四角切圆锅炉炉内燃烧数值模拟

为了研究不同负荷下炉内燃烧及污染物排放情况,基于Fluent软件对某台350MW四角切圆燃烧锅炉进行数值模拟,分析随着锅炉负荷的变化,炉内的流场、温度场、组分分布及污染物NO_x质量浓度分布。结果表明:炉内切圆明显,整个炉膛空间存在螺旋上升的流场;燃烧器区域温度最高,炉内温度随着炉膛高度增加而降低;随着负荷降低,炉内温度水平降低,30%额定负荷工况时炉内温度水平偏低,需要考虑炉内煤粉的引燃和稳燃问题;组分场分布与温度场有很大关系,高温区对应高CO浓度场和低CO_2浓度场;在炉膛高温区大量生成热力型NO_x,随着锅炉负荷降低,炉膛出口NO_x质量浓度逐渐降低。     

600 MW机组煤粉混燃生物质气锅炉燃烧特性研究

为研究不同生物质气喷口位置对锅炉燃烧特性影响,针对600 MW机组煤粉混燃生物质气锅炉,基于ANSYS软件数值研究了生物质气喷口位置变化对炉内温度分布、组分分布以及NOx质量浓度分布的影响,得到了生物质气喷口位置对炉内燃烧及NOx生成影响规律。结果表明:燃煤锅炉混燃生物质气对煤粉燃尽率影响不大,相比于纯煤燃烧工况,炉膛出口烟温和NOx质量浓度降低;在研究的工况范围内,随着生物质气喷口位置的升高,炉膛出口烟温上升,NOx质量浓度先降后升,燃烧器区域O2和CO质量分数降低,CO2质量分数上升;当生物质气喷口位于第2层一次风喷口处时,炉内混燃状况最好,炉膛出口NOx质量浓度最低。     

200MW旋流燃烧方式煤粉炉炉内燃烧试验和数值研究

采用计算流体动力学软件对电站锅炉炉内实际燃烧过程进行数值计算并结合其热态试验数据进行对比分析，已成为验证数学模型和指导工程实践的一种重要研究手段。该文利用PHOENICS软件，采用IPSA两相流模型及煤粉燃烧综合模型，对一台有16只径向浓淡旋流燃烧器两侧墙对冲布置的200MW燃煤锅炉炉内燃烧过程进行了数值计算，得出了炉内燃烧器区域以及炉膛出口的烟气温度场和燃烧产物的组分浓度分布。模拟结果与锅炉热态试验数据进行了比较，两者吻合情况较好。结果表明：在燃烧器出口处形成了高煤粉浓度和高温区，使得煤粉着火及时，燃烧器区域维持较高温度，炉内煤粉燃烧充分，从而表明了径向浓淡旋流燃烧器具有高效稳燃的性能。     

水煤浆燃烧过程的数值模拟

为深入研究水煤浆的燃烧特性,对南海电厂1台200 MW四角切圆燃烧锅炉在全烧水煤浆满负荷运行状况下的炉内流场、温度分布及各组分场进行了数值模拟。结果表明:整个炉膛空间存在1个明显的旋转流场;炉内最高温度出现在燃烧器区域,随着炉膛高度的增加,温度逐渐降低;温度场与各组分场有着对应关系,高温区对应CO2高浓度区和O2的低浓度区;水分在燃烧器段炉膛壁面附近含量较多,中心含量较少,随着高度的增加,这种差别逐渐减小。     

单炉膛双切圆锅炉炉内空气动力场的数值模拟

采用计算流体力学软件PHOENICS,选择合理的数学模型,对某一台单炉膛双切圆锅炉炉内的空气动力场进行数值模拟研究,着重研究了下、中、上层燃烧器区域喷口截面上的速度矢量分布。计算结果表明:由于燃烧器布置在前后墙,使得燃烧器喷口连线成矩形,从而使得炉内气流流场均为椭圆形,且椭圆的长轴沿炉膛高度方向不断变化;在燃烧器区域的中下部,Y方向的气流旋转直径沿炉膛高度方向减小,两侧墙处的气流贴壁现象沿炉膛高度方向逐渐消失;但沿炉膛高度方向在燃烧器喷口截面前后墙处,均有气流刷壁现象存在,从而在热态运行时,在前后墙处易出现高温腐蚀和水冷壁结渣现象;炉内左右旋转气流的速度分布对称度较好。改变燃烧器投运方式,上部燃烧器区域的气相流速度分布规律有所不同,炉内热负荷分布情况也不同,相比较而言,原始投运方式较优。     

