新安裝的鍋爐或在役鍋爐大修后，在熱態(tài)運(yùn)行前通常要進(jìn)行爐內(nèi)冷態(tài)空氣流場試驗(yàn)。冷態(tài)試驗(yàn)是依靠冷態(tài)�；�技術(shù)，通過冷態(tài)時(shí)對鍋爐進(jìn)行的有關(guān)試驗(yàn)來了解風(fēng)門檔板的開度一流量特性：確認(rèn)燃燒系統(tǒng)中配風(fēng)的均勻性；考核燃料與煙風(fēng)系統(tǒng)：爐內(nèi)氣流充滿度和渦流區(qū)的范圍等氣流分布情況；測量水冷壁貼壁風(fēng)速和水平煙道風(fēng)速的分布，從而掌握冷態(tài)爐內(nèi)氣流的流動規(guī)律。它不僅可以為鍋爐熱態(tài)運(yùn)行提供參考依據(jù)，而且為運(yùn)行中的諸多問題如結(jié)焦、火焰中心偏斜、爐膛出口煙溫偏差等問題的分析和對策的制定提供幫助：此外，它還為探索合理安全的低負(fù)荷運(yùn)行方式帶來了方便。因此，冷態(tài)試驗(yàn)是一種簡單易行、效率高的對鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義的試驗(yàn)方法。本次試驗(yàn)是在實(shí)爐上進(jìn)行的，鍋爐實(shí)物圖見圖3.1。

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一、冷態(tài)�；瘲l件
    在相似理論的基礎(chǔ)上通過模化試驗(yàn)來研究鍋爐內(nèi)的空氣流場。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，對鍋爐進(jìn)行冷態(tài)�；�試驗(yàn)研究，能夠比較真實(shí)的反映爐內(nèi)實(shí)際的空氣流場工況，由相似原理可知，在實(shí)爐上進(jìn)行冷態(tài)空氣流場試驗(yàn)研究應(yīng)滿足兩個(gè)條件：①各股射流流動工況均應(yīng)進(jìn)入自模化區(qū)（即界限雷諾數(shù)取為100000），眾所周知，對流動過程起主要怍用的是雷諾準(zhǔn)則：Re=PVD/μ，它表明了流動慣性力與粘性力之比值。在等溫流動時(shí)，它決定了氣流運(yùn)動的阻力特性，而壓力與慣性力的比值通常以歐拉準(zhǔn)則Eu來表示即：
Eu=△p/pv²=f（Re）
    當(dāng)Re大于一定值后，Eu值不再與Re數(shù)有關(guān)而保持為一定值，即此時(shí)慣性力是決定因素，而粘性力的影響可以忽略不計(jì)，因此氣流質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡主要受慣性力的支配而不再受Re值的影響，氣流運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)入自模化區(qū)。對大多數(shù)鍋爐，Re≥105時(shí)即進(jìn)入自�；瘏^(qū)。②應(yīng)維持冷、熱態(tài)時(shí)各股射流動量比相等。
二、鍋爐冷態(tài)調(diào)試
    本次冷態(tài)試驗(yàn)主要解決六個(gè)方面的問題：
    ①檢驗(yàn)鍋爐的煙風(fēng)系統(tǒng)能否正常運(yùn)行；
    ②調(diào)平前后各風(fēng)噴口風(fēng)速；
    ③檢驗(yàn)二次風(fēng)門與執(zhí)行機(jī)構(gòu)能否正常工作并整定二次風(fēng)門流量特性；
    ④部分流場數(shù)據(jù)的測量；
    ⑤爐內(nèi)流場示蹤研究；
    ⑥生物質(zhì)冷態(tài)噴吹試驗(yàn)
    試驗(yàn)系統(tǒng)簡圖如圖3.2所示、
    系統(tǒng)圖中各數(shù)字和字母的意義見下表：

