350MW四角切圆燃用无烟煤锅炉低NO_x燃烧数值模拟的研究及优化调整

针对1台350 MW燃用无烟煤四角切圆锅炉,研究了三次风浓淡分离器,对三次风进行了浓淡分离,预测了浓、淡三次风从燃烧器不同高度进入炉膛,对炉内NO_x生成的影响。模拟结果表明:三次风对炉内NO_x生成有重要影响,浓三次风深度下移后炉内NO_x大幅下降。根据数值模拟结果对锅炉进行燃烧优化调整后,实测炉膛出口NO_x排放值比优化调整前降低了30%以上。     

不同一次风浓淡比下半焦与烟煤混燃热态实验研究

在350 kW热态中试炉上开展一次风浓淡比(煤粉质量流量比)对一次风着火特性影响的热态实验研究。通过测量燃烧器下游主燃区不同轴向位置、径向位置处的炉膛温度、O_2体积分数、CO体积分数以及NO_x质量浓度等参数,研究浓淡比对神华烟煤与神木半焦混合燃烧时(掺混比为50%)着火特性和NO_x质量浓度的影响。结果表明:除了浓淡比为1.0,混合燃料浓侧射流着火燃烧均优于淡侧,焦炭稳定燃烧位置向炉膛上游移动,O_2消耗及燃烧产物生成也主要集中在浓侧;随着浓淡比的增加,着火距离减小,高温区燃烧稳定性增强,NO_x质量浓度大幅降低,但浓淡比为3.8和5.0时,主燃区出口中心NO_x质量浓度差值仅为20.27 mg/m~3,差距较小,推荐半焦混合燃烧的合适浓淡比为3.8～5.0。     

600 MW切圆锅炉LNCFS系统低NO_x燃烧特性数值研究

通过数值模拟研究了不同燃尽风配风方式对600 MW四角切圆锅炉炉内流动、燃烧以及NO_x生成的影响。结果表明,采用LNCFS深度空气分级低NO_x燃烧系统,NO_x排放量可控制在400 mg/m~3(6%O_2)以下,较好地抑制了燃烧过程中NO_x的生成。深度空气分级燃烧方式主要通过抑制主燃区内挥发分NO_x的生成来控制最终的NO_x排放,但对焦炭燃尽后期NO_x生成影响较小。伴随剩余煤粉的燃尽,NO_x生成量又有所反弹,影响了炉膛出口最终的NO_x排放量。     

300MW四角切圆煤粉锅炉低氮燃烧的数值模拟研究

利用某商业软件对300 MW四角切圆煤粉锅炉炉内流动、传热、燃烧及污染物生成进行了模拟,预测了在现有常规燃烧器与燃烧器在多种改进条件下(主要为不同低位燃尽风率及高位燃尽风的布置高度等)炉内的NO_x生成情况。模拟结果表明:低位燃尽风率对NO_x的生成有一定的影响;高位燃尽风布置高度对NO_x生成特性有很大影响,随高位燃尽风高度的增大,NO_x整体排放水平和峰值都大幅下降,但高位燃尽风布置高度存在一个最佳值。     

配燃尽风的旋流燃烧器对NO_x排放和燃尽率影响的试验研究

热态模拟试验是在1台1 MW的热态煤粉燃烧试验炉上进行的,用2台双调风旋流燃烧器对冲燃烧,并且在主燃烧器上方的不同位置还布置了燃尽风装置(OFA)。主燃烧器使用的是变截面的一次风管和碰撞环相结合,在一次风管内,风粉气流在惯性的作用下分离为外浓内淡的环状气流,从而实现了燃烧器喷口处沿直径方向的浓淡分布。通过对陕北神华优质烟煤、山西河津劣质烟煤和山西长治贫煤这三种特性相差较大的煤的燃烧对比实验,得到了燃尽风布置的相对位置变化,对NO_x的生成和对飞灰含碳量的影响作用,同时也得到了NO_x的生成和燃尽率之间的相互关系,以及对燃烧的稳定性、经济性的影响因素,其结果对工程设计和实际应用有着重要的指导意义。     

煤粉锅炉降低NO_x排放的仿真研究

为减少煤粉锅炉炉膛出口NO_x含量以达到工业排放要求,以Fluent软件为计算平台,对某公司蒸发量为400 t/h的四角切圆煤粉锅炉炉内速度场、温度场及NO_x浓度场进行仿真研究。结果表明,均等配风为最佳二次风配风方式;均等配风方式下,燃尽风风量占二次风风量为20%是最佳优化工况,最佳优化工况炉膛出口NO_x含量降低了11.50%,且满足炉内燃烧要求。     

燃尽风对燃气锅炉燃烧特性影响的模拟研究

针对某台额定蒸发量为75 t/hπ型燃气锅炉NO_x排放量较高的问题,在过量空气系数为1.2的条件下,采用空气分级低氮燃烧方式对其进行改造,在燃气流量一定的条件下分别对原工况以及5种不同燃尽风风量改造方案下炉内温度分布、氧气及NO_x质量浓度分布进行数值模拟,确定了较优的燃尽风风量占比。结果表明:在NO_x质量浓度最高的区域添加燃尽风,新鲜冷空气加入明显降低了炉膛内高温区域的平均温度,有利于降低NO_x的生成;综合考虑炉膛内温度分布及出口截面NO_x排放质量浓度,燃尽风风量占比为10%的改造方案较优。     

