人員在惡劣的環境中爬上梯子，在高空中面對30～50m/s的風速進行風速測量，勞動強度大，危險系數高。

⑸試驗耗時長。鍋爐燃燒器數量多，每一工況均需用人工對各燃燒器噴咀進行多點測量，耗時較長，風機耗電量增加。

綜上所述，當前的急需一個能精確測量旋流燃燒器流場的測量系統，并且能夠實現精確測量的同時，又能保證試驗快速精確安全簡潔。

發明內容

本發明的目的是提供一種旋流燃燒器噴口冷態流場的網狀測量系統，用于電站鍋爐冷態動力場試驗，測量旋流燃燒器噴口流場的狀態，通過數據分析得出該旋流燃燒器在當前葉片角度下的回流區的大小和形狀，選擇適合鍋爐所燒煤種的回流區大小，使旋流燃燒器的葉片角度開度與所燒煤種相匹配。