不同入射角对无缝化弯头的冲蚀情况及冲蚀磨损影响

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最后更新：	2017-04-19 15:34
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公司基本资料信息

详细说明

由于入射角会影响气固两相流的冲蚀磨损情况，利用仿真模拟气固两相流当中的固体颗粒轨迹，对不同的入射角进行冲蚀磨损分析。对试验管段的无缝化弯头进行单独的仿真模拟，并进行不同入射角度的冲蚀情况的仿真分析。碳钢弯头对不同角度的冲蚀磨损情况，同固体颗粒运动轨迹的对比。固体颗粒的运动轨迹，同冲蚀磨损的最大位置相一致。碳钢无缝弯头当入射角度偏向正方向时，固体颗粒先碰撞弯头内圆弧壁面，然后反射到外壁面上，弯头的最大冲蚀部位出现在内壁面上。
将不同入射角度的最大冲蚀率、平均冲蚀率进行拟合如图7所示，入射角度对气固两相流的冲蚀磨损影响比较明显。当角度向负方向偏移时，冲蚀率成向上突起的抛物线；当角度向正方向偏移时，冲蚀率随着角度逐渐增大，固体颗粒对材料的冲蚀随着入射角度的增大而增大。在一15“附近时达到峰值，到+5“附近时达到最低，大于+5“冲蚀率随角度的增加而增大，这与文献中实验结果的拟合曲线吻合很好。因此，可以通过改变冲蚀的入射角度来减少弯头的冲蚀磨损，这点对于工程应用有较大的指导意义。
国标中弯头的曲率半径一般为R=1.5D，R=2D，R-3D，在同样条件的模型下研究曲率半径对冲蚀磨损的影响分析。不同曲率半径的冲蚀磨损同固体颗粒的运动轨迹。随着弯头曲率半径的增加，碳钢无缝化弯头的冲蚀位置有所变化，颗粒在弯头管壁的二次碰撞情况也随之增加。
将不同曲率半径时弯头的冲蚀磨损率拟合。弯头的最大冲蚀率在曲率半径为2D时较小，当曲率半径大于3D时随着曲率半径的增大，弯头的最大冲蚀率随之减少。因此，根据弯头的最大冲蚀部位来设计弯头的曲率半径，可以减小弯头的冲蚀磨损。由于弯头的曲率半径增大，弯头管壁的面积增大，因此弯头的平均冲蚀率随着弯头的曲率半径的增加而减少。
弯头在煤粉浓淡燃烧技术排放过程中良好的性能
煤粉浓淡燃烧技术在低负荷稳燃、降低燃烧过程中氮氧化物的排放方面具有良好的性能，已成功应用于大中型电厂锅炉上。国产四角切圆燃烧锅炉一次风管一般采用水平布置，一次风流经炉前弯头后进入燃烧器。如采用左右浓淡燃烧技术，有两个角的弯头可实现煤粉浓淡的自然分离，但另两个角无缝化碳钢弯头分离的浓淡方向与左右浓淡燃烧技术的要求，即浓煤粉气流位于向火侧，淡煤粉气流位于背火侧的原则相悖。这两个角就需要采用浓淡分离器将碳钢弯头外侧的浓煤粉流导向到弯头内侧。同时由于浓淡分离器有一定的阻力，为考虑各输粉管道阻力均衡，以及煤粉浓度的可调节，往往也要求在具有自然分离能力的弯头后也装设浓淡分离器。
几种浓淡分离器分离效果的试验和数值结果，但这些结果都是在分离器入口气流和煤粉浓度分布均匀的情况下获得的，只能反映布置在弯头后较长直管段后的浓淡分离器的工作特性，但由于现场空间的限制，浓淡分离器进口与弯头出口之间的距离较短，碳钢无缝弯头出口存在煤粉空气混合物速度和煤粉浓度分布的不均匀，这必然会对浓淡分离器的工作特性造成一定影响。
浙江大学开发的撞击式可调浓度煤粉浓淡燃烧技术，具有结构简单、低阻力、浓淡分离比高等优点，并应用于多台电厂锅炉的低负荷稳燃、防结渣和降低NO、的改造工作，取得良好效果。本文采用试验和数值模拟方法，对一次风管弯头结构和布置形式对煤粉浓淡分离器的分离效果、浓淡侧速度分布不均的影响进行分析，同时提出了具有前置弯头的浓淡分离器获得高分离效果及浓淡侧速度均衡的途径，为浓淡分离器的设计和运行提供参考。
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