汪涂維，　馬　侖，　方慶艷，　樂方愿，　張　成，　姚　斌，　陳　剛

(華中科技大學(xué) 煤燃燒國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 武漢 430074)

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W火焰鍋爐三次風(fēng)流動(dòng)特性優(yōu)化試驗(yàn)與模擬研究

汪涂維，馬侖，方慶艷，樂方愿，張成，姚斌，陳剛

(華中科技大學(xué) 煤燃燒國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 武漢 430074)

摘要：以某300 MW配直流縫隙式燃燒器的W火焰鍋爐為研究對(duì)象，按1∶1等比例搭建了下傾三次風(fēng)風(fēng)箱的冷態(tài)試驗(yàn)?zāi)Ｐ停_展了三次風(fēng)流動(dòng)特性試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究，深入分析了三次風(fēng)下傾入射角衰減的原因，獲得了三次風(fēng)風(fēng)箱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化信息.結(jié)果表明：三次風(fēng)風(fēng)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)是影響三次風(fēng)下傾入射角的主要因素，而三次風(fēng)體積流量對(duì)三次風(fēng)下傾入射角基本沒有影響；采用大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)時(shí)，由于噴口通流面積突然變小，且風(fēng)箱內(nèi)部靠近噴口的上下部氣流存在拐彎擠壓現(xiàn)象，導(dǎo)致三次風(fēng)下傾入射角大幅衰減；在垂直方向上增加導(dǎo)流板，可有效減弱三次風(fēng)下傾入射角的衰減；采用小風(fēng)室時(shí)三次風(fēng)噴口通流面積與風(fēng)室內(nèi)保持相同，能消除衰減現(xiàn)象，達(dá)到設(shè)計(jì)的三次風(fēng)下傾效果.

關(guān)鍵詞：W火焰鍋爐； 風(fēng)箱結(jié)構(gòu)； 流動(dòng)特性； 優(yōu)化試驗(yàn)； 數(shù)值模擬

W火焰鍋爐著火特性優(yōu)良，穩(wěn)燃和燃盡性能較好，有利于燃用低揮發(fā)分煤，尤其是無煙煤，是我國(guó)目前燃用低揮發(fā)分煤的主力爐型[1-3].但在實(shí)際生產(chǎn)中，部分W火焰鍋爐仍然出現(xiàn)了鍋爐燃燒不穩(wěn)定，熱效率偏低，NOx排放量高及嚴(yán)重結(jié)渣等問題[4-7].引起這些問題的主要原因是鍋爐燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，導(dǎo)致爐內(nèi)流動(dòng)特性偏離理想狀態(tài)，煤粉火焰行程短或出現(xiàn)嚴(yán)重偏燒狀態(tài)，對(duì)著火、燃燒和結(jié)渣特性造成了不利影響[1-3].

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)上述問題開展了大量研究，取得了較大的進(jìn)展.W火焰鍋爐下爐膛前后墻上的分級(jí)風(fēng)入射方向不合理是引起爐內(nèi)流動(dòng)特性偏離理想狀態(tài)的主要原因之一，尤其是福斯特-惠勒技術(shù)和配直流縫隙式燃燒器的W火焰鍋爐[8-10]，且由于技術(shù)流派不同，兩者對(duì)鍋爐前后墻分級(jí)風(fēng)的叫法不一致，分別稱為二次風(fēng)和三次風(fēng).對(duì)于福斯特-惠勒技術(shù)的W火焰鍋爐，由于F層二次風(fēng)風(fēng)量和動(dòng)量大且呈水平方向送入爐膛，對(duì)由爐拱向下的煤粉氣流火焰下沖有明顯的阻礙，導(dǎo)致煤粉火焰偏斜、行程縮短甚至短路.在F層二次風(fēng)風(fēng)箱內(nèi)加裝導(dǎo)流板，讓F層風(fēng)向下傾斜一定角度，可改善爐內(nèi)流動(dòng)特性，顯著改善鍋爐燃燒、結(jié)渣和NOx排放特性[8-9].因此，前后墻上分級(jí)風(fēng)下傾是有效延長(zhǎng)火焰行程，改善W火焰鍋爐性能的方法.對(duì)于配直流縫隙式燃燒器的W火焰鍋爐，原設(shè)計(jì)三次風(fēng)下傾入射角度為50°，但在實(shí)際運(yùn)行中仍然出現(xiàn)上述問題.通過冷態(tài)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，三次風(fēng)的實(shí)際下傾入射角出現(xiàn)嚴(yán)重的衰減，大大小于設(shè)計(jì)的下傾入射角，以致達(dá)不到預(yù)期的流場(chǎng)特性[11].但是，目前對(duì)于產(chǎn)生下傾入射角衰減的具體原因還不明確，不利于對(duì)該型鍋爐進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì).

