300MW机组四角切圆锅炉SOFA反切消旋数值模拟

对某300 MW机组四角切圆煤粉锅炉进行了数值模拟,主要研究其分离式燃尽风(SOFA)水平反切角度对炉膛出口速度偏差和温度偏差的影响。通过分析SOFA不同反切角度工况下炉膛的流场和温度场的变化发现:SOFA反切与不反切工况下的主燃区流场相似,温度相差不大,说明SOFA反切对主燃区的燃烧影响很小;当SOFA反切角度为12°和18°时,水平烟道分别受逆时针和顺时针方向残余旋转的影响,炉膛出口处左右侧存在较大的速度和温度偏差,且温度偏差程度小于速度偏差;当SOFA反切角度为15°时,炉膛出口的速度温度场均匀。因此,最佳SOFA反切角度为15°。     

基于数值模拟的超临界锅炉SOFA风对烟气偏差影响研究

对于四角切圆燃烧锅炉,炉膛出口水平烟道的烟气偏差过大会造成过热汽温偏差,增加管子的热应力,影响锅炉安全运行。采用燃烬风反切方式是一种减少烟气偏差的有效方法。现代超临界四角切圆燃烧锅炉因采用水平角度可调节的风门,为燃烬风反切提供了方便。通过对某600 MW超临界四角切圆燃烧锅炉进行数值模拟,研究了不同燃烬风运行工况对烟气偏差的影响。结果表明:超临界四角切圆燃烧锅炉水平烟道截面烟温和烟速均呈现右侧高于左侧的分布规律;SOFA(分离燃烬风)反切可以有效地改善烟气偏差,其反切角越大,投运的反切SOFA风层离炉膛出口越远,改善烟气偏差效果越明显。该结果对改善大型超临界锅炉烟气偏差,简化燃烧调整,优化锅炉运行具有指导作用。     

分离燃尽风反切角度对炉内空气动力场影响的试验研究

通过对采用LNCFS-Ⅲ燃烧系统的600MW机组锅炉进行冷态模化试验,得到分离燃尽风率在0.32时随反切角度变化分离燃尽风区平均相对切圆直径(Dxd)SOFA、炉膛出口残余旋转动量流率矩Jout、炉膛出口水平烟道作用速度偏差E及速度不均匀性系数M2的变化规律。分离燃尽风反切角度在0°～15°范围内变化时,炉内旋转气流方向仍能保持不变;随着反切角度的增大,Jout、(Dxd)SOFA、E及M2减小,在θ=15°时最小;分离燃尽风反切角度大于15°小于20°时,炉膛上部旋转气流的旋转方向出现不稳定现象;分离燃尽风反切角度等于或大于20°之后,炉膛上部旋转气流出现稳定的反方向旋转现象。     

600MW四角切圆锅炉烟温偏差的数值模拟及改造研究

针对某厂600 MW亚临界四角切圆燃烧锅炉炉膛出口存在残余旋转,左右两侧烟温偏差过大问题,通过对锅炉进行数值计算,提出了采用SOFA风反切圆消除残余旋转的改造措施。对改造后的锅炉,选取SOFA风率为30%、25%和20%的3种工况来研究SOFA风率对燃烧过程的影响,另外分析了25%的SOFA风率下不同反切角度对炉膛出口烟温偏差的影响。结果表明,合理的SOFA风反切角度可以有效地减小烟温偏差,改造可供同类型机组设计和改造时参考。     

墙式分离燃尽风对660MW切圆燃烧锅炉烟温偏差影响的数值模拟研究

为研究墙式分离燃尽风(separated over-fire air,SOFA)对切圆燃烧锅炉烟温偏差的影响效果,对1台660MW四角切圆燃烧锅炉开展了多工况炉内流动、燃烧和污染物排放数值模拟,研究了墙式SOFA风率和摆角对锅炉烟温偏差的影响。结果表明:SOFA风量增加,使得炉膛出口烟窗截面温度分布不均匀系数和炉膛出口截面烟温偏差减小,并且有利于降低NO_x排放量,但对煤粉燃尽率影响不大;SOFA喷口水平摆角增大,有利于降低锅炉烟温偏差;SOFA喷口向下摆动,有利于降低锅炉烟温偏差。     

670t/h四角切圆锅炉反切消旋的数值模拟和工程实践

利用燃烧数值模拟程序对一台670t/h四角切圆锅炉进行了三次风与OFA反切工况数值试验研究.研究结果表明：三次风反切使反切层以上炉内流场旋转减弱,相对切圆直径和充满系数在反切层降低,炉内气流混合强度变化不大,对炉内主气流的空气动力结构影响不大;炉膛温度场和氧气浓度场显示,反切后改善了炉内温度分布,对主燃烧区的影响较小;壁面高温区减少,降低了结焦可能性;反切降低水平烟道入口左右侧温差,削弱了水平烟道入口的扭转残余,减小了水平烟道中的气流速度不均匀性,截面平均烟温略有下降,对受热面换热影响不大.工程实践表明,数值试验结果与实际运行吻合良好,采用三次风与OFA反切消旋方法,减少了残余扭转,改善水平烟道温度分布,较好地解决了四角切圆燃烧锅炉存在的出口烟温偏差问题。     