系統(tǒng)圖中各數(shù)字和字母的意義
1	引風(fēng)機(jī)總風(fēng)門	2	送風(fēng)機(jī)總風(fēng)門
3	二次風(fēng)機(jī)總風(fēng)門	A	后二次風(fēng)總風(fēng)門
B	前二次風(fēng)機(jī)總風(fēng)門1	C	頂二次風(fēng)右風(fēng)門
D、E、F	一次風(fēng)風(fēng)門	G	頂二次風(fēng)左風(fēng)門

（1）鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整
    主要考核鍋爐的煙風(fēng)系統(tǒng)是否能正常運(yùn)行，檢驗(yàn)項(xiàng)目包括：三個(gè)風(fēng)機(jī)（送風(fēng)機(jī)／引風(fēng)機(jī)/二次風(fēng)機(jī)）、爐排、門孔、風(fēng)門、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、鍋爐原有表計(jì)、新增的四個(gè)測點(diǎn)（指示總送風(fēng)量的均速管流量計(jì)、指示總二次風(fēng)量的均速管流量計(jì)、前一次風(fēng)道靜壓、旋風(fēng)除塵器前煙道負(fù)壓）等。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鍋爐的煙風(fēng)系統(tǒng)在數(shù)值模擬計(jì)算所確定的工
況下能夠正常運(yùn)行�？偹惋L(fēng)量、總二次風(fēng)量、風(fēng)道負(fù)壓試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)見附錄F。
（2）前后各風(fēng)噴口風(fēng)速調(diào)平
1）前墻二次風(fēng)調(diào)平
將送風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度調(diào)到60%、二次風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度調(diào)到60%、引風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度調(diào)到70%、前二次風(fēng)門開度打到7檔、后二次風(fēng)門開度打到7檔，開始進(jìn)行風(fēng)口風(fēng)速的調(diào)平，用靠背管和熱線風(fēng)速儀測量各風(fēng)口風(fēng)速，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，每個(gè)風(fēng)口內(nèi)都設(shè)置有可調(diào)節(jié)的阻力件，通過調(diào)節(jié)阻力件把各個(gè)風(fēng)口的風(fēng)速調(diào)平并逼近數(shù)值模擬計(jì)算確定的風(fēng)速（24 m/s）大小為止，然后將阻力件焊牢固。共進(jìn)行了三輪調(diào)節(jié)，原始數(shù)據(jù)見附錄G，調(diào)平前風(fēng)口速度見圖3.3，風(fēng)口最終調(diào)平見圖3.4。
 
    由圖3.3中可見初始狀態(tài)的前二次風(fēng)各噴口之間的流速很不均衡，最小風(fēng)速出現(xiàn)在1號噴口，最大流速出現(xiàn)在12號噴口，噴口間最大速度差約為4.6 m/s，會造成爐內(nèi)流場嚴(yán)重偏斜，所以必須進(jìn)行調(diào)平。由圖3.4可見經(jīng)過調(diào)節(jié)后前墻二次風(fēng)的14個(gè)風(fēng)口的速度都已逼近數(shù)值計(jì)算的速度值24m/s，最小風(fēng)速出現(xiàn)在10號噴口，最大流速出現(xiàn)在
5號噴口，噴口間最大速度差約為1.3m／s，與調(diào)整前的狀態(tài)相比，噴口流速分布均勻性大為改善。
2）后墻二次風(fēng)調(diào)平
    前墻二次風(fēng)調(diào)平后開始進(jìn)行后墻二次風(fēng)的調(diào)平，后墻二次風(fēng)共15個(gè)風(fēng)口，每個(gè)風(fēng)口內(nèi)都設(shè)置有可調(diào)節(jié)的阻力件，反復(fù)進(jìn)行“調(diào)節(jié)一測試一再調(diào)節(jié)”的步驟，直到把風(fēng)口的風(fēng)速調(diào)到逼近數(shù)值模擬計(jì)算的速度值17m/s，共進(jìn)行了5輪調(diào)節(jié)，原始數(shù)據(jù)見附錄H，調(diào)平前和調(diào)平后的風(fēng)口風(fēng)速分別見圖3.5和圖3.6。
 