筆者以某臺(tái)300 MW配直流縫隙式燃燒器的W火焰鍋爐為研究對(duì)象，按1∶1等比例搭建了下傾三次風(fēng)風(fēng)箱的冷態(tài)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，開展了三次風(fēng)流動(dòng)特性試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究，深入分析了三次風(fēng)下傾入射角衰減的原因，以期為三次風(fēng)風(fēng)箱結(jié)構(gòu)和流動(dòng)特性優(yōu)化提供參考.

1試驗(yàn)系統(tǒng)

1.1鍋爐概況

該鍋爐為哈爾濱鍋爐有限責(zé)任公司引進(jìn)英國(guó)三井巴布科克能源有限公司技術(shù)生產(chǎn)制造的HG-1025/17.3-WM18型鍋爐，鍋爐為單爐膛平衡通風(fēng)、中間一次再熱、亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)單汽包固態(tài)排渣煤粉爐.下爐膛為八角形結(jié)構(gòu)，爐膛四角為翼墻；采用W火焰燃燒方式，燃燒器為直流縫隙式，配雙進(jìn)雙出球磨機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)，設(shè)計(jì)煤種為無煙煤.煤粉燃燒器布置于前后拱上，送風(fēng)量中的88%從爐拱上二次風(fēng)噴嘴垂直向下送入爐膛，其余的12%從爐拱下的前后墻上三次風(fēng)噴嘴與水平方向呈50°向下傾斜送入爐膛，速度為9 m/s.圖1為該W火焰鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖.

圖1　W火焰鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖

1.2試驗(yàn)系統(tǒng)與工況設(shè)置

試驗(yàn)系統(tǒng)模型根據(jù)圖1中試驗(yàn)區(qū)域的三次風(fēng)風(fēng)箱及噴口實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸按1∶1等比例搭建，示意圖如圖2所示.三次風(fēng)風(fēng)箱向下傾斜角度為50°，風(fēng)箱出口尺寸為1.3 m×0.8 m，均勻設(shè)置6個(gè)縫隙式三次風(fēng)噴口，每個(gè)縫隙噴口高0.6 m、寬0.05 m.在流體充分發(fā)展的直段布置了流量測(cè)量孔，在各工況試驗(yàn)前，通過該孔用網(wǎng)格法測(cè)量截面速度，核算三次風(fēng)流量，以保證各工況下的三次風(fēng)流量一致.

將從左至右的第3個(gè)縫隙噴口中心豎直截面設(shè)置為測(cè)量面，測(cè)點(diǎn)布置見圖2.測(cè)速系統(tǒng)采用IFA300恒溫風(fēng)速儀，它通過感應(yīng)一個(gè)暴露在流體中微小電加熱的感應(yīng)元件所傳遞的熱量變化來測(cè)量流體速度，測(cè)量誤差小于5%.同時(shí)，為了更直觀地考察流場(chǎng)特性變化，進(jìn)行了飄帶示蹤測(cè)試拍攝.測(cè)試過程中，采用直徑0.6 mm的細(xì)線作為飄帶，并將相機(jī)架在噴口高度中心位置，以減小示蹤飄帶重力和觀測(cè)位置對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響.

圖2　試驗(yàn)系統(tǒng)及測(cè)點(diǎn)布置圖

設(shè)置了3種不同的下傾實(shí)現(xiàn)方案：(1) 工況1.原設(shè)計(jì)的下傾三次風(fēng)風(fēng)箱為大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)，內(nèi)部沒有導(dǎo)流板；(2) 工況2.在下傾三次風(fēng)大風(fēng)箱內(nèi)，沿三次風(fēng)噴嘴上下沿安裝有3片導(dǎo)流板；(3) 工況3.在下傾三次風(fēng)大風(fēng)箱內(nèi)，將大風(fēng)箱進(jìn)一步分割為小風(fēng)室，將6個(gè)三次風(fēng)縫隙噴口合為1個(gè)，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的搭建.

