煤粉孔隙率对四角切圆燃煤锅炉飞灰含碳量及结焦特性的影响

研究煤粉颗粒孔隙率对1 000 MW机组燃煤锅炉飞灰含碳量及结焦特性的影响。选定了25℃、75℃、110℃这三个干燥温度对煤粉进行干燥,测试了煤粉颗粒的水分和孔隙率。采用测试得出的孔隙率范围,利用FLUENT软件对该台四角切圆燃煤锅炉炉内燃烧进行了三维稳态数值模拟,其中,模拟焦炭的燃烧采用了intrinsic模型。研究结果表明:(1)煤粉颗粒的孔隙率、比表面积和孔径都随着煤粉加热温度的升高而增大;(2)煤粉颗粒孔隙率越大,炉膛火焰中心位置越低,燃尽风区域的温度也越低;(3)煤粉颗粒孔隙率越大,煤粉颗粒的碰壁率和炉膛出口的飞灰含碳量都会越小;(4)煤粉颗粒孔隙率越大,水冷壁越不易结焦。研究结果为燃煤锅炉运行实践、设计以及改造提供了依据。     

330MW四角切圆锅炉低NO_x优化改造数值模拟

针对某电厂330MW四角切圆锅炉NOx排放质量浓度高、炉内结渣严重的问题,提出基于多空气分级低氮燃烧技术的燃烧器改造方案,运用FLUENT软件对改造前后锅炉燃烧状况进行数值模拟.分析计算和试验数据得出:改造后,浓相一次风反切对炉内燃烧有一定影响,煤粉气流对水冷壁冲刷减弱,结渣现象明显改善;煤粉着火稳燃得到强化,主燃区CO质量浓度增大,炉内还原性气氛增强;燃尽区下部形成的NOx还原区对降低NOx排放质量浓度有积极作用;炉内最高温度下降80℃左右,NOx排放质量浓度降幅达47%左右.     

配风方式对四角切圆煤粉锅炉燃烧特性影响数值分析

借助CFD软件平台,利用Fluent对四角切圆煤粉锅炉炉内燃烧过程进行了三维稳态数值模拟,重点研究了二次风配风方式对炉内流动和燃烧过程的影响,探讨了不同配风方式下炉内流场、温度场、组分场的变化规律.结果表明:在均等配风、正宝塔配风、倒宝塔配风三种配风方式中,正宝塔配风为最佳配风方式.它不仅能保证炉内具有较好气流充满度和下二次风风速,利于煤粉与空气的混合与燃烧,减少炉渣中的可燃物含量,而且能够保证高温火焰位于燃烧区的中心位置,延长煤粉到炉膛出口的距离.研究结果对锅炉运行、设计和改造具有理论指导意义.     

电站煤粉锅炉炉膛对流换热的分析

分析了电站煤粉锅炉炉膛的流场分布,提出了主要随燃烧方式和燃烧器布置方式而变化的炉内对流换热模型．以四角切圆燃烧方式为例,按此换热模型进行了炉内对流换热计算．结果表明,对于１０００ｔ／ｈ以上大型锅炉的炉内传热计算宜考虑对流换热．     

600 MW机组锅炉水平烟道气流特性试验

以某厂600MW四角切圆燃烧锅炉为原型建立试验台,在1∶20的模型上对炉膛上部、屏区烟道的气流流动进行了冷态试验研究,测量了锅炉水平烟道的速度偏差,得出不同工况下水平烟道流场的分布情况,分析了屏区气流偏差形成的原因,得出四角切圆锅炉出口气流的残余旋转是造成锅炉屏区气流偏差的主要原因,为降低炉内气流偏差提供了理论依据.     

