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由于W火焰锅炉独特的炉膛结构,使得其在燃用难燃煤方面具有很大的优势,经过几十年的发展,目前已成为我国燃用低挥发分煤种的主要炉型。然而实际运行中发现W火焰锅炉存在燃烧不稳定、燃尽性能差、水冷壁结渣、NO_x排放量过高等问题。本文针对某电厂一台采用福斯特惠勒技术660MW W火焰锅炉在运行中出现的NO_x排放量过高的问题,设计搭建了1:15的冷态气固两相实验装置,利用PDA测量系统研究拱上布置燃尽风喷口后炉内气固流动特性。本文研究共分为两方面:在总风量保持不变的条件下,通过改变燃尽风(OFA)风率的大小研究炉内气固两相流动特性。试验发现:随着OFA风率减小,煤粉气流射流深度增加,当OFA风率从0%升高至20%时,一次风煤粉气流均能够射流到F层二次风中心线以下,此时煤粉颗粒的运行轨迹较长,燃尽效果较好。而OFA风率为25%时,一次风煤粉气流仅能射流到F层二次风中心线以上,影响煤粉颗粒的燃尽。随着OFA风率增大,OFA气流刚性变强,当OFA风率从0%升高至15%时,OFA风不能够穿透到炉膛中心位置,OFA气流与上行烟气的混合较差,不利于飞灰可燃物的燃尽。而OFA风率为20%和25%时,OFA气流能够射流到炉膛中心位置。综合煤粉气流的下射深度与OFA气流的穿透深度等因素,本文确定最佳OFA风率为20%;在确定最佳OFA风率为20%的条件下,通过减小F层二次风喷口面积使其风速与未布置燃尽风喷口时相同,研究此时炉内的气固流动特性,并与OFA风率为20%和未布置燃尽风喷口时炉内气固流动特性进行比较。通过试验得出:增大F层二次风风速对靠近炉拱截面的气固流动特性影响不大,对下炉膛靠近冷灰斗附近截面气固流动特性影响较大。F层二次风风速增大,其引射携带作用增强,与OFA风率为20%相比一次风煤粉气流下射深度变大,同未布置燃尽风喷口时相比煤粉气流的下射深度大体相同。因此OFA风率为20%,同时减小F层二次风喷口面积,可有效延长煤粉颗粒的运行轨迹,增加煤粉在炉内停留时间,提高煤粉气流的燃尽程度。推荐W设计时OFA风率设置为20%,并应适当提高F层二次风风速。