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EPIC四通道煤粉燃烧器的产品结构是借鉴国外先进燃烧器的技术,通过分析国内众多厂家在三通道煤粉燃烧器使用实践中遇到的各类问题,经过大量冷态试验确定了EPIC四通道煤粉燃烧器的喷嘴结构。由内向外,依次为中心风、旋流风、煤风、直流风通道,还可根据用户要求在中心风通道内装设点火油枪。中心风是通过中心稳焰板上分布的小孔流出,流量约为一次风总量的0.03%~0.05%,其作用是调整射流中心回流区的负压,改变头部高温区的位置及大小。旋流风通道采用长螺旋叶片轴流式旋流器,其特有的结构不但可降低气动阻力,且能产生足够的旋流强度。煤风通道设计科学,在使用中不易堵塞,对易磨损部位进行了国内先进技术的高温喷涂处理,保证使用寿命。直流风通道在喷口安装了12~16个周向分布的喷嘴,喷嘴特殊的腔体线形设计和加工精度可使喷出气流刚劲有力,且能量损失少,提高直流外风的出口动量,改善喷射流形。此外直流风通道外部还设有稳焰罩,以避免火焰过早发散,同时还起到了保护喷嘴头部的作用。
理论和试验都证明,中心圆盘稳焰器的尾迹效应有助于形成内部回流区,旋流风出口的几何形状对射流中各速度及内部回流区的位置将产生重要作用,在相同的旋流强度条件下,采用扩张型延伸口可使轴向和切向速度峰值之间的径向距离和逆向的质量流量加大。为此EPIC四通道煤粉燃烧器旋流风通道的内外套管都采用了轴向伸缩结构,可视工况需要实时调节,使喷口产生扩张延伸效果。冷态试验和热态运行实践证明,这种调节手段对控制火焰形状极为有效。
EPIC四通道煤粉燃烧器一次空气质量流量m(kg/s)与其喷出速度v(m/s)的乘积称为燃烧器的推力M(N)。燃烧过程中二次热风与煤粉的混合速率以及煤粉的燃烧速均随燃烧器推力的增加而提高,但过大的推力也会产生负面效应。丹麦FLS公司提出可以用“相对动量”来表征燃烧器的推力,其定义为一次空气量百分数(注:此处所谈一次风不包括煤风)与喷出速度的乘积(%.m/s)。FLS公司认为欲获得最佳燃烧条件,相对动量的取值范围应在1200~1500(%.m/s)内。
国际火焰基金(IFRF)资助的欧洲CEMEFLAME集团的研究成果认为单位热能燃烧器推力为3-7N/MW。
由上可见,若限定推力或相对动量的取值范围,要降低一次风量必须提高一次风速。根据前述推荐值,可以大致推算出一次风量5~7%所对应的一次风速为180~220M/S左右。目前国内大多数三通道燃烧器的速度未达到此值。
EPIC四通道煤粉燃烧器一次风速取值范围是直流外风160-250M/S,旋流内风120-245M/S,煤风20-35M/S。基本符合前述要求。工业应用的效果也证实提高一次风出口动量确能有效降低一次风量。
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