射流对冲搅拌式高强度生物质燃烧机的研究

射流对冲搅拌式高强度生物质燃烧机的研究

    强化燃烧是多年来人们一直追求的目标之一：近年来一些研究者席生物质射流的对冲来强化煤的燃烧，取得了一定的效果E一3】．但是对射流对冲燃烧方式的机理和工作特性的研究，以前的分析模型都比较简单，也没有探讨对冲燃烧方式对劣质煤的适应性．本文作者在所建的高强度燃烧试验台上对分宜劣质烟煤进行了燃烧试验，测量了燃烧器二维等温模型的湍流场，并对燃烧器的二维模型和三维两相等温流场进行了数值计算．

    四、结果和讨论

    对大多数实验工况，生物质均能及时着火并猛烈燃烧．表1和图2给出了三种试验工况及其气体浓度和火焰温度的测量结果．从图2可见，最高火焰温度(1400-1500qC)位于一次风与二次风之间的强烈搅拌区．  尽管三种工况的一次风过量空气系数确￡有较大差异，但从气体浓度沿燃烧器长度的分布来看，在火焰长度接近0.5(m)处燃烧厦痊就已基本完成．一次风过量空气系数仅对一次凤搅拌区的燃烧反应有较瞻显的影藕，燃烧器出口飞灰含碳量为16.47- 21.90%，相应飞灰燃尽率为68,3-78．o%．根据气俸浓度分布估算，总的燃烧效率在90%以上，燃料在火焰中的升温速率为l06(K/s)量缓．

分别为三维气担转向对均速度分布、脉动速度分布、颗粒运动轨道及颗粒体平均浓度分布的数值预测结果．可以看到，一次风射流对冲碰撞后，在其上游和下游形成回流，碰撞点附近区域湍动十分强烈，最高脉动速度与射流出口速度之比可高达45-50%．颗粒运动轨道十分复杂，有相当一部分颗粒在惯性力作用下撞在燃烧器壁面主形成粘渣．颗粒体平均浓度分布一个最明显的特点是，在一次风对冲点附近出现一个极高的浓度峰值，

    通过对燃烧器二维等温模型溅量结果和三维两相流场数值预测结果的分斩，以得到如下重要结论：(1)四筏一次风射

流的高速对冲使一次风区的最水湍流涡旋尺度已达到生物质颗粒直径的量级，生物质颗粒周围的传热传质薄膜受到极大破坏，从而使燃料的升温速率及燃烧速率大大提高和强化；(2)由亍生物质在着灭区出现一个离浓度峰值，保证燃烧稳定的一次风过量空气系数可以远高于常规燃烧设备中的推荐餐；（筇射流对冲搅拌式生物质燃烧机的主要特点是一次风上下游烟气回流、一次风区的高湍动和局部生物质高度富集；