四角切圆燃烧煤粉炉汽温偏差的分析及调整

针对某660 MW电站四角切圆煤粉炉汽温偏差严重的问题,从燃烧方面进行试验分析和调整,削弱了炉膛出口烟气的残余扭转,进而改善了汽温偏差。试验表明,燃尽风反切角度、二次风配风方式、燃烧器组合方式以及偏置二次风量对汽温偏差有显著影响,其中改变燃尽风反切角度可作为主要的调整手段。     

四墙布置切圆燃烧锅炉烟道内流场的模化试验研究

在开发和研究新型的四墙布置切圆燃烧锅炉时，专项研究了烟道内的流场分布。掌握了烟道内左右两侧烟气流速偏差情况及速度分布的不均匀性。试验结果表明，由于该新型锅炉炉膛出口处残余旋转弱，故烟道内烟气流速偏差甚小。     

改善切圆燃烧锅炉烟温偏差措施的数值模拟分析

针对某台超临界600MW机组切圆燃烧锅炉的烟温偏差问题,利用数值模拟技术分析了燃尽风反切和减小水平偏角辅助二次风(CFS)与一次风夹角2种措施对燃烧过程中炉膛温度场、火焰切圆、旋转动量、特征组分分布及NOx排放等方面的影响。结果表明,燃尽风反切技术能够较好地减轻烟温偏差,2种改进措施均可提升燃烧器区域烟气温度,减小火焰切圆直径,有利于稳定燃烧,减轻水冷壁结渣,但都会使NOx排放浓度增大。     

1025t/h四角切圆锅炉OFA反切消旋数值模拟研究

利用数值计算软件对某台1025 t/h四角切圆锅炉进行了OFA与三次风联合反切以降低炉膛出口热偏差的模拟研究。研究结果表明:改造后,反切层以上炉内流场旋转逐渐减弱、相对切圆直径减小,但对炉内主气流的空气动力结构影响不大;反切削弱了水平烟道入口处的扭转残余,使烟气在水平烟道内分布更加均匀,水平烟道入口左右侧温差减小。采用OFA与三次风联合反切可以有效地降低水平烟道内的热偏差,保证锅炉的安全稳定运行。     

不同摆角下四墙切圆燃烧器的数值模拟

四角切圆燃烧方式在电厂中的应用很广泛,但是这种燃烧方式也有其自身的缺点:如燃烧器区域温度水平低,着火条件差,炉膛出口残余旋转大,水平烟道温度分布不均匀,容易产生热偏差和水冷壁的爆管等.因此近几年来四墙切圆燃烧方式具有很好的工程应用前景.以某电厂600MW超超临界四墙切圆直流摆动式燃烧器为工程原型建立模型,通过FLUENT数值计算软件,来用数值模拟的方法研究直流摆动式燃烧器在上下不同摆角下的燃烧特性与流动特性,根据数值模拟的结果分析其燃烧特性和流动特性,确定了四墙切圆燃烧方式的合理工况,为四墙切圆燃烧锅炉的运行提供了参考.     

不同温度生物质气与煤粉混燃过程及污染物排放特性

为了研究不同温度生物质气与煤粉混燃对锅炉燃烧过程的影响,基于Fluent软件,搭建生物质气和煤粉混燃模型,对某电厂亚临界300 MW机组锅炉分别进行了纯煤粉燃烧和掺烧10%的300℃、450℃和600℃生物质气4种工况的炉内燃烧数值模拟,分析不同工况下炉内速度场、温度场、组分场以及污染物NO_x分布特征。结果表明:与纯煤粉燃烧相比,生物质气掺烧后,底层燃烧器生物质气出口烟气速度增加,炉膛中心燃烧温度降低,炉膛出口O_2和CO体积分数升高,而CO_2和NO体积分数降低;随着生物质气温度的升高,相对于纯煤粉工况,其他3种掺烧工况NO_x质量浓度分别降低了15%、24%、32%。     

生物质气与煤粉混燃过程数值模拟

为了分析生物质气与煤粉混燃对锅炉燃烧过程的影响,利用Gambit软件对锅炉的炉膛结构进行网格划分,并基于Fluent软件,搭建生物质气和煤粉混合燃烧模型,对混合燃烧过程进行数值模拟和计算,分析随着生物质气掺烧比的变化,炉内温度场、速度场以及一次风喷口的气流场等的分布特征。结果表明,随着生物质气掺烧比的增大,炉膛中心截面最高温度逐渐降低,燃烧器区域的温度逐渐升高,炉膛中心部分气流速度及旋转强度增强,但对一次风口处的流场影响不大。     