圖3為各工況風(fēng)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖.3個(gè)工況保證相同的送風(fēng)機(jī)入風(fēng)量，并根據(jù)實(shí)際的三次風(fēng)風(fēng)速，進(jìn)行冷態(tài)?；@得試驗(yàn)工況的三次風(fēng)噴口處速度為6.5 m/s，設(shè)定其體積流量為1.33 m3/s.同時(shí)，為了考察三次風(fēng)體積流量對(duì)下傾入射角的影響，還對(duì)工況1~工況3分別在三次風(fēng)體積流量為1.94 m3/s和2.55 m3/s時(shí)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)應(yīng)的出口風(fēng)速分別為9.5 m/s和12.5 m/s，共計(jì)9個(gè)測(cè)量工況.

(a)工況1(b)工況2(c)工況3

圖3各工況風(fēng)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

Fig.3Internal structures of the wind box under different

conditions

1.3數(shù)值模擬

為了對(duì)三次風(fēng)下傾入射角衰減的原因進(jìn)行分析，以上述三次風(fēng)風(fēng)箱冷態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)為對(duì)象，構(gòu)建三維幾何數(shù)學(xué)模型，對(duì)三次風(fēng)風(fēng)箱內(nèi)部和噴口區(qū)域流動(dòng)特性開展數(shù)值模擬研究.采用分區(qū)劃分網(wǎng)格方法，使用六面體網(wǎng)格，使網(wǎng)格線的方向盡量與氣流流動(dòng)方向保持一致，并在三次風(fēng)噴口區(qū)域加密，以獲得高質(zhì)量的計(jì)算網(wǎng)格，提高計(jì)算結(jié)果的精確.計(jì)算網(wǎng)格圖見圖4，網(wǎng)格總數(shù)為28萬.

圖4　計(jì)算網(wǎng)格

2結(jié)果與分析

2.1風(fēng)箱結(jié)構(gòu)對(duì)三次風(fēng)下傾入射角的影響

圖5為工況1~工況3下通過各個(gè)測(cè)點(diǎn)所測(cè)得的流場(chǎng)圖.由圖5可以看出，當(dāng)采用大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)時(shí)(工況1)，三次風(fēng)經(jīng)過縫隙式噴口后的下傾入射角只有11.5°，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值50°.這說明采用大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)，內(nèi)部沒有導(dǎo)流板時(shí)，三次風(fēng)經(jīng)過縫隙式噴口后，下傾入射角會(huì)大大衰減，三次風(fēng)氣流難以達(dá)到設(shè)計(jì)的下傾效果.當(dāng)在大風(fēng)箱內(nèi)沿三次風(fēng)噴嘴上下沿安裝3片導(dǎo)流板后(工況2)，三次風(fēng)經(jīng)過縫隙式噴口后的下傾入射角達(dá)到24.5°.表明增加導(dǎo)流板可明顯減弱三次風(fēng)下傾入射角的衰減現(xiàn)象，有利于增大下傾入射角.盡管如此，三次風(fēng)下傾氣流仍然存在衰減現(xiàn)象.而工況3中，將大風(fēng)箱進(jìn)一步分割為小風(fēng)室后，三次風(fēng)下傾入射角基本達(dá)到設(shè)計(jì)值.因此，在噴口前部采用下傾小風(fēng)室可以消除三次風(fēng)下傾入射角的衰減，實(shí)現(xiàn)三次風(fēng)氣流的設(shè)計(jì)下傾效果.圖6為工況1~工況3的飄帶示蹤圖.由圖6可以看出，實(shí)際三次風(fēng)下傾角與試驗(yàn)流場(chǎng)計(jì)算得到的三次風(fēng)下傾角近似，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性.

