W型火焰锅炉的热态试验研究

针对东方锅炉厂引进FW公司300MW的W型火焰锅炉，设计搭建了1MW的W型火焰热态试验台，依据组织冷态空气动力场的试验结果组织了W型锅炉贫煤燃烧试验，研究了正常燃烧工况时炉膛中心温度分布规律及炉膛出口温度分布特性，得出炉膛中心截面温度分布和炉膛出口温度分布，分析了炉膛结渣的原因。     

旋流及直流燃烧方式超临界W火焰锅炉特性对比

以2台采用旋流和直流燃烧方式的600 MW超临界W火焰锅炉为研究对象,对比了其炉膛结构以及冷、热态特性的差异,并对原因进行了分析。结果表明:2台锅炉为适应的不同燃烧方式,采用了不一样的炉膛设计思路,并在冷态特性方面存在很大不同,但热态性能并没有显著的区别,相对于亚临界W火焰锅炉都有了十分突出的进步,说明我国对此类炉型的运用日趋势成熟。     

350MW英巴W火焰炉炉内流动和燃烧特性研究

在1∶15冷态模化试验台上对一台350 MW英巴W火焰炉进行了不同分级风度(14%、20%和25%)下的冷态模化试验,并在实炉上开展了不同分级风挡板开度(25%、35%和45%)下的大型热态测试.结果表明:冷态模化试验中各工况下炉内均呈现"前长后短"偏斜流场,且随着分级风挡板开度的增大,流场偏斜加剧;3个分级风挡板开度下炉内均呈现前墙侧烟气温度明显高于后墙侧的不对称燃烧特征,这与该炉型拟形成对称W形火焰的燃烧设计理念相悖;炉内烟气温度高、下炉膛空间大和分级燃烧程度低,使得锅炉在维持良好燃尽的同时,NOx排放质量浓度高达1 594~1 707mg/m3;综合冷态模化试验结果和工业试验测试,分级风挡板开度以35%为宜,此时分级风度约为18%.     

350MW英巴W火焰炉炉内流动和燃烧特性研究

在1∶15冷态模化试验台上对一台350 MW英巴W火焰炉进行了不同分级风率(14%、20%和25%)下的冷态模化试验,并在实炉上开展了不同分级风挡板开度(25%、35%和45%)下的大型热态测试.结果表明:冷态模化试验中各工况下炉内均呈现"前长后短"偏斜流场,且随着分级风挡板开度的增大,流场偏斜加剧;3个分级风挡板开度下炉内均呈现前墙侧烟气温度明显高于后墙侧的不对称燃烧特征,这与该炉型拟形成对称W形火焰的燃烧设计理念相悖;炉内烟气温度高、下炉膛空间大和分级燃烧程度低,使得锅炉在维持良好燃尽的同时,NOx排放质量浓度高达1 594~1 707mg/m3;综合冷态模化试验结果和工业试验测试,分级风挡板开度以35%为宜,此时分级风率约为18%.     

北巴600MW“W”锅炉水冷壁结焦问题防治分析

北巴600MW超临界W型火焰锅炉运行中炉膛结焦严重,掉焦频繁发生,影响锅炉安全运行。本文介绍了北巴W火焰燃烧技术特点和卫燃带敷设情况,从炉膛温度、空气动力厂、还原性气氛等因素分析了结焦的原因,对炉膛具体结焦位置进行了描述。根据卫燃带改造后锅炉运行情况,提出了防治结焦对策。     

W火焰锅炉燃烧系统特点概述

以某300 MW燃烧无烟煤发电厂燃烧系统为例,介绍W火焰锅炉燃烧系统的特点,煤粉从粉仓输送到炉膛的设计思路,一,二,三次风布置的方式,以及燃烧器布置的特点,叙述了一个典型的W火焰锅炉燃烧系统的设计概念.     

二次风下倾对W火焰锅炉燃烧特性影响的试验研究

针对FW型W火焰锅炉高负荷下飞灰含碳量高、运行稳定性差等问题,在某厂300 MW机组的W火焰锅炉上进行了F层二次风的下倾改造,将导流板下倾角度固定为30°.改造后对锅炉进行了冷态空气动力场试验和热态调整试验.结果表明：F层二次风下倾后炉膛火焰中心下移,炉膛燃尽区内烟气温度下降;高负荷加风困难的问题得到了有效解决,烟气中CO体积分数下降为0,飞灰可燃物降低,锅炉效率提高了4.37%;F层二次风下倾改造后,锅炉的稳定性和经济性都得到了提升.     