过燃风水平摆动对烟气温度影响的研究

阐述了2×600 MW超临界褐煤锅炉主要设计参数和燃烧器设计参数,通过烟温测量试验分析了不同过燃风摆动角度对高温再热器出口截面烟气温度的影响,评价了水平烟道内烟气速度分布的不均匀性。试验分析结果表明,在相同二次风配风方式前提下,过燃风水平摆动对高温再热器出口截面烟气温度有影响,能消除炉内气流残余旋转,减小炉膛出口左侧、右侧烟温偏差。     

锅炉出口烟温偏差分析及纠正

<正>1炉膛出口烟气温度偏差的产生原因及其影响四角切圆燃烧后高温烟气的残余旋转,使得锅炉在炉膛出口处的两侧产生了上百度的烟气温度偏差,使锅炉中依靠对流进行换热为主的受热面部件的安全受到较大威胁。     

掺烧生物质对660 MW燃煤机组锅炉影响研究

生物质能源是零碳燃料,在我国能源转型以及“碳中和”战略中处于极其重要的地位,基于某660 MW机组直流摆动式四角切圆超临界燃煤锅炉,开展秸秆生物质掺烧试验,研究掺烧量对燃烧特性、飞灰可燃物、锅炉效率以及水泥特性的影响。结果表明:在不新增加设备情况下,利用原有F层制粉系统可将生物质压型块粉碎、磨制后送入顶层燃烧器区域;在600 MW和500 MW负荷,掺烧生物质30、40、50 t/h（掺烧质量比为11.8%~19.7%）,炉内保持正常着火和稳定燃烧,未见着火提前现象,炉膛出口烟气温度变化未超过30 ℃,锅炉效率始终保持在93.9%~94.1%,且掺烧生物质对NOx、SO2影响甚微;掺烧生物质后的粉煤灰28天强度活性指数在75%以上,且安定性、需水量、比表面积、安定性、抗折强度符合建筑用材标准。     

切圆方式对锅炉燃烧特性影响数值模拟

以某电厂四墙切圆燃烧锅炉为工程原型搭建模型,并在该锅炉模型基础上通过改变燃烧器组的位置,形成四角切圆燃烧方式的锅炉模型。通过数值模拟的方法研究了四墙切圆燃烧和四角切圆燃烧的炉内空气动力场、温度场及组分场,分析了2种不同切圆燃烧方式的燃烧特性和烟气成分分布特性,对燃烧稳定性、未燃尽度、温度偏差及污染排放等综合性能上进行了对比。结果表明,四墙切圆燃烧在气流组织的均匀性、未燃尽度、温度偏差及污染排放等综合性能优于四角切圆燃烧,可为切圆燃烧锅炉的选型提供参考。     

四墙布置切圆燃烧锅炉烟道内流场的模式试验研究

在开发和研究新型的四墙布置切圆锅炉时，专项研究了烟道内的流场分布。掌握报烟道内左右两侧烟气流速偏差情况及速度分布的不均匀性。试验结果表明，由于该新型锅炉炉膛出口处残余旋转弱，故烟道内烟气流速偏差甚小。     

山东沾化发电厂SG50410型锅炉燃烧系统的改造

介绍了 SG 50410型锅炉汽温偏差的调整措施。通过将四角布置正向切圆燃烧系统改造为部分正向切圆、部分对冲、部分反向切圆的燃烧系统,结合115个工况改造后的燃烧调整,有效地减小了汽温偏差,改善了炉膛出口烟气温度场的分布,提高了锅炉运行的安全性和经济性。     

基于正交试验法的700 ℃四角切圆燃煤锅炉热偏差数值模拟研究

为解决700 ℃四角切圆燃煤锅炉热偏差较大的问题,利用Fluent 16.0软件进行数值模拟,采用正交试验法,以炉膛出口截面热偏差为优化指标,对燃尽风反切角度（因素A）、燃尽风速度偏置（因素B）及燃尽风反切角度与燃尽风速度偏置交互作用（因素A×B）等 3个因素,分别设计3个水平进行优化处理。采用极差分析法和权矩阵分析法,确定最佳的因素与水平组合以及具体的权重占比。结果表明:各因素对炉膛出口截面热偏差重要程度为燃尽风反切角度＞燃尽风速度偏置＞燃尽风反切角度与燃尽风速度偏置交互作用; 3种因素权重占比分别为燃尽风反切角度0.875、燃尽风速度偏置0.079、燃尽风反切角度与燃尽风速度偏置交互作用0.046;通过2种分析方法得出燃尽风反切角度与燃尽风速度偏置交互作用可以忽略,正交试验最佳因素与水平组合为A3B3,该组合燃尽风反切角度25°,燃尽风速度右/左为0.77,炉膛出口截面热偏差为28.405 K,与最高热偏差值相比,下降89.01 K,降幅明显。