(a) 工況1

(b) 工況2

(c) 工況3

(a) 工況1

(b) 工況2

(c) 工況3

表1給出了三次風(fēng)體積流量對(duì)下傾入射角的影響.從表1可以看出，工況1中，當(dāng)三次風(fēng)風(fēng)速由6.5 m/s增至9.5 m/s再到12.5 m/s時(shí)，三次風(fēng)下傾入射角均在11.5°左右，最大差值僅為0.4°.工況2中，當(dāng)三次風(fēng)風(fēng)速由7.2 m/s增至10.4 m/s再到13.6 m/s時(shí)，三次風(fēng)下傾入射角都在24.0°左右，最大差值為0.7°.而工況3中，當(dāng)三次風(fēng)風(fēng)速?gòu)?1.3m/s增至16.5 m/s再到21.7 m/s時(shí)，三次風(fēng)下傾入射角都在50.0°左右，最大差值僅為1.0°.上述測(cè)量結(jié)果表明，在本文試驗(yàn)條件下，三次風(fēng)體積流量對(duì)三次風(fēng)下傾入射角基本沒有影響.

圖7給出了圖2中Line 1和Line 2上三次風(fēng)速模擬值與試驗(yàn)值的對(duì)比.從圖7可以看出，三次風(fēng)速模擬值與試驗(yàn)值符合得較好.圖8為工況1~工況3的模擬流場(chǎng)圖.從圖8可以看出，各工況下的三次風(fēng)下傾入射角的模擬值與試驗(yàn)值(見圖6)也吻合得較好，同時(shí)也能看出風(fēng)箱結(jié)構(gòu)對(duì)三次風(fēng)下傾效果的影響.

表1　三次風(fēng)體積流量對(duì)下傾入射角影響的試驗(yàn)結(jié)果

(a) 工況1

(b) 工況2

(c) 工況3

(a) 工況1

(b) 工況2

(c) 工況3

試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果相互驗(yàn)證，表明所建立的模型和模擬結(jié)果是合理的，可以用來分析三次風(fēng)風(fēng)箱及噴口區(qū)域流動(dòng)特性.由上述試驗(yàn)和模擬結(jié)果可知，采用工況1中的大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)時(shí)，該W火焰鍋爐三次風(fēng)下傾入射角只有11.5°，在爐膛中表現(xiàn)為前后墻的三次風(fēng)氣流基本處于水平的對(duì)沖狀態(tài)，對(duì)來自爐拱上的煤粉氣流火焰的向下行程產(chǎn)生了強(qiáng)烈的阻礙作用，而不是引流效果，導(dǎo)致煤粉氣流火焰不能充分下沖而縮短其在下爐膛的行程.這一方面會(huì)降低下爐膛的溫度和一次風(fēng)氣流卷吸的高溫?zé)煔饬髁?，從而降低一次風(fēng)煤粉氣流的著火性能，不利于鍋爐的穩(wěn)定燃燒.尤其是當(dāng)運(yùn)行中增加三次風(fēng)風(fēng)量時(shí)，爐膛火焰閃爍明顯，負(fù)壓波動(dòng)大，燃燒穩(wěn)定明顯變差.另一方面，煤粉氣流火焰行程縮短不僅導(dǎo)致煤粉顆粒在爐膛內(nèi)停留的時(shí)間縮短，降低煤粉的燃盡率，還會(huì)使?fàn)t膛出口煙氣溫度升高，導(dǎo)致減溫水量增加和排煙溫度升高，降低鍋爐效率，影響其經(jīng)濟(jì)性.同時(shí)，也弱化了爐膛空氣分級(jí)燃燒的效果，導(dǎo)致NOx排放量增加.當(dāng)然，還有可能引起過熱器和再熱器金屬壁面超溫，影響鍋爐運(yùn)行安全性.在工況2中，增加導(dǎo)流板能明顯抑制三次風(fēng)下傾入射角的衰減現(xiàn)象，其引流煤粉氣流火焰下沖的效果提高，有利于增加煤粉氣流的火焰行程，可明顯克服由工況1中大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)引起的上述問題.當(dāng)然，采用工況3中的小風(fēng)室結(jié)構(gòu)，能消除衰減現(xiàn)象，達(dá)到三次風(fēng)下傾引流煤粉氣流火焰下沖的理想效果，使得鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保性能得到進(jìn)一步的提升.