燃烧过程数值模拟用于某台450t/h锅炉的性能辅助设计

采用CFD软件对电站锅炉炉内燃烧过程进行数值模拟已成为指导工程设计和实践的一种重要手段。在煤粉炉设计完成后,针对可能存在炉膛出口烟温偏差的问题,利用数值模拟的方法对某电厂450t/h四角切圆锅炉BMCR、70%、40%负荷下炉膛内的燃烧过程进行计算和分析,得出了各工况下燃烧器区域壁面热负荷、炉内氧量分布、炉膛出口及水平烟道内的烟气流量分布及烟气温度分布,并分析锅炉热偏差、高温腐蚀、低负荷稳燃性能,对锅炉的性能进行了预测。     

600 MW四墙切圆燃烧超临界锅炉结焦防治技术

针对某电厂2号锅炉600 MW超临界机组严重结焦问题,在分析新型墙式切圆燃烧锅炉结构特点的基础上,采用试验与数值模拟相结合的方法,通过查看观火孔、逐一吹灰的方法判断出结焦位置不在较为常见的炉膛出口屏式过热器下部,而是在燃烧器喷口附近;分析认为炉内温度分布存在偏差、入炉煤灰熔点低、燃烧器区域截面热负荷高等是炉膛结焦的主要原因,并制定出防治措施,最终成功解决了2号锅炉严重结焦问题。该分析方法也可供其他炉型参考借鉴。     

660 MW超超临界旋流对冲燃煤锅炉二次风配风方式对NOx分布影响的数值模拟

为了研究二次风配风方式对NOx生成的影响,针对某电厂660 MW超超临界旋流燃煤锅炉,利用Ansys软件数值模拟研究了二次风配风方式对NOx生成规律。数值模拟的结果与现场实际情况较吻合,验证了数值模拟结果的有效性,主要结论有：炉膛燃烧器区域是NOx的主要生成区;在第1层和第2层燃烧器之间区域NOx浓度较高,然后沿炉高方向NOx浓度逐渐降低;随着燃尽风量的增加,炉内高度方向各个截面的NOx平均浓度降低;随着燃尽风量增加,炉膛出口截面NOx浓度逐渐降低,但下降量逐渐减少。     

煤粉锅炉掺烧煤化工废气的数值模拟研究

煤制气工业会产生大量难处理的酸性废气,对其进行低成本资源化利用具有重要意义。采用数值模拟方法研究了煤制气酸性废气入炉掺烧对煤粉锅炉的影响,分析了不同工况下炉内温度场与燃烧产物的分布规律。结果表明,酸性废气入炉掺烧使炉膛火焰上移,炉膛出口烟温增加,从燃烧器上部掺入废气火焰上移最明显;废气中绝大部分硫化物被快速氧化为SO2,使炉内SO2浓度增加,SO2向SO3的转化率较纯煤燃烧也有所增加;此外,炉内及水冷壁附近基本上不存在H2S气体。燃烧产物在炉内的分布与废气掺入的位置有关联。综合计算结果,在锅炉进行废气掺烧改造时,从燃烧器中部送入废气较为合理。     

超超临界锅炉磨煤机组合运行方式优化数值模拟

在不同磨煤机组合运行方式下,对一台1 000 MW超超临界前后墙旋流对冲燃烧煤粉锅炉进行了炉内流动、燃烧、传热与NOx排放特性数值模拟研究。模拟结果与试验测量值符合性较好。结果表明,不同的磨煤机组合运行方式对煤粉颗粒在炉膛内的停留时间、燃烧器区域空气分级效果、下炉膛出口烟气温度和水冷壁壁面热流分布有不同的影响。相比6台磨煤机运行,当5台磨煤机运行,停运上层燃烧器时,煤粉颗粒停留时间增加,飞灰含碳量降低,煤粉燃尽率增加;燃烧器区域空气分级效果得到强化,NOx排放量降低;下炉膛出口烟气温度降低,有利于降低大屏过热器挂渣的倾向。     

发电厂多工况下四角切向燃烧锅炉数值模拟

借助FLUENT软件平台,在5种不同煤种、4种不同配风方式下,对发电厂220 t/h四角切向燃烧煤粉锅炉炉内的流动、传热及燃烧进行了数值模拟。模拟结果表明:炉内最高温度出现在燃烧器区域,随着炉膛高度的增加,温度逐渐降低。不同热值的煤种在燃烧器喷口截面燃烧所得到的平均温度不同,不同二次风配风方式和不同的一次风率都对温度场有着较大的影响。     