开缝钝体燃烧器冷热态试验研究及其应用

介绍了开缝钝体燃烧器实验室冷热态试验结果以及在实际锅炉炉膛中形成的冷热态空气动力场和不同负荷下热运行的结果．一系列测试结果表明，开缝钝体燃烧器能够合理组织四角切圆燃烧锅炉的炉内工况，并对劣质煤具有较好的稳定燃烧性能．对开缝钝体燃烧器的流动和稳定燃烧机理作出了解释．     

涡耗散模型和混合分数模型模拟锅炉煤粉掺烧污泥过程的适应性

分别使用组分输运涡耗散模型(EDM)和混合分数PDF模型,对1台100 MW四角切圆锅炉燃烧煤粉和掺烧污泥时,进行炉内流动、燃烧和污染物NOx排放数值模拟研究。研究结果表明:2种模型均能较好地模拟单煤燃烧时炉膛内部温度场和速度场;模拟烟气组分O2和CO2体积分数相接近,均较符合实际情况;EDM方法能较好地模拟水分吸热对炉膛燃烧的影响,在锅炉掺烧不同含水率污泥的燃烧数值模拟方面相比PDF模型更加合理;对比实际锅炉掺烧含水率为56%的不同配比污泥,模拟结果与现场试验结果相符,表明EDM能合理地模拟不同比例的高水分污泥的掺混燃烧。     

1021 t/h四角切圆锅炉低NO_x燃烧器优化设计

针对某电厂1021t/h四角切圆锅炉NO_x排放质量浓度高、炉内结渣严重的问题,提出基于多空气分级低氮燃烧技术的燃烧器改造方案,运用Fluent软件对改造前后炉内燃烧状况进行数值模拟,并利用试验优化运行参数.对比分析计算和试验结果表明:改造后煤粉气流对水冷壁冲刷减弱,结渣现象明显改善;炉内整体温度降低,最高温度下降80℃左右,有效抑制了热力型NO_x的生成;主燃区CO质量分数增大,炉内还原性气氛增强,很大程度抑制了燃料型NO_x的生成;改造后NO_x排放质量浓度降幅达47%左右,浓相一次风反切角度取值宜在15°左右.     

350MW超临界四角切圆锅炉燃烧数值模拟

为研究350 MW超临界热电联产四角切圆煤粉锅炉的炉内燃烧问题,基于Fluent6.3模拟软件,分析了炉内的温度和组分分布特性.结果表明:BMCR工况下温度在炉膛燃烧器区横截面上,低温区出现在炉膛中心,在炉壁附近出现局部高温.在炉膛中心纵截面,沿高度、温度呈先上升后下降分布,出口温度为1 138.11 K;炉内O2组分沿高度上升,CO组分先上升后下降,CO2组分先下降后上升.研究结果为超临界锅炉运行监测提供了可靠的理论依据.     

瑞明电厂125 MW燃煤锅炉SOFA低NOx燃烧技术

采用深度空气分级低NOx高效燃烧技术,提出了在下部燃烧器格局不变条件下最佳布置分离燃尽风高度的设计要求.采取了多切圆系统,改善了炉内温度场分布,从而有效防止结渣和高温腐蚀,保护了锅炉水冷壁.锅炉改造后NOx挥放水平可到350～400 mg/Nm3左右,炉内没有结渣等现象,飞灰含碳量没有明显增加,锅炉汽温汽压负荷全部达标.     

炉膛漏风对煤粉炉O_2/CO_2气氛燃烧影响的模拟研究

采用一种全新的网格画法,运用FLUENT软件对1台300 MW四角切圆煤粉锅炉在不同工况下的炉内流动、传热、燃烧及污染物排放规律分"无漏风"和"有漏风"2种情况进行了数值模拟.结果表明:炉膛漏风使排烟温度升高、烟气中CO_2浓度降低、NO浓度升高,导致排烟损失、CO_2捕集回收难度及污染物排放量增加;随着O_2浓度的升高,漏风的影响加剧,锅炉运行的经济性大幅降低,甚至存在安全隐患.     