2.2三次風(fēng)下傾入射角衰減原因分析

結(jié)合數(shù)值模擬對(duì)三次風(fēng)下傾入射角衰減的原因進(jìn)行分析，主要分析圖2中風(fēng)箱內(nèi)部Line3和噴口處Line4上的水平速度、豎直速度和合速度的變化(見圖9)，速度值為負(fù)表示方向向下，為正表示方向向上.從圖9(b)可以看出，對(duì)于工況2，由于采用縫隙噴口，三次風(fēng)在經(jīng)過噴口時(shí)，水平方向上的通流寬度突然變窄，因而會(huì)產(chǎn)生加速作用，三次風(fēng)的水平分速度會(huì)大幅增加.而由于風(fēng)室中布置了3片導(dǎo)流板，且導(dǎo)流板是沿縫隙噴口上下沿布置的，使得三次風(fēng)在豎直方向上的通流高度從導(dǎo)流板入口到縫隙噴口處都沒有變化，因此三次風(fēng)在經(jīng)過噴口時(shí)的豎直分速度仍然保持原數(shù)值.根據(jù)速度合成原理，經(jīng)噴口后的三次風(fēng)合速度的下傾角就產(chǎn)生了大幅衰減.

(a) 工況1

(b) 工況2

(c) 工況3

從圖9(a)可以看出，工況1中三次風(fēng)通流面積大，風(fēng)箱內(nèi)的速度較小.三次風(fēng)在經(jīng)過噴口時(shí)，同樣由于在水平方向上的通流寬度突然變窄而產(chǎn)生加速作用，使得三次風(fēng)的水平分速度大幅增加.而由于沒有導(dǎo)流板，在風(fēng)箱內(nèi)部靠近噴口的上下部分氣流存在拐彎擠壓現(xiàn)象，上部氣流向下擠壓，而下部氣流則反向向上擠壓，使得噴口下部氣流豎直分速度方向反而向上，對(duì)中上部氣流產(chǎn)生托舉作用，導(dǎo)致噴出后的三次風(fēng)豎直分速度平均值有所減小.同樣根據(jù)速度合成原理，經(jīng)噴口后的三次風(fēng)合速度的下傾角就產(chǎn)生了比工況2中更大的衰減.

從圖9(c)可以看出，工況3中的三次風(fēng)通流高度和寬度從小風(fēng)室入口到噴口處都保持相同，可保證噴出后的三次風(fēng)水平和豎直分速度大小均不變，因此噴出后的三次風(fēng)下傾入射角和風(fēng)室下傾角相同，消除了衰減現(xiàn)象.

3結(jié)論

(1) 三次風(fēng)風(fēng)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)是影響三次風(fēng)下傾入射角的主要因素，而三次風(fēng)體積流量對(duì)三次風(fēng)下傾入射角基本沒有影響.

(2) 采用大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)時(shí)，由于噴口通流面積突然變小，并且風(fēng)箱內(nèi)部靠近噴口的上下部氣流存在拐彎擠壓現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致三次風(fēng)入射下傾角大幅衰減，由50°衰減至11.5°左右.

(3) 在垂直方向上增加導(dǎo)流板，可有效抑制三次風(fēng)下傾入射角的衰減現(xiàn)象，此時(shí)三次風(fēng)下傾入射角為24.0°左右.

(4) 采用小風(fēng)室時(shí)，相當(dāng)于在工況2的基礎(chǔ)上進(jìn)一步在水平方向上也增加了導(dǎo)流板，使得三次風(fēng)噴口通流面積與風(fēng)室內(nèi)保持相同，能消除衰減現(xiàn)象，三次風(fēng)下傾入射角可以達(dá)到設(shè)計(jì)的三次風(fēng)下傾效果.

參考文獻(xiàn)：

[1]況敏.斗巴W火焰鍋爐及多次引射分級(jí)燃燒技術(shù)研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2012.

[2]汪華劍.W型火焰鍋爐燃燒檢測(cè)與優(yōu)化研究[D].武漢:華中科技大學(xué),2010.

[3]任楓. FW型W火焰鍋爐高效低NOx燃燒技術(shù)研究[D]. 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2010.

[4]REN Feng, LI Zhengqi, ZHANG Yubin,etal.Influence of the secondary air-box damper opening on airflow and combustion characteristics of a down-fired 300-MWe utility boiler[J].Energy & Fuels,2007,21(2): 668-676.

