某发电厂锅炉存在燃烧器水冷套管爆管频繁、飞灰与炉渣可燃物偏高、燃烧不稳定等问题。为了解决以上问题，保证锅炉安全经济运行，对该炉燃烧器进行改造。为了检查改造效果，掌握炉内空气动力场情况，对锅炉进行冷态空气动力场试验。
一、锅炉概况
本锅炉为单汽包、自然循环、集中下降管、π型布置的固态排渣煤粉炉，露天布置。锅炉前部为炉膛，四周布满膜式水冷壁。炉顶、水平烟道及转向室设置了膜式壁结构的顶棚管和包墙管。尾部竖井烟道中交错布置两级省煤器和空气预热器。本锅炉采用直流式煤粉燃烧器，正四角布置、切向喷燃，假想切圆为+600mm，采用钢球磨，中间储仓热风
送粉系统。
2011年由锅炉厂提供新的一次风钝体8只及一次风喷嘴的一侧缺口封堵材料8件。本次试验前更换现有钝体并封去一次风喷嘴的一侧缺口，以减少漏粉，改善燃烧工况。同时为提高锅炉总风压，采取了以下解决措施：①燃烧器三次风周界风的风门挡板，原开孔4x8只需改为4x2只，即每块挡板仅保留1孔，其余用碳钢板焊接封堵。②燃烧器上、中、下三层二次风喷嘴的上下间隙也需用钢板焊接封堵，以减少不经过喷嘴的漏风，提高二次风压（为使喷嘴能上下摆动，留间隙5 mm），富通新能源生产销售
生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
秸秆颗�；�、
木屑颗�；�压制的生物质颗粒燃料。
二、试验原理及方法
锅炉冷态时炉膛气流工况为常温等温稳定强迫流动，而热态炉膛气流为高温不等温稳定强迫流动，其存在着较大差别”。但由于炉内气体速度场分布主要取决于作用于气体质点上的惯性力与黏性力的比值。因此，可以借助冷态模化试验来对热态炉内工况进行模拟。根据相似原理，进行炉内冷态�；匝槭庇ψ袷氐娜鲈颍杭负蜗嗨�，保持气流运动状态进入自�；呓缣跫嗨�…。在冷态试验时只需使气流运动状态进入自�；�，由于雷诺数反映了气流惯性力与黏性力之比。当Re变化，气体速度场图谱也变化，且随RP增大而增大，当Re增大到某一临界值，速度场图谱不再随Re变化，即满足欧拉准则Eu=f(Re)=C(常数)，此时惯性力是决定因素，黏性力的影响可以忽略，气流质点的运动轨迹主要受惯性力支配而不受Re影响，即气流运动状态进入自�；�。一般锅炉在Re≥105时就进入了自模化区：通过调节送、引风机挡板和各小风门挡板将喷口出口速度调节到模似速度值，经过稳定再进行冷态工况模拟试验，利用风速仪等测量工具进行风速的测量，以确定它们运动的速度场，进行飘带和纸屑示踪，了解其整个炉内动力场的状况：
三、试验内容
1．一、二和三次风的漏风试验启动引风机、送风机、排粉机，全关一、二、三次风挡板，调整送风机和引风机挡板，使送风机总风压维持不变，炉膛负压维持正常值，用风速仪测量各喷口风速，作好记录。
2．调平一次风速
全开各一次风门及缩孔，调整送风量及二次风总门，维持一次风总风压不变，用标准毕托管测量一次风喷口风压，调节缩孔开度，调平各一次风喷口风压（即一次风速），一次风调平，维持缩孔开度不变，调整一次风总风压，校验各一次风喷口风压。
3．二次风门挡板阻力特性进行测定
在风门开度0%、25%、50%、75%和100%的开度下，维持一次风总风压不变，用标准皮托管分别测量各二次风喷口的动压，计算绘制出各二次风门开度与二次风喷口风速的关系曲线。
4．调平三次风速
开启排粉机入口档板，全开三次风小风门和再循环风门，以最小风速三次风为准，调平其他三角风速，记录各三次风门开度。根据调平开度，按比例缩小三次风门开度，全开排粉机入口挡板，调节三次风速至48 m/s（热态），记录各小风门开度。
5．空气动力场测试
在试验过程中维持一次风压，三次风维持调平好的设计风速，调整各二次风门开度。
(1)用风速仪测量十字拉线各飘带处的风速，绘切圆。
(2)用长飘带在各喷口处显示气流轨迹，观察一、二次风射流情况，特别是一次风是否偏斜及贴墙。
(3)将纸屑从四角一次风喷口和炉膛中心处撒出，观察气流在炉膛内的流动方向。
(4)在距水冷壁80 mm处每隔350 mm测量风速，绘制贴壁风速。
四、试验结果及分析
1．风门漏风试验记录如下
从表1可以看出，各三次风存在一定的漏风，但比较均匀。A下二次漏风较大，各一次风门严密性较好。
2．-次风配风均匀性试验
一次风调平后数据如下，从表2可以看出来，一次风调平效果良好，保证了一次风配风均匀性。
3．二次风门挡板阻力特性测定
调平二次风总风门，全开各二次风小风门，调整A、B、C、D手动二次风总门，维持一次风总风压不变，以最小角风压为基准，将四个角二次风风箱风压调平定值。用标准皮托管分别测量各二次风喷口的动压，计算绘制出上、中、下各层二次风门开度与二次风喷口风速的关系曲线合格。
4．三次风配风均匀性试验
调平到至设计风速39 m/s后测试数据如下，从表3可以看出，三次风调平效果较好。
5．炉内空气动力场试验分析
从截面风速图和贴壁风速图可以观察炉内最大速度切圆直径和在炉膛位置，分析出炉内火焰的充满度，以及各炉墙贴壁风速，判断气流有无明显刷墙、贴壁现象。风速图和纸屑示踪试验结果显示，在倒缩腰配风方式下，火焰充满度愈大，炉膛利用程度愈高，炉内停滞区涡流区小。因此选择可以使炉内气流混合良好，旋转正常，在炉内停留时间较好的倒缩腰配风方式作为运行调整参考工况。
五、结论
通过锅炉冷态试验，可以了解判别炉膛空气动力工况的优劣，对于煤粉锅炉来说，炉内温度较低，因此加强气流对水冷壁的扰动可以加强对流换热，有利于提高锅炉的出力。本次试验结果显示炉内空气动力场分布均匀，满足设计和安装要求，但由于热态炉膛内是不等温的，各处存在一定的温度梯度，气流密度和黏度有差别，因此，冷态测试结果只能作为实际锅炉燃烧调整的参考。
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