200MW四角切圆燃烧锅炉改造工况数值模拟

煤粉再燃是降低NOx排放的一项新技术。利用CFD软件平台，采用数值模拟方法对某电厂200MW四角切圆燃烧锅炉改造前后炉内燃烧状况进行研究。改造方案1采用空气分级，方案2在1基础上，增加细粉再燃。计算结果表明：改造后在最上面一层一次风喷口的高度区域，温度骤然下降，而CO浓度很高，形成一个相对低氧，低温的还原性气氛区域。再燃降低NOx48．9％左右。改造后煤粉燃尽率下降且燃尽所需时间也增加，降低了电厂的经济性。煤粉颗粒在炉内运动具有很大随机性，停留时间差异很大。平均而言，煤粉喷入高度越高，停留时间也越短。     

水平燃料分级对煤粉炉燃烧特性影响的数值模拟研究

采用数值模拟的方法,对一台600 MWe燃烧褐煤的四角切向燃烧煤粉炉的燃烧与流动特性进行了研究,深入比较和了解水平燃料分级燃烧改造前后炉内燃烧与流动特性的不同,为该技术的进一步优化和燃烧调整提供依据。     

煤粉炉燃烧神华煤防止结焦研究

神华煤由于本身的特点,在煤粉锅炉中燃烧呈现了易结焦的问题。本文分析了这一现象的内在原因,通过实际锅炉的运行实践和统计数据,作者认为神化煤在煤粉炉中燃烧出现结焦不仅与其灰熔点有关,而且受到炉膛结构的影响。发现合理选择容积热负荷和截面热负荷,采用分散布置的燃烧器,适当减小假想切圆直径,可以通过锅炉设计,避免燃烧神华煤的煤粉炉结焦。运行中适当提高煤粉细度,维持炉膛烟气中氧量在一定水平,准确控制一次风粉的比率,保证各角燃烧器二次风风量平衡和风粉流量平衡也是避免结焦的重要手段。     

卧式炉富氧燃烧试验及其三维数值模拟

通过卧式炉旋流燃烧器燃烧试验,表明氧浓度大小对煤粉的初期、中期着火影响明显。在富氧条件下,火炬前端的温度水平显著提高,有利于实现富氧少油或者无油点火;煤粉的着火距离缩短,燃烧速率加快,从而强化了炉内换热,提高了燃烧效率。     

三次风对四角切圆锅炉燃烧和NOx排放的影响

针对国内某热电公司410 t/h四角切圆燃烧锅炉,基于CFD软件平台,对在额定负荷下单磨、双磨和无磨3种不同运行方式炉内的流动、燃烧及污染物生成进行数值模拟计算。计算结果表明,无论是单磨、双磨还是无磨运行,炉内最高温度均出现在燃烧器区域,温度分布与各组分浓度分布有着对应关系,高温区对应CO高浓度区和CO2,O2低浓度区。炉膛出口NOx浓度的高低顺序是：无磨最高,单磨次之,双磨最低。其主要原因是单磨运行形成的空气分级燃烧使得主燃烧区达到低氧燃烧,以及三次风含煤粉的再燃作用;双磨运行三次风量和含粉量更多,空气分级作用和再燃作用更强。炉膛出口烟温的高低顺序是：双磨最高,单磨次之,无磨最低。3种运行状态下的燃尽过程中HCN和焦炭N的氧化使得NO在炉膛高度沿程均有上升趋势。工程实践表明,数值计算结果与实际运行数据吻合良好。     

沙角发电C厂锅炉结焦的原因分析

从炉膛设计、煤质、优化燃烧和炉膛吹灰等方面分析了沙角发电C厂锅炉结焦的主要原因,认为锅炉结焦的主要原因是炉膛截面热负荷设计值偏大,出口含氧量偏低;煤的开始变形温度设计值偏低,含硫量过高,煤粉细度达不到要求;燃烧器配风有缺陷,摆角不同步等。提出要深入认识锅炉结焦特性,应进行风粉均衡校准,炉膛出口烟气氧的质量分数及温度分布的测试等。     

抛煤机锅炉掺烧高炉煤气燃烧技术

分析了抛煤机锅炉掺烧高炉煤气的可行性。介绍了燃煤锅炉上加装高炉煤气燃烧器的具体办法,并对其产生的经济效益进行了计算。     

600MW机组锅炉温度偏差特性的研究

某电厂600 MW机组切圆燃烧锅炉的温度偏差一直困扰着该机组的安全运行,为研究该锅炉温度偏差的特性,以此锅炉为研究对象,根据其结构、设计和运行参数,利用数值计算软件对炉内流动、传热和燃烧过程进行了三维数值模拟。研究表明,该锅炉炉内的高温区仍集中在炉膛中部,温度的整体分布趋势未变,只要保证温度分布不出现大的偏差,对炉膛的水冷壁是安全的。炉内的温度偏差与速度偏差存在正相关,烟气的残余旋转对炉内的温度分布存在一定的影响。炉膛出口温度分布不仅存在左右温度偏差,也存在上下温度偏差,且高温区集中在水平烟道中上部。