1000MW超超临界锅炉水冷壁壁温计算

采用分区计算简化大容量高参数超超临界锅炉炉内辐射、对流传热模型,研究炉膛水冷壁热负荷及壁温的空间分布情况,并与试验数据进行了对比,计算结果与试验值之间的偏差较小,最大为5.72%.该模型与算法可给出不同锅炉负荷条件下,水冷壁壁面热负荷与壁温沿炉膛宽度方向的分布规律.结果表明,水冷壁热负荷与壁温均呈现出中间高两端低的弧形分布.四角切圆燃烧锅炉火焰位置对炉内传热有很大影响.模拟计算可为超超临界锅炉的运行提供参考,预测了在材料允许温度范围内,火焰中心偏斜最大不超过2 m.     

基于受热面负荷特性的超临界锅炉炉膛对流与辐射耦合传热计算

对流和辐射换热在电站锅炉炉膛蒸发受热面中呈现不同的负荷特性,忽略对流换热可能会引起炉膛全负荷热力特性偏离设计状态.建立了超临界直流锅炉炉膛对流和辐射耦合传热模型,该模型基于试验数据,采用多维函数最小化技术,从炉膛变负荷运行特性中提取对流和辐射热的组成信息,对5台超临界锅炉32个负荷状态的对流和辐射换热进行计算.结果表明,炉膛实际换热量和预测值吻合较好,辐射和对流耦合传热模型能够准确描述炉膛受热面负荷变化特性,当锅炉运行条件发生变化时,可用于修正热工调节参数,指导超临界锅炉燃烧和汽温控制.     

超临界W形火焰锅炉炉内过程数值模拟

对东方锅炉集团股份有限公司开发的1 900t/h低质量流速垂直管圈超临界W形火焰锅炉进行了全炉膛炉内过程的数值模拟,得到炉内流场、温度场、烟气组分浓度及壁面热流密度的分布,并与同类型锅炉的实测数据进行了对比.结果表明:数值计算得到的炉内流动、炉膛和再热器热偏差以及炉膛出口氧量的分布与同类型锅炉实测趋势相吻合,数值模拟作为试验研究的补充在一定程度上是可以信赖的;得到的炉膛水冷壁壁面热流经修正后可以直接用于锅炉的水动力计算.     

超临界CO2锅炉气冷壁壁温及炉内烟温分布

为了从超临界CO₂锅炉实验数据中挖掘出更多的参数信息,应用固体导热计算、工质管路分配计算、炉膛辐射传热仿真等研究方法对气冷壁及其内、外部热边界进行求解,基于DO模型、支持向量机提出了一种气冷壁壁温和炉内烟温预测模型,并根据实验数据进行了计算。该算法的数据源为运行监测数据,可以实现炉内烟气温度分布、壁温及热负荷等物理量的在线求解。研究结果表明：气冷壁导热计算获得的管壁特定点温度与工质温度温差拟合公式准确性高,相关性在0.99以上;气冷壁壁温与外部热边界求解计算中获得热负荷波动情况一致;烟温预测模型的有效性在传热数据库测试中得到验证,其最大相对误差不超过8.5%。     

超临界锅炉炉膛传热计算方法的研究

通过比较各种不同的燃煤锅炉炉膛传热计算方法,在前苏联1973年热力计算标准中的分区段计算方法的基础上,提出一种改进算法,用于超临界锅炉炉膛传热计算。并对某600MW超临界锅炉采用改进的分区段法进行炉膛传热计算,结果与实际基本吻合。改进的分区段算法充分考虑了超临界锅炉炉膛结构和燃烧方式,可以作为超临界锅炉炉膛传热计算的有效工具。     

用改进的离散坐标法计算炉内三维辐射传热

采用离散坐标法进行炉内三维辐射传热的计算,首先在正方体炉膛内验证了该法的精确性,计算结果与区域法进行比较,表明离散坐标法算法可靠,计算工作量小,适合于炉内辐射传热的计算。然后针对长方体炉膛计算了吸收－发射－散射介质的传热问题,表明传统的离散坐标法不适合计算具有复杂相函数曲线的辐射传热问题,因此采用改进的离散坐标法,并得到了合理的结果。最后,对于煤粉燃烧炉膛将辐射传热问题和炉内流动、燃烧过程耦合起来进行计算,表明离散坐标法是一种很有工程应用价值的炉内辐射传热计算方法。     

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。     

超临界W火焰锅炉炉内过程数值模拟

针对东方锅炉（集团）股份有限公司开发的600MW低质量流速垂直管圈超临界“W”火焰锅炉进行全炉膛炉内过程的数值模拟,计算结果表明：炉内流动、炉膛再热器热偏差及炉膛出口氧量的分布与同类型锅炉实测趋势相吻合。数值模拟作为试验研究的补充在一定程度上是可以信赖的,同时可以帮助我们对一些物理现象进行深入分析和探讨,加深理解。计算预测了炉膛出口污染物的排放,得到的炉膛水冷壁壁面热流修正后可以直接用于锅炉的水动力计算。     

采用选择性非催化还原脱硝技术的600 MW超超临界锅炉炉内过程的数值模拟

借助Fluent软件平台,对1台600 MW煤粉炉建立了数学模型,模拟了炉内流动、传热及燃烧过程.计算获得的炉膛出口平均烟温和烟气组分浓度与设计值符合良好,表明计算是合理的.采用三菱现代燃烧技术(MACT)燃烧技术和PM燃烧器使得NOx生成量较少,且一部分生成的NOx被还原,炉膛出口NOx浓度较低,为216 mg/kg,但可满足选择性非催化还原技术对初始NOx浓度的要求.根据选择性非催化还原反应的"温度窗"条件,适合进行选择性非催化还原脱硝反应的炉膛空间在标高为67m附近的区域,该区域内NOx总的分布规律是炉膛中心浓度低,壁面附近高,有利于采用还原剂从壁面喷射的方案.     

大型超(超)临界煤粉锅炉炉膛传热计算

考虑大型超(超)临界煤粉锅炉受热面的布置特点,将炉膛分为自由炉膛区段和含屏炉膛区段,对按照苏联1973标准计算得到的有效辐射厚度、辐射减弱系数和火焰中心高度系数等关键参数进行了修正,建立了新的一维分区段热力计算方法,并采用该方法对4个电厂的600MW超临界煤粉锅炉和2个电厂的1 000MW超超临界煤粉锅炉进行了传热计算.结果表明:采用该方法计算得到的炉膛出口烟气温度与设计值的偏差明显小于苏联1973标准,可以满足工程应用的精度要求.