超临界四角切圆锅炉燃烧器安装工艺探讨

600WM机组超临界锅炉是近几年新兴设备,尤其对四角切圆锅炉燃烧器的安装国内还无参考文献.由于超临界锅炉水冷壁布置方法与常规锅炉完全不同,常规燃烧器安装方法无法实施.本文通过对珠海电厂3号锅炉燃烧器安装方案介绍,总结了超临界四角切圆锅炉燃烧器安装工艺,在珠海4号锅炉、福建可门工程锅炉安装过程中都进行了应用,实践效果良好.本方案可以作为超临界四角切圆燃烧锅炉燃烧器安装的通用方案推广应用,对其它锅炉施工也有良好的借鉴作用.     

300MW双炉膛锅炉中煤粉颗粒的运动轨迹

对某发电厂300MW单炉体双炉膛直流锅炉的煤粉颗粒运动轨迹进行了数值模拟研究,结果表明：小煤粉颗粒的运动轨迹与炉内旋转气流基本一致,而中、大煤粉颗粒因气流对其的作用力不足以提供做旋转运动的向心力,做在热角区域气流急剧转弯时撞击在水冷壁上;由此分析了该锅炉烟气侧水冷壁高温腐蚀的某些原因,提出了发行方案,模拟结果显示：降低一次风喷口高度、加宽喷口宽度、采用水平浓谈风煤粉燃烧器,可以提高一次风射流的刚性,避免煤粉颗粒撞击在热角区域的水冷壁上,从而减少高温腐蚀的发生,改造后的性能测试结果表明,改造方案切实可行,取得了良好的运行佳绩。     

两段式气流床煤气化炉内熔渣壁面沉积数值模拟

为了研究我国自主研发的两段式干煤粉气流床气化炉内熔渣壁面沉积规律,对该气化炉进行了三维数值模拟.在合理假设的基础上,建立了基于Eulerian-Lagrangian模拟方法的炉内湍流多相反应流动模型,采用Realizable k-ε模型计算炉内气相湍流流场,应用颗粒轨道模型随机追踪煤粉颗粒在湍流气流中的运动与壁面沉积过程.通过数值计算获得了炉内气相流场、煤粉颗粒运动轨迹及其浓度分布,以及熔渣颗粒在炉膛壁面上的沉积率分布,揭示了该炉型内熔渣颗粒壁面沉积特性,并分析了不同进料方式对熔渣壁面沉积的影响规律.结果表明:两喷嘴对置进料使得熔渣主要沉积在喷嘴高度处两喷嘴之间的壁面上;四喷嘴对置进料使得一段壁面熔渣沉积率高于两喷嘴进料时的熔渣沉积率,且沉积率在圆周上的分布更加均匀,有利于形成均匀渣层对壁面进行有效保护;四喷嘴切圆进料使得炉内几乎所有熔渣颗粒都沉积在炉膛壁面上,且停留时间较短.     

超超临界锅炉燃烧配风优化的三维数值模拟

建立了带二次风道的660 MW超超临界墙式切圆锅炉的三维数理模型,采用Realizable k-ε双方程湍流模型模拟气相湍流流动,采用P-1辐射模型来描述炉内辐射换热,采用混合分数/概率密度函数模型模拟气相湍流燃烧.研究了锅炉二次风风门挡板的阻力特性,并探究了附加燃尽风门挡板开度对660 MW墙式切圆锅炉燃烧与污染物排放特性的影响.结果表明:附加燃尽风风量与其风门开度阻力系数有关,当风门开度小于50%时,附加燃尽风风门阻力系数曲线斜率大幅增加,风量随开度变化的幅度增大;随着附加燃尽风门挡板开度增加,NOx浓度降低,但在炉膛上部煤粉发生二次燃烧,引起屏底烟气温度升高.     

电站锅炉中煤粉燃烧的数值模拟与操作参数的优化

模拟了四角切圆锅炉中煤粉的燃烧过程 ,考虑了三种不同工况 .其一是改变二次风的分配方式 (包括正宝塔、腰鼓以及均等配风 ) ;其二是在水冷壁敷设卫燃带 ;最后是改变燃烧器的上下角度与燃烧器的排列顺序 .计算结果表明 :1#、3#角煤粉的着火距离较 2 #、4 #角长 ,这一结论与生产实践中所观察到的现象一致 ;与均等配风相比较 ,正宝塔与腰鼓配风有利于煤粉的着火 ,但不利于提高屏入口处的烟气温度 ;炉膛内敷设卫燃带显著提高烟气的温度 .     