塔式锅炉偏转二次风对NO_x排放影响的数值模拟

针对电站锅炉在运行过程中存在的NO_x排放浓度过高的现象,文中利用Fluent软件对某台1 000 MW塔式锅炉的燃烧过程进行数值模拟,并研究了不同偏转二次风角度对锅炉NO_x排放的影响。研究结果表明:以对角线45°为基准,偏转二次风偏转角度在30°以内时,炉膛内均能形成良好切圆;增大偏转二次风偏转角度,炉膛中心四周NO_x质量浓度明显下降;随着炉膛高度增加,NO_x质量浓度逐渐减少,偏置风偏转角度30°工况与偏转角度10°工况相比较,炉膛出口处的NO_x质量浓度下降了10.3%。     

200MW锅炉屏式过热器超温问题的试验研究

对某200MW机组锅炉屏式过热器管壁温度特性进行了试验研究。通过试验确定了屏式过热器炉内炉外壁温差,屏过管子沿炉膛高度方向的温度分布,锅炉负荷变化,浓淡燃烧器浓淡比改变,配风方式改变对管壁炉内炉外壁温的影响,试验结果可供判断和解决同类型锅炉超温问题参考。图13表1参4     

炉内配风方式对燃烧特性影响的数值模拟与试验研究

为了了解不同配风工况对炉内煤粉燃烧特性的影响,以四角切圆燃烧煤粉锅炉为研究对象,分别对其进行了炉内流动、燃烧过程的数值模拟及优化燃烧调整试验,综合分析数值模拟和试验的结果表明:当机组负荷一定时,适当减少一次风率,能使整个炉膛火焰充满度大大得到改善,火焰长度与煤粉着火距离有所缩短;采用倒宝塔型二次风配风方式对于较差煤种的稳定着火较为有利;而停止三次风时,炉膛温度水平较高,煤粉燃烧完全,锅炉效率有所提高.     

燃尽风对超临界锅炉燃烧过程的影响

针对燃尽风配风比例对炉膛燃烧影响及污染物生成的问题,基于Fluent商业软件平台,对一600,MW前后墙对冲燃烧锅炉的燃烧过程进行了数值模拟.模拟结果与实验结果吻合较好.详细讨论了燃尽风配风比例对温度场、NO_x生成量以及未燃尽碳含量的影响,指出燃尽风的投运可以减少NO_x的生成,过高的燃尽风比例会导致高温区分层,并且对于特定煤种存在最优化投运比例,为电厂优化运行提供了一定的参考.     

低氮燃烧器改造后机炉协调系统控制策略的研究

针对低氮燃烧器改造后机组不能满足电网自动发电量控制(AGC)控制要求的情况,对锅炉燃烧特性、机炉协调系统的调节品质以及AGC控制的响应性进行了研究,主要分析了炉膛氧体积分数、分离燃尽风(SOFA)挡板开度、周界风挡板开度、二次风挡板开度对NO_x生成的影响以及一次风量控制对机组响应性的影响,在此基础上对机炉协调系统进行了优化设计和调试.结果表明:经过优化后的机炉协调系统控制策略不仅实现了AGC控制的稳定运行,而且保证了AGC控制中对精度的要求和响应性的要求,现已成功应用在多台低氮燃烧器改造的机组上,表明了该控制策略具有推广性和复制性.     

超临界塔式炉燃尽风对NO_x生成的影响

以某670 MW超临界塔式炉锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况为基准模型,对八角单切圆煤粉炉的分级燃烧进行数值模拟,研究了不同燃尽风率下NO_x的生成及分布特性,分析了NO_x的排放规律,并与现场实际运行测试数据进行比较.结果表明:当燃尽风率由0.040增大至0.207时,炉内峰值温度降低80K,出口NO_x质量浓度从535mg/m~3降低到373mg/m~3,说明燃尽风率变化对NO_x的影响较大;综合比较O_2质量分数和温度,实际运行中燃尽风率不宜超过0.2.     

600MW锅炉双尺度低氮改造后的燃烧特性及其机理分析

结合大容量锅炉分区热力计算和全炉膛温度压力简化动态模型思想,以能量守恒定律和辐射换热理论为基础,针对某电厂600 MW锅炉建立改造前和双尺度低氮改造后炉膛三区机理模型,通过Simulink软件仿真炉膛纵向空间燃烧特性.采用Fluent软件模拟炉内横向空间温度和速度场变化,并对双尺度低氮改造技术进行了较全面的机理分析.结果表明:低氮改造后由于二次风射流方向偏斜,使得一次风与二次风旋流方向相反,旋流区横向增大、纵向缩短,从而部分区域燃烧效率提高,NO_x排放量显著减少,但却具有燃烧过程惯性增大、升负荷适应性下降的缺陷.     