[5]LI Zhengqi, REN Feng, ZHANG Jie,etal. Influence of vent air valve opening on combustion characteristics of a down-fired pulverized-coal 300-MWe utility boiler[J].Fuel,2007,86(15): 2457-2462.

[6]FANG Qingyan, WANG Huajian, WEI Yan,etal.Numerical simulations of the slagging characteristics in a down-fired, pulverized-coal boiler furnace[J].Fuel Processing Technology,2010,91(1): 88-96.

[7]周文臺(tái),程智海, 金鑫，等. 600 MW超臨界W火焰鍋爐防超溫燃燒調(diào)整試驗(yàn)研究[J].動(dòng)力工程學(xué)報(bào),2013,33(10):753-758.

ZHOU Wentai,CHENG Zhihai,JIN Xin，etal. Combustion adjustment tests for preventing overheating problems in a 600 MW supercritical W-flame boiler[J].Journal of Chinese Society of Power Engineering，2013,33(10):753-758.

[8]FANG Qingyan, WANG Huajian, ZHOU Huaichun,etal. Improving the performance of a 300 MW down-fired pulverized-coal utility boiler by inclining downward the F-layer secondary air[J].Energy & Fuels,2010,24(9):4857-4865.

[9]LI Zhengqi, REN Feng, CHEN Zhichao,etal. Influence of declivitous secondary air on combustion characteristics of a down-fired 300-MWe utility boiler[J].Fuel,2010,89(2):410-416.

[10]KUANG Min, LI Zhengqi, YANG Peifeng,etal. Flow-field deflection characteristics within a cold small-scale model for a down-fired 300 MWe utility boiler at different secondary-air angles[J].Fuel Processing Technology,2011,92(6):1261-1271.

[11]SHI Jian, CHEN Yuzhong，HOU Yubo,etal. Experimental study on the effects of declivitous angle of secondary air on the flow characteristics and coal combustion of a down-fired[C]//Proceedings of the ASME 2011 Power Conference Co-located with International Conference on Power Engineering-2011. Denver, Colorado,USA:ASME,2011.

Experimental and Numerical Investigation on Optimization of Tertiary Air Flow Characteristics in a W-flame Boiler

WANGTuwei,MALun,FANGQingyan,LEFangyuan,ZHANGCheng,YAOBin,CHENGang

(State Key Laboratory of Coal Combustion, Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074, China)

Abstract：Taking the 300 MW W-flame boiler with direct flow split burner as an object of study, a 1∶1 scale cold model of wind box was set up to experimentally and numerically study the tertiary air flow characteristics, so as to find the causes leading to the reduction of the tertiary air incidence angle, and to obtain necessary information for structural optimization of the wind box. Results show that the internal structure of tertiary wind box is the main factor that affects the incidence angle of tertiary air flow, and the volumetric flow of tertiary air has basically no effect on the incidence angle. When large wind box is adopted, the incidence angle of tertiary air would greatly become smaller due to the abrupt shrinkage of nozzle flow area and to the squeezing action at turning point of top and bottom surface near the nozzle in the wind box, which could be improved by adding air deflectors in the vertical direction; whereas when small wind box is used, the phenomenon of incidence angle reduction could be eliminated by keeping the flow area of tertiary air nozzle to be same as that of the air chamber, so as to achieve the designed valve of incidence angle of tertiary air.

Key words：W-flame boiler; wind box structure; flow characteristic; optimization test; numerical simulation

文章編號(hào)：1674-7607(2016)01-0001-06

中圖分類號(hào)：TK224

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A學(xué)科分類號(hào)：470.30

作者簡(jiǎn)介：汪涂維(1990-)，男，湖北黃石人，碩士研究生，研究方向?yàn)閃火焰鍋爐優(yōu)化與混煤燃燒.

基金項(xiàng)目：廣東省教育部產(chǎn)學(xué)研資助項(xiàng)目(2012B091100173)；華中科技大學(xué)校青年基金資助項(xiàng)目(01-18-120070)

收稿日期：2015-03-09

修訂日期：2015-04-27

方慶艷(通信作者)，男，副教授，博士，電話(Tel.): 027-87542417-8206;E-mail: qyfang@hust.edu.cn.