正交网格下配风对四角切圆锅炉燃烧效率影响的数值模拟

在正交网格下考察了不同燃烧器布置方式对DG420／13．7-Ⅱ2型四角切圆锅炉空气动力场模拟的差异,对比试验结果表明,将燃烧器分为两半布置在四角处的两面壁面上是较为合适的布置方式．还开展了配风对该型锅炉和SG420／13．7-M419型锅炉燃烧效率影响的数值模拟和试验研究,计算的煤粉燃尽率与试验值比较符合,配风对两种型号锅炉燃烧效率的影响规律是一致的．研究结果表明,正宝塔配风可增加煤粉燃尽率,有利于提高锅炉燃烧效率;倒宝塔配风会显著降低煤粉燃尽率,降低锅炉燃烧效率;而均匀配风和缩腰配风则处于两者之间．     

锅炉气温偏低的原因分析及处理

我单位#1锅炉,为东方锅炉厂生产的DG220/9.81—18型锅炉。此锅炉为单汽包自然循环、燃烧器四角布置、切圆悬浮燃烧、刮板捞渣机固态连续排渣、∏形布置、平衡通风、膜式水冷壁、十二个循环回路、渣油自动点火、球磨机乏气送粉仓储式煤粉炉。#1锅炉于2009年10月投产运行,自2010年以来存在长期汽温偏低的现象,经过大量的观察和试验,气温偏低的问题得以彻底解决。     

200 MW四角切圆锅炉燃烧器浓淡比对NOx排放影响的数值研究

以某热电厂200MW四角切圆浓淡煤粉燃烧锅炉为对象,通过数值模拟获得了该炉最大连续出力工况(BMCR)下炉膛内的流场、温度场及炉膛出口的NO_x浓度,并进一步通过数值模拟探讨了改变水平浓淡煤粉燃烧器浓淡比时对炉内燃烧及NO_x生成情况的影响.数值结果表明:在BMCR工况下,计算值与实际运行的在线仪表的记录值基本一致;当浓淡比增大时,NO_x生成量并不是单调的,而是先降低后升高;其中最佳浓淡比为5∶1,且在此基础上采用"缩腰型"配风有助于进一步降低NO_x生成量.其计算结果可供同类锅炉实际运行时参考.     

电站锅炉燃烧特性的数值模拟

对 116 0t·h-1四角切圆电站锅炉的燃烧过程进行了数值模拟 ,燃烧器组采用常规直流煤粉燃烧器和低NOx煤粉燃烧器两种形式 .结果表明 ,大空间锅炉炉膛的速度场、温度场分布很不均匀 ;燃烧器上部附近的炉膛中心烟气上升速度最小 ,湍动能最大 ,温度最高 .烟气上升速度分布图形 ,在燃烧器区域为单峰形 ,即炉膛中心上升速度最大 ;在燃烧器上部为马鞍形 ,即截面环形区域的上升速度最大 .烟气温度分布图形 ,在燃烧器区域呈马鞍形 ,即中心区域和四周水冷壁附近的温度较低 ,截面环形区域的温度最高 ;在燃烧器上部区域为单峰形 ,即炉膛中心的温度最大 .水冷壁附近烟气温度的最大值 ,即结渣的可能区域位于旋转火焰的下游 .炉膛的切圆直径 ,在燃烧器区域随炉膛高度增大不断减小 ,至燃烧器上部附近急剧增大 ,之后随高度增大成一常数 .电站锅炉的常规直流煤粉燃烧器改造成低NOx 燃烧器时 ,炉膛的速度场、湍动能场、截面切圆直径和旋流强度以及温度场等保持不变 .