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 .     

电站锅炉燃烧过程数值模拟的收敛性分析

对电站锅炉燃烧过程数值模拟的收敛性进行了详细的分析 .研究表明 :燃烧过程所有控制变量的残差是随迭代次数震荡减小的 .在燃烧迭代的初始阶段 ,残差的下降较快 ;之后 ,随着迭代次数的不断增多 ,残差的降幅减小 ;最后 ,各变量残差会随迭代过程的进行呈现出周期性的变化 ,即计算残差的平均值趋于定值 ,这时 ,在残差的一个震荡周期内的模拟速度、紊动能和温度等参数变化很小 ,燃烧计算有可能假收敛 ,在这种情况下 ,如果将迭代继续下去 ,假收敛的计算参数会随迭代次数缓慢变化 ,只有当迭代次数足够多时 ,即计算次数大于某一个大数后 ,锅炉燃烧计算的速度场、紊动能场和温度场等参数不再随迭代次数变化而变化 ,燃烧计算才达到收敛 .