双通道浓淡与乏气OFA组合煤粉燃烧器的试验研究

为解决某电厂100 t/h四角切圆煤粉炉燃烧效率低、燃烧不稳定的问题,采用双通道浓淡与乏气OFA(燃尽风)组合煤粉燃烧器进行技术改造,其特点为上一次风双通道上下浓淡、下一次风水平浓淡并且集中布置,乏气通过OFA送入炉内。冷态结果表明;该改造方案炉内气流充满度好,气流量不偏斜刷墙;一次风喷口有明显的回流区,并随着腰部风开度的增大向炉膛中心移动,回流区半径减小;热态测试结果表明:热效率提高了3个百分点,50%低负荷稳燃,NOx排放量为260 mg/m3(折算到氧量6%)。     

1000 MW旋流对冲燃烧锅炉NOx排放特性试验研究

为了解采用OPCC旋流燃烧器、2层燃尽风布置的某1 000 MW超超临界前后墙对冲燃烧锅炉的NO_x排放特性,采用现场试验的方法对该锅炉进行了系统研究,得到燃烧器投运方式、炉膛氧体积分数、燃尽风挡板开度、燃烧器外二次风叶片角度、燃烧器内二次风挡板开度、燃烧器中心风挡板开度和燃尽风喷口外二次风刻度位置、燃烧器负荷分配方式、机组负荷及煤种等因素对NO_x质量浓度的影响。结果表明:燃烧器投运方式、炉膛氧体积分数及煤种对NO_x质量浓度的影响较大,影响幅度可达13%～20.2%;燃尽风挡板开度、燃烧器内二次风挡板开度、燃烧器负荷分配方式和机组负荷对NO_x质量浓度的影响较小,影响幅度为4%～6%;燃烧器外二次风叶片角度、燃尽风喷口外二次风刻度位置和燃烧器中心风挡板开度对NO_x质量浓度的影响微弱。     

分离燃尽风对贫煤锅炉CO和H2S生成特性的影响

以低氮燃烧改造后的某330 MW四角切圆贫煤锅炉为研究对象,采用数值模拟研究了300 MW负荷下分离燃尽风率对炉内燃烧速度场、温度场、CO体积分数场、O2体积分数场、H2S体积分数场及炉膛出口参数的影响,并将模拟结果与试验结果进行对比分析.结果 表明:分离燃尽风率对锅炉燃烧特性以及CO、H2S的生成特性具有重要影响;随...     

不同一次风率下循环流化床流动特性数值模拟

为了研究一二次风配比对循环流化床锅炉冷态流动特性的影响,对三种一次风率(0.46、0.5、0.54)下的循环流化床锅炉物理模型进行数值模拟研究。采用欧拉框架下的双流体(TFM)模型,通过对比炉内颗粒浓度云图、颗粒浓度曲线图和气相轴向速度曲线图,分析炉内颗粒流动形态。数值模拟结果表明：当一次风率增大时,一次风速增大,二次风速降低,炉膛底部入口处颗粒堆积减少,当一次风率为0.46时能够得到一个较好的环核流动形态。因为在炉膛中上部分细颗粒已经得到充分发展,当细颗粒从炉膛出口被夹带到旋风分离器时,分离器内无论浓度场还是速度场,一次风率的改变并未对其造成太大影响。     

130 t/h四角切圆煤粉炉低氮燃烧改造的试验研究及数值模拟分析

运用试验研究及数值模拟方法,分析了130 t/h四角切圆煤粉炉进行低氮燃烧改造后,空气分级对炉内火焰特性、NO_x排放和灰渣结焦的影响。研究表明:分离燃尽风(SOFA)比率为24. 8%时,燃烧器区域的平均燃烧温度下降120℃,SOFA风上部的烟气温度上升80℃;改造后锅炉NO_x排放量下降了36. 4%; CFD数值模拟与NO_x实测排放的相对误差在±5%以内,证明了数值模拟的可靠性;随着SOFA比率的增大,燃烧器上部火焰切圆直径增大,较高温度下灰中结焦液体含量增多,反映了炉内SOFA风上部炉壁更易结焦,这与实际情况相符。     

1000MW塔式锅炉中低负荷下低NO_x排放优化

针对大型燃煤锅炉在中低负荷下普遍存在的炉膛出口NO_x质量浓度偏高的问题,对某台1 000 MW超超临界塔式锅炉炉内流动、传热、燃烧及污染物排放特性进行了数值模拟研究.通过改变周界风挡板开度及适当降低运行氧体积分数,对该锅炉中低负荷下NO_x质量浓度高的问题进行优化.结果表明:模拟结果与现场试验数据符合得较好;中低负荷下,减小周界风挡板开度,燃烧初期化学当量比减小,炉膛出口的NO_x质量浓度相应下降,70%和50%负荷时分别下降了31.2%和17.0%;适当降低运行氧体积分数,NO_x质量浓度有一定的降低,同时煤粉燃尽情况基本不变.