300MW等级W火焰锅炉低氮燃烧改造技术的介绍

以某BWB-1025/17.2-M型锅炉为研究对象,考察低氮旋流燃烧器及分级燃烧技术在300 MW等级W火焰锅炉中的应用情况。针对该炉因燃用未设计煤种引起的炉内燃烧恶化,排烟温度上升及NO_x排放量过高等问题,通过优化一次风喷口,提高火焰稳定性;改造调风器,实现火炬径向分层;设置乏气挡板,控制乏气风量,调节一次风速;加装分离式火上风及在下炉膛底部增设分级风,建立炉内分级配风制度。采用上述技术措施改造后,在锅炉50%、75%及100%负荷下进行全面性能考核试验。结果表明,锅炉燃烧效率提高约0.81%,排烟温度恢复至设计水平,NO_x排放量降低15.5%。改造后,节能减排效果显著。     

过量空气系数对W型火焰锅炉燃烧影响的数值模拟研究

过量空气系数是影响W型火焰锅炉燃烧的重要因素.利用数值模拟技术对某电厂300MW"W"型火焰锅炉炉内燃烧进行了4个工况的计算.通过分析各个工况下炉内流场、温度场、NO排放量以及炉膛出口处飞灰含碳量,得出过量空气系数增大时,炉内流场变化不大,炉内温度水平降低,火焰中心上移,NO排放量增大,飞灰含碳量减少.     

空气分级燃烧技术在U型火焰煤粉炉上的应用

空气分级燃烧技术主要应用于四角切圆、W型火焰、对冲燃烧等燃煤锅炉的低氮改造。通过技术的优化调整,配合CFD流场模拟实验,总结出适用于U型火焰煤粉锅炉的低氮燃烧布置形式,并成功应用于一台煤粉锅炉的低氮改造。锅炉改造后,NO_x浓度由1 300 mg/m~3(标态)降至850 mg/m~3(标态),炉膛燃烧和过热蒸汽参数稳定,同时保证了锅炉运行效率,取得了较好的改造效果。     

W型火焰锅炉炉膛温度场的可视化试验研究

使用火焰辐射图像探测系统探测炉膛空间发射到镜头各像素的辐射能量，然后从能量传递和平衡的角度，由所得图像重建空间的温度场。在300MW机组W型火焰炉进行了炉膛二维断面温度场可视化重建试验。试验在炉膛壁面布置4个CCD火焰探测器，采用计算机图像采集处理技术获取炉膛火焰辐射图像，通过对火焰辐射图像的处理以厦相关算法，重建炉膛断面温度分布、可动态反映火焰断面温度水平、火焰中心的偏穆和火焰刷墙等燃烧异常工况。断面温度场可视化结果刷新一次的时间不超过5S，满足在线监测的要求。     

UP直流锅炉水冷壁运行安全性分析

本文使用计算机辅助计算方法，以上海石洞口电厂投运的UP直流锅炉水冷壁为对象，在炉内火焰中心发生偏斜的非正常工况的热负荷分布以及机组负荷为300MW、200MW、240MW以及210MW的不同负荷下，计算水冷壁各管屏内工质的水力偏差及热偏差，并据此计算水冷壁管壁金属温度，以判断哪些管屏在哪些位置可能发生水冷壁爆管事故，并提出防止发生爆管事故的措施和机组的安全运行分析提供根据。本文的计算结果可供其他UP直流锅炉水冷壁的运行安全性分析作参考．图5表5     

300 MW墙式切圆锅炉水冷壁超温的数值模拟与燃烧优化

某300 MW四墙切圆燃烧锅炉在实际运行过程中一直存在着燃烧器区域的火焰刷墙与高温腐蚀现象,导致燃烧器区域水冷壁易超温,严重影响机组的安全运行.通过现场试验与数值模拟,分析了产生以上问题的原因,并针对性地提出了相应的燃烧器改造与优化方案.结果表明:造成水冷壁超温与高温腐蚀的主要原因是燃烧时火焰产生的切圆过大、火焰气流距...     