    對照后二次風(fēng)的初始狀態(tài)（圖3.5）和調(diào)平后的狀態(tài)(圖3.6)可見，原先嚴(yán)重不均衡的后二次風(fēng)各個(gè)噴口的流速被基本調(diào)平。
3）頂二次風(fēng)和一次風(fēng)調(diào)平
    通過調(diào)節(jié)頂二次風(fēng)和一次風(fēng)的風(fēng)門將頂二次風(fēng)和一次風(fēng)風(fēng)速調(diào)平，最終調(diào)平結(jié)果見圖3.7和圖3.8，由圖3.7可見經(jīng)過調(diào)平后頂二次風(fēng)風(fēng)口風(fēng)速已經(jīng)逼近數(shù)值模擬的速度值16.5 m/s：由圖3.8可見經(jīng)過調(diào)平后一次風(fēng)風(fēng)口風(fēng)速已經(jīng)逼近數(shù)值模擬的速度值11m/S。
 
（3）二次風(fēng)門流量特性整定
    完成前后二次風(fēng)調(diào)平之后，基本可以認(rèn)為前后二次風(fēng)噴口的流速均衡，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行兩個(gè)二次風(fēng)門的“風(fēng)門開度一流量”特性整定，為制定燃燒系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)程提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。前后二次風(fēng)管道示意圖如圖3.9所示，二次風(fēng)系統(tǒng)為多管路系統(tǒng)，流量分配受所有風(fēng)門共同影響，所以對二次風(fēng)門的“風(fēng)門開度一流量”特性進(jìn)行整定。
 
    風(fēng)門標(biāo)示：A代表后二次風(fēng)門，B代表前二次風(fēng)門，后接數(shù)字代表風(fēng)門檔位，檔位（風(fēng)門開度）由小到大分為7檔。例如A283表示后二次風(fēng)門為2檔位，前二次風(fēng)門為3檔位，共測量了四個(gè)工況的數(shù)據(jù)，內(nèi)場數(shù)據(jù)見表3,2。內(nèi)場數(shù)據(jù)經(jīng)過處理可得各二次風(fēng)量與風(fēng)門開度之間的關(guān)系。爐內(nèi)測量的數(shù)據(jù)為內(nèi)場數(shù)據(jù)，其余為外場數(shù)據(jù)。

二次風(fēng)門特性內(nèi)場數(shù)據(jù)表
A3B7	前1	18.8
	前7	18.2
	前14	17.8
	后1	14.5
	后8	14.6
	后15	14.7
A7B3	前1	17.1
	前7	17.2
	前14	17.0
	后1	16.1
	后8	16.3
	后15	16.5
A2B5	前1	16.6
	前7	16.4
	前14	16.4
	后1	13.1
	后8	12.8
	后15	12.9
A5B2	前1	16.8
	前7	16.3
	前14	16.3
	后1	15.6
	后8	15.5
	后15	15.2

    各種工況下前后二次風(fēng)的計(jì)算量、比值見下表：

工況	前二次風(fēng)計(jì)算量/（m3/h）	后二次風(fēng)計(jì)算量（m3/h）	前二次風(fēng)量/后二次風(fēng)量
A3B7	2107.4	1804.7	1.17
A7B3	1973.0	2015.0	0.98
A2B5	1900.0	1599.0	1.19
A5B2	1900.0	1908.0	0.995

    由上表可見，二次風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)量調(diào)節(jié)受到前二次風(fēng)門和后二次風(fēng)門的共同影響，調(diào)節(jié)前二次風(fēng)門時(shí)，前二次風(fēng)量變化的同時(shí)后二次風(fēng)量也會變化，此時(shí)需要調(diào)節(jié)后二次風(fēng)門維持后二次風(fēng)量，前后二次風(fēng)門是相互關(guān)聯(lián)的。
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