改造W型火焰锅炉结构的实验研究

针对引进的法国Stenin公司360MW的W型火焰锅炉进行了冷态模型的空气动力特性研究．利用热线风速仪测量结构改变前后的炉内流场速度,得出了不同工况下炉内W型气流的流场图,并对不同工况流场的气流速度分布规律、炉内气流的充满度、气流行程、炉膛出口处的速度偏差等进行了分析,研究了炉内空气动力场的特性和变化规律。     

Flame stabilization mechanisms and shape transitions in a 3D printed,hydrogen enriched,methane/air low-swirl burner

Flame shapes and their transitions of premixed hydrogen enriched methane flames in a 3D-printed low-swirl burner are studied using simultaneous OH×CH₂O planar laser induced fluorescence and stereoscopic particle image velocimetry. Three different flame shapes are observed, namely bowl-shape, W-shape, and crown-shape. The bowl-shaped flame has its base stabilized through flame-flow velocity balance and its sides stabilized in the inner shear layer. While the bulges of the W-shaped flame rely on a similar stabilization mechanism in the central flow, its outer edges are stabilized by large-scale eddies in the outer shear layer. The crown-shaped flame is also aerodynamically stabilized in the center, but its outer edges are anchored to the burner hardware. At a fixed equivalence ratio, the statistical transitions between flame shapes across test conditions are jointly dominated by hydrogen fraction and bulk velocity. Dynamically, W-to-crown transition is attributed to the upstream propagation and attachment of the flame outer edges.     

300MW机组W火焰锅炉改造的数值模拟与分析

利用CFX-Tascflow平台,对300 MW机组W火焰锅炉在基础运行工况下的炉内速度场和温度场进行了数值模拟,将模拟结果与采用抽气热电偶测量得到的试验值进行了比较,从而验证了模拟结果的准确性.通过对模拟结果的分析发现:锅炉侧墙压力偏低,造成煤粉气流向侧墙流动,引发结焦;炉内火焰中心偏上,造成飞灰含碳量高,减温水量大.根据计算结果提出4个锅炉改造方案并对其进行了模拟计算与分析,最终确定根据工况5进行锅炉的改造,经2个月的实际运行表明:飞灰含碳量下降了2%,减温水量下降了15 t/h.     

基于PLIF测试技术的壁面附近火焰OH自由基行为的研究

本研究利用OH-PLIF技术在狭缝火焰实验台上测量不同壁面条件下壁面附近处火焰OH浓度分布情况,分析了贴壁处自由基浓度的变化趋势。实验结果表明,随着壁面温度的升高及两测试板间距的减小,贴壁处的OH浓度下降趋势顺序分别为：不锈钢、硅以及氧化锆陶瓷,这主要是因为不同材料对OH消耗速度不同。对比三种材料的熄火距离,可以发现壁面附近OH浓度下降趋势越快,火焰越不稳定,熄火距离越大。壁面附近的OH浓度下降趋势是决定熄火间距的关键因素。     

W型火焰锅炉概述及前景分析

本文阐述了W型火焰锅炉的燃烧机理,讨论了锅炉具有与其它型式锅炉不同的优缺点,说明了W型火焰锅炉在我国具有广阔的应用前景。     

负荷变化对900 MW超临界锅炉炉内燃烧影响的数值模拟

利用Fluent软件对1台900 MW四角切圆燃烧锅炉在不同负荷下炉内燃烧过程进行了数值模拟,分析了负荷变化对炉内流动和传热的影响规律.结果表明:在高负荷工况下运行时,炉内燃烧充分且稳定,但是炉内火焰更容易冲刷水冷壁,可能发生局部结渣现象;在低负荷工况下运行时,炉内火焰充满度较差,切圆燃烧的稳定性显著下降,炉膛水冷壁灰污表面温度也相应降低,水冷壁表面结渣的倾向弱化,沿高度方向水冷壁吸热不均匀性增大.由于该锅炉的低NOx燃烧器采用了分离燃尽风,使得高温区扩展,火焰中心高度比采用有关标准推荐的方法计算所得结果高4~5 m.     

超浓相火焰燃烧难燃煤探讨

研究表明，煤粉气流着火存在最佳煤粉浓度，在最佳浓度时火焰传播速度和温度可达到最大值，试验得知难燃煤粉气流从喷嘴出口的最佳风、粉重量比接近1.0时着火、燃烧稳定。将一次风粉混合物通过喷嘴前的分离器，分离成超浓和稀淡两股，分别送入炉膛四角内外并列下倾布置的对应喷嘴，形成炉膛中央的浓粉区，近墙四周为富氧淡粉的“风包粉”气流，构成下射“W”形新的切圆旋转燃烧，利于难燃煤及早着火、稳定燃烧、充分燃烬。文中简要介绍燃烧